Estudio cuantitativo por tractografía cerebral de los principales fascículos en deterioro cognitivo leve y enfermedad de alzheimer

Abstract

[ES] La tractografía cerebral es una técnica que permite visualizar in vivo y de forma no invasiva los fascículos de sustancia blanca que conectan distintas partes del cerebro. Para ello se utilizan imágenes de resonancia magnética (RM) potenciadas en difusión y herramientas informáticas que permiten reconstruir los fascículos y realizar mediciones cuantitativas de los mismos. El objetivo principal de este Trabajo de Fin de Máster fue realizar un estudio cuantitativo por tractografía cerebral mediante imágenes de resonancia magnética en pacientes con deterioro cognitivo leve, enfermedad de Alzheimer y controles normales, con el fin de analizar la reproducibilidad y validez de los resultados, empleando la herramienta informática de uso libre que se considere más adecuada. Se estudiaron cuatro herramientas informáticas de uso libre, de las cuales se decidió utilizar el programa MedINRIA debido a, facilidad de uso y cuantificación directa de los fascículos reconstruidos. Se realizaron mediciones de anisotropía fraccional (FA) y difusividad media (MD) del fascículo uncinado y el fascículo cingulado posterior, en 52 pacientes provenientes de dos centros hospitalarios distintos y distribuidos en tres grupos: sujetos control, deterioro cognitivo leve (DCL) y enfermedad de Alzheimer (EA). Se realizó un manual de operaciones para todo usuario interesado en realizar este tipo de análisis y que no estuviera familiarizado con la herramienta empleada. La reproducibilidad de la cuantificación se estimó con un segundo observador. La comparación de las medidas entre los datos de ambos centros estableció que existen diferencias en las mediciones y por lo tanto éstas dependen del tipo de equipo con el que se adquieren las imágenes, debido al número de gradientes de difusión con la que fueron adquiridas las imágenes. Los pacientes con EA mostraron menores valores de FA y mayores valores de MD, aunque sin diferencias significativas. La reproducibilidad entre dos observadores para todas las medidas fue muy buena sobre todo para el fascículo uncinado con índice de correlación intraclase (ICC) mayor a 0,9.

[EN] Brain tractography is a noninvasive medical image technique wich allows to visualize in vivo the white matter fiber tracts connecting different parts of the brain. Diffusion weighted magnetic resonance images (DTI) and a computer software are used to tract the fibers and measure them quantitatively. The main objective of this final Master's thesis was to perform a quantitative study using brain tractography based on DTI in patients with mild cognitive impairment, Alzheimer's disease and normal controls, in order to analyze the reproducibility and validity of the results, using the most appropriate free software. Four free software were studied, of which the program MedINRIA was used due its, ease of use and direct quantification of the reconstructed tracts. Fractional anisotropy (FA) and mean difusivity (MD) were measured across the uncinate fasciculus and the posterior cingulate fasciculus, in 52 patients from two different medical centers and distributed in three groups: normal controls, mild cognitive impairment (MCI) and Alzheimer's disease (AD). An user manual was written for any user interested in performing tractography and without previous experience with the selected software. The reproducibility was estimated with a second observer. The comparison between measurements of both centers established that there were differences and therefore they depend on the type of equipment employed to adquire the images, due mainly to the number of diffusion gradientes. Patients with AD showed lower values of FA and higher values of MD, but without significant differences. The reproducibility between two observers were good for all measurements, especially for the uncinate fasciculus with intraclass correlation coeficient (ICC) greater that 0.9.