Prodromal alzheimer demans tanısında FDG PET-BT ile kantifikasyon /
Yazar: MEHMET ARSLAN
Danışman: PROF. DR. ZEHRA PINAR KOÇ
Mersin Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Nükleer Tıp Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Alzheimer hastalığı = Alzheimer disease

Özet:
Çalışmamızda, prodromal Alzheimer demansın ayırıcı tanısında 18F-FDG PET/BT görüntüleme yönteminde kullanılan, sayısallaştırma tekniklerinin ve yapay zekanın tanıya olan katkısının incelenmesi hedeflenmiştir.
Çalışmamız retrospektif tipte klinik bir araştırmadır.
Bu çalışmada Kasım 2018 ile Aralık 2023 tarihleri arasında Mersin Üniversitesi Nöroloji Anabilim Dalı tarafından ön tanısında prodromal Alzheimer demans düşünülen ve Nükleer Tıp Kliniği'mizde çekimi uygun bulunup F18-FDG PET/BT beyin görüntüleme yapılan 72 hastaya ait veriler retrospektif olarak değerlendirildi.
Çalışmaya dahil edilen 72 hastanın yaşı, cinsiyeti, mini mental değerlendirme testi (MMSE) skoru ve ön tanıları hasta dosyalarından ve klinisyenlerinden öğrenilip kaydedildi.

Hastaların; PET/BT görüntüleme sonuçları, Voxel Bazlı Morfometri (VBM) yazılımlarından olan MATLAB tabanlı SPM12 (Statistical Parametric Mapping) analiz sonuçları, yapay zeka (PYTHON programlama dilinde TensorFlow ve PyTorch (Deep Learning)) analiz sonuçları ve nörologlar tarafından klinik olarak konulan kesin tanıları kaydedildi.
Araştırmadan elde edilen verilerin analizi için Statistical Package for Social Sciences (SPSS) 22.0 programı kullanıldı.

Klinik bulgulara göre hastaların 23'ü (%31,9) hafif bilişsel bozukluk (HBB), 46'sı (%63,9) Alzheimer / Diğer nörodejeneratif hastalık, 4'ü (%4,2) normal olarak belirlenmişti.
Klinik olarak HBB tanısı alan olguların yaş ortalaması 61,26±7,61 (min:51-max:77) yıl, MMSE skor ortalaması 21,40±7,37 (min:7-max:30) idi.
HBB tanılı olguların 12'si (%52,2) erkek, 11'i (%47,8) kadındı.
HBB tanılı olguların 2'sinde (%8,7) aile öyküsü mevcuttu.
Klinik tanı referans olarak kabul edildiğinde, HBB tanısında PET/BT'nin duyarlılığı %91,3, özgüllüğü %100, doğruluğu %92, pozitif öngörü değeri %100, negatif prediktif değeri %50 olarak hesaplandı.
Klinik tanı ile HBB olduğu belirlenen 23 hastanın 19'unda SPM12 ile uyumluluk gözlenirken, 4 hastada uyumsuzluk mevcuttu.
SPM12'nin normal tespit ettiği 14 hastadan 4'ü klinik tanı ile hafif bilişsel bozukluk, 7'si diğer nörodejeneratif hastalık olarak belirlendi.
SPM12 analiz yönteminin prodromal Alzheimer tanısındaki performansı şu şekilde hesaplanmıştır:
Duyarlılığı %82,6, özgüllüğü %100, doğruluğu %95,7, pozitif öngörü değeri %100, negatif prediktif değeri %42,8 olarak bulunmuştur.

Ayrıca hafif bilişsel bozukluk tanısında yapay zeka yönteminin duyarlılığı %97,69, özgüllüğü %98,88, doğruluğu %98,29, pozitif öngörü değeri %98,83, ve negatif prediktif değeri %97,79 olarak hesaplanmıştır.

Sonuç olarak, prodromal demans evresinde 18F-FDG PET/BT ve SPM12 ile yapılan kantitatif analizlerin duyarlılık ve özgüllüğü benzer düzeyde bulunmuş, ancak yapay zeka tabanlı analizlerin özellikle erken evrede tanı doğruluğunu belirgin düzeyde artırdığı gözlemlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: ProdromalAlzheimer Demans, Hafif Bilişsel Bozukluk, 18-FDG PET/BT.

Abstract:
In our study, we aimed to examine the contribution of digitization
techniques and artificial intelligence to the diagnosis of 18F-FDG PET/CT
imaging in the differential diagnosis of prodromal Alzheimer's dementia.
Our study is a retrospective clinical research. In this study, we retrospectively
evaluated the data of 72 patients with a preliminary diagnosis of prodromal
Alzheimer's dementia by Mersin University Department of Neurology between
November 2018 and December 2023, who were found suitable for F18-FDG
PET/CT brain imaging in our Nuclear Medicine Clinic. The age, gender, mini
mental assessment test (MMSE) score and prediagnoses of the 72 patients
were obtained from patient files and clinicians and recorded.
PET/CT imaging results, MATLAB-based SPM12 (Statistical
Parametric Mapping) analysis results, artificial intelligence (TensorFlow and
PyTorch (Deep Learning) in the PYTHON programming language) analysis
results and the final diagnoses made clinically by neurologists were recorded.
Statistical Pack age for Social Sciences (SPSS) 22.0 program was used to
analyze the data obtained from the study.
According to clinical findings, 23 (31.9%) of the patients were diagnosed
as mild cognitive impairment (MCI), 46 (63.9%) as Alzheimer's disease/other
neurodegenerative disease, and 4 (4.2%) as normal. The mean age was
61.26±7.61 (min:51-max:77) years and the mean MMSE score was 21.40±7.37
(min:7-max:30) in patients clinically diagnosed with HBB. Twelve (52.2%) of the
patients with HBB were male and 11 (47.8%) were female. Family history was
present in 2 (8.7%) of the patients with HBB. The sensitivity, specificity,
accuracy, positive predictive value, negative predictive value and positive
predictive value of PET/CT were 91.3%, 100%, 92%, 100% and 50%,
respectively. Of the 23 patients with clinical diagnosis of HBB, 19 patients had
concordance with SMP12, while 4 patients had discordance. Of the 14 patients
with normal SPM12, 4 were diagnosed as mild cognitive impairment and 7 as
other neurodegenerative diseases. The performance of the SPM12 analysis
method in the diagnosis of prodromal Alzheimer's disease was calculated as
follows: Sensitivity 82.6%, specificity 100%, accuracy 95.7%, positive predictive
value 100% and negative predictive value 42.8%. In addition, the performance
of the artificial intelligence (AI) method in the diagnosis of mild cognitive
impairment was evaluated as follows: Sensitivity 97.69%, specificity 98.88%,
accuracy 98.29%, positive predictive value 98.83% and negative predictive
value 97.79%.
In conclusion, the sensitivity and specificity of 18F-FDG PET/CT
imaging and quantitative analysis using SPM12 were found to be comparable
but artificial intelligence-based analysis demonstrated a significantly high
er contribution to diagnostic accuracy, particularly in the early stages.
Keywords: Prodromal Alzheimer's Dementia, Mild Cognitive Impairment, 18-FDG PET/CT