Metabolic impairment pattern analysis of the Alzheimer's disease

Alzheimer's Disease의 대사영상패턴 분석

  • Juh, Ra-Hyeong (Dapartment of Biomedical Engineering The Catholic University of Seoul) ;
  • Lee, Chang-Uk (Dapartment of Psychiatry The Catholic University of Seoul) ;
  • Chung, Yong-An (Dapartment of Nuclear Medicine The Catholic University of Seoul) ;
  • Choe, Bo-Young (Dapartment of Biomedical Engineering The Catholic University of Seoul) ;
  • Suh, Tae-Suk (Dapartment of Biomedical Engineering The Catholic University of Seoul)
  • Published : 2004.11.26

Abstract

Several MRI studies have reported reductions in temporal lobe volumes in Alzheimer's disease (AD). Measures have been usually obtained with regions-of-interest (ROI) drawn manually on selected medial and lateral portions of the temporal lobes, with variable choices of anatomical borders across different studies. We used the automated voxel-based morphometry (VBM) approach to investigate gray matter abnormalities over the entire extension of the temporal lobe in 10AD patients (MM5E 22)and 22 healthy controls. Foci of significantly reduced gray matter volume in AD patients were detected in both medial and lateral temporal regions, most significantly in the right and left posterior parahippocarmpal gyri. At a more flexible statistical threshold (P<0.01, uncorrected for multiple comparisons), circumscribed foci of significant gray matter reduction were also detected in the right amygdala/enthorinal cortex, the anterior and posterior borders of the superior temporal gyrus bilaterally, and the anterior portion of the left middle temporal gyrus. These VBM results confirm previous findings of temporal lobe atrophic changes in AD, and suggest that these abnormalities may be confined to specific sites within that lobe, rather than showing a widespread distribution.

알츠하이머병에서는 전산화 단층촬영영상이나 자기공명영상을 이용하여 구조적, 비특이적 뇌 위축등의 병변을 진단할 수는 있으나 뇌 당대사 및 혈류 분포에 의한 이상 유무를 진단하기 위해서는 단일광자방출 단층촬영술 (single photon emission computed tomography, SPECT) 이나 양전자 방출 단층촬영술 (positron emission tomography, PET)을 이용한 국소 뇌혈류나 뇌 당대사 변화를 관찰한 진단이 필수적이다. 따라서 SEPCT나 PET영상 위에 직접 관심영역(region of interest, ROI)를 그려서 ROI를 관찰하여 해부학적 뇌위축과 국소 뇌혈류나 뇌 당대사 변화를 분석하였으나 ROI 방법은 주관적인 영향과 많은 분석 시간을 요하는 단점이 있다. 따라서 통계적 분석 방법을 이용한 맵핑방법으로 voxel based morphometry 방법을 수행하였고 MMSE 값을 분산분석변수로 하여 영상분석하여 $^{18}$F-labeled 2-deoxyglucose ($^{18}$F-FDG) positron emission tomography(PET)-CT 영상을 분석하였다. MMSE 값을 변수로 분석한 voxel based morphemetry 방법에서는 MMSE 값에 의한 대사저하의 변화는 무의미하였다. 알츠하이머병에서는 측두두정엽(temporoparietal cortex)의 cerebral blood flow, oxygen utilization, glucose metabolism은 줄어들고, 일차시각피질, 일차감각피질, 기저핵, 시상, 소뇌는 유지되며 voxel based morphometry 방법은 알츠하이머병을 분석하는데 유용한 분석방법이다.

Keywords