T1 mapping in Alzheimer's disease: a quantitative MRI study with amyloid-PET correlation.

چکیده اصلی

OBJECTIVES: Quantitative T1 mapping (qT1) is a magnetic resonance imaging (MRI) biomarker of brain microstructural changes; however, its application in Alzheimer disease (AD) remains limited. We compared cortico-limbic qT1 values between patients with AD and healthy controls (HCs) and examined their relationship with amyloid burden measured by amyloid-positron emission tomography (PET). MATERIALS AND METHODS: We retrospectively identified subjects with mild cognitive impairment due to AD and HCs who underwent 3-T MRI, including a compressed-sensing MP2RAGE sequence, generating three-dimensional T1-weighted images and qT1 maps. Amyloid-PET was available for 16 patients. Hippocampal qT1 and volume were compared between groups, adjusting for age and sex; analyses were repeated after stratifying patients by Mini-Mental State Examination (MMSE). Voxel-wise group comparison was performed using SPM 12. The qT1-standardized uptake value ratio (SUVr) association was assessed with a linear mixed-effects model applied to voxel-level data, accounting for partial volume effects. RESULTS: Thirty-three AD subjects, aged 69.3 ± 8.2 years (mean ± standard deviation), 18 females, and 22 HCs aged 70.5 ± 13.3 years, 15 females, were evaluated. Regional hippocampal qT1 was higher in AD (1,398 ± 53.0 ms versus 1,349 ± 53.4 ms; p = 0.002), without difference across cognitive subgroups stratified by MMSE. AD subjects exhibited increased qT1 in mesial temporal gray matter and temporo-parieto-occipital cortices (1,448 ± 55.7 ms versus 1,344 ± 51.6 ms; p < 0.001). Voxel-level modelling revealed a positive association between qT1 and amyloid-PET SUVr (p < 0.001; d = 0.223). CONCLUSION: qT1 mapping can be sensitive to changes related to brain amyloidosis, supporting its role as a promising, noninvasive imaging biomarker in AD. KEY POINTS: Question Can qT1 mapping detect AD-related microstructural changes in the cortico-limbic gray matter? Findings Participants with AD showed increased cortico-limbic qT1 values. A subtle yet consistent positive association was observed between cortical qT1 values and amyloid-PET SUVr. Relevance statement qT1 mapping captures microstructural tissue alterations related to amyloid pathology in Alzheimer's disease, supporting its role as a potential non-invasive imaging biomarker in this condition.

ترجمه فارسی چکیده

هدف: استفاده از سنجش مغز کمی T1 (qT1) به عنوان نشانگر MRI برای تغییرات میکروساختاری مغز، اما کاربرد آن در بیماری آلزایمر (AD) محدود است. ما مقادیر qT1 کورتیکو-لیمبیک را در بیماران AD و کنترل‌های سالم مقایسه کردیم و رابطه آن را با بار آلزایمر اندازه‌گیری شده با PET آلزایمر بررسی کردیم. روش‌ها: ما به صورت پس‌رونده افراد با اختلال شناختی خفیف ناشی از AD و کنترل‌های سالم را شناسایی کردیم که تحت اسکن 3-تا MRI قرار گرفتند، شامل یک توالی MP2RAGE فشرده‌سازی-حساسیت که تصاویر سه‌بعدی با وزن T1 و نقشه‌های qT1 تولید می‌کرد. PET آلزایمر برای ۱۶ بیمار در دسترس بود. حجم و qT1 حفره‌های آمیگدال مقایسه شد و بر اساس سن و جنسیت تعدیل گردید. تحلیل‌ها پس از تفکیک بیماران بر اساس آزمون MMSE تکرار شد. مقایسه گروهی بافت‌محور با استفاده از SPM 12 انجام شد. رابطه qT1 و نسبت جذب استاندارد شده (SUVr) با استفاده از یک مدل اثرات آمیخته خطی ارزیابی شد. نتایج: ۳۳ بیمار AD (میانگین سنی ۶۹.۳ ± ۸.۲ سال، ۱۸ زن) و ۲۲ کنترل سالم (میانگین سنی ۷۰.۵ ± ۱۳.۳ سال، ۱۵ زن) ارزیابی شدند. qT1 حفره‌ای در AD بالاتر بود (۱۳۹۸ ± ۵۳.۰ میلی‌ثانیه در مقابل ۱۳۴۹ ± ۵۳.۴ میلی‌ثانیه؛ p = 0.002). بیماران AD افزایش qT1 در بافت خاکستری حفره‌ای میانی و قشرهای تالاموپاریتال-اوقیپیتال را نشان دادند (۱۴۴۸ ± ۵۵.۷ میلی‌ثانیه در مقابل ۱۳۴۴ ± ۵۱.۶ میلی‌ثانیه؛ p < 0.001). مدل‌سازی بافت‌محور نشان داد یک همبستگی مثبت بین qT1 و SUVr PET آلزایمر (p < 0.001؛ d = 0.223). نتیجه‌گیری: نگاشت qT1 می‌تواند به تغییرات مرتبط با آمیلیوئید مغز حساس باشد و نقش آن به عنوان یک نشانگر تصویربرداری غیرتهاجمی امیدوارکننده در AD را پشتیبانی می‌کند.

متن کامل اصلی