Alzheimer hastalarında beyin yapılarındaki morfolojik değişikliklerin beyin fonksiyonları ile ilişkisinin değerlendirilmesi: Radyolojik anatomi çalışması

Abstract

Amaç: Bu çalışmada amacımız Alzheimer hastalarında MR görüntüleri üzerinden retrospektif olarak beynin kognitif fonksiyonları ile ilgili (beyaz cevher, gri cevher, hippocampus, lobus temporalis, entorhinal area, gyrus parahippocampalis, insula) bölgelerinde volumetrik ölçümler yapılarak elde edilen verilerin cinsiyetle, ilerleyen yaşla, Mini Mental Test Skoru ve Klinik Demans Değerlendirme Derecesi sonuçları ile ilişkisini araştırmaktır. Hasta grubunun bulguları kontrol grubunun bulguları ile karşılaştırılarak Alzheimer hastalarındaki morfolojik değişikliklerden biyobelirteç olma ihtimali olanların gücü ortaya konulacaktır. Gereç ve Yöntemler: Bu çalışmada OASIS veri tabanı kullanılarak yaşları 60 ile 96 arasında değişen 64 Alzheimer tanılı, 72 sağlıklı olmak üzere toplam 136 denekten elde edilen beyin görüntüleri kullanıldı. Beyin yapılarının hacimlerini ölçmek için, çevrimiçi uygulama olan volBrain programının vol2Brain versiyonu tercih edildi. Beyaz cevher, gri cevher, hippocampus, lobus temporalis, entorhinal area, gyrus parahippocampalis ve insula bölgelerinin hacimleri ile deneklere ait Mini Mental Test Skorları ve Klinik Demans Değerlendirme Dereceleri analiz edildi. Verilerin analizinde SPSS 25.0 paket programı kullanıldı. Bulgular: Alzheimer hastalarının değerlendirilen beyin bölgelerinin hacim ortalamalarının sağlıklı bireylerin beyin bölgelerinin hacim ortalamasından düşük olması istatistiksel olarak anlamlı bulundu (p<0,05). Alzheimer hastalarında değerlendirilen beyin bölgelerinin hacim ortalamalarının cinsiyete göre farklılığı istatistiksel olarak anlamlı bulundu (p<0,05). Alzheimer hastalarının değerlendirilen beyin bölgeleri hacimleri ortalamalarının yıllara göre giderek azalması istatistiksel olarak anlamlı bulundu (p<0,05). Alzheimer tanılı bireylerin beyin hacim ortalamaları ile Mini Mental Test Skorları arasında pozitif, Klinik Demans Değerlendirme Derecesi ile negatif bir ilişki tespit edildi. Sonuç: AH’nin beynin hacim ortalamaları sağlıklı yaşıtlarından daha düşüktür, hacim ortalamaları cinsiyete göre farklılık gösterir ve yaşla birlikte olan azalma sağlıklı bireylerden daha fazladır. AH’nin Mini Mental Test Skoru sağlıklı bireylere göre yaşla birlikte daha fazla azalır. Volumetrik biyomarkerler, PET ve BOS biyobelirteçleri ile benzer doğruluk seviyelerine ulaşabildiği ve non-invaziv bir yöntem olduğu için daha avantajlı bir yöntem olabilir. Bu sebeple hastaların klinik testleriyle birlikte hacimlerinin değerlendirilmesi, bu bölgelerin fonksiyonlarıyla ilişkilendirilerek klinik evrelemeye yardımcı olabileceğini düşünüyoruz.

Aim: The aim of this study is to retrospectively investigate the relationship between volumetric measurements of brain regions associated with cognitive functions (white matter, gray matter, hippocampus, temporal lobe, entorhinal area, parahippocampal gyrus, and insula) in Alzheimer’s disease (AD) patients, as derived from MR images, and their correlation with gender, advancing age, Mini-Mental State Examination (MMSE) scores, and Clinical Dementia Rating (CDR) results. By comparing the findings of the patient group with those of a control group, the study aims to determine the potential biomarker strength of morphological changes observed in Alzheimer's patients. Materials and Methods: This study utilized brain images obtained from 136 subjects, including 64 diagnosed with Alzheimer's disease and 72 healthy controls, aged between 60 and 96, from the OASIS database. The volumetric measurements of brain structures were performed using the vol2Brain version of the volBrain online application. Volumes of the white matter, gray matter, hippocampus, temporal lobe, entorhinal area, parahippocampal gyrus, and insula were analyzed alongside MMSE scores and CDR grades of the subjects. Data analysis was conducted using the SPSS 25.0 software package. Results: The mean volumes of the assessed brain regions in Alzheimer's patients were found to be significantly lower compared to those in healthy individuals (p<0.05). Gender-based differences in the mean volumes of the evaluated brain regions in Alzheimer's patients were statistically significant (p<0.05). A progressive decrease in the mean volumes of the evaluated brain regions over the years in Alzheimer's patients was statistically significant (p<0.05). A positive correlation was identified between brain volume means and MMSE scores, while a negative correlation was observed with CDR grades in individuals with Alzheimer's disease. Conclusion: The mean brain volumes of individuals with Alzheimer’s disease are lower than those of healthy peers, with significant gender-related differences and a greater age-associated decline compared to healthy individuals. The MMSE score in Alzheimer's patients declines more significantly with age than in healthy individuals. Volumetric biomarkers could offer advantages as a non-invasive method, achieving accuracy levels comparable to PET and CSF biomarkers. Therefore, assessing brain volumes in conjunction with clinical tests and relating these volumes to functional regions may aid clinical staging.