regional staging of white matter signal abnormalities in aging and alzheimer's disease

yaşlanma ve alzheimer hastalığında beyaz cevher sinyal anormalliklerinin bölgesel evrelemesi

Clicks: 329
ID: 257825
2017
Free PDF
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Steady

Ranked #52 of 279 articles by views in chemical engineering journal

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale. Only the 120 most-read articles are drawn; the journal has 279 in total.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
White matter lesions, quantified as ‘white matter signal abnormalities’ (WMSA) on neuroimaging, are common incidental findings on brain images of older adults. This tissue damage is linked to cerebrovascular dysfunction and is associated with cognitive decline. The regional distribution of WMSA throughout the cerebral white matter has been described at a gross scale; however, to date no prior study has described regional patterns relative to cortical gyral landmarks which may be important for understanding functional impact. Additionally, no prior study has described how regional WMSA volume scales with total global WMSA. Such information could be used in the creation of a pathologic ‘staging’ of WMSA through a detailed regional characterization at the individual level. Magnetic resonance imaging data from 97 cognitively-healthy older individuals (OC) aged 52–90 from the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) study were processed using a novel WMSA labeling procedure described in our prior work. WMSA were quantified regionally using a procedure that segments the cerebral white matter into 35 bilateral units based on proximity to landmarks in the cerebral cortex. An initial staging was performed by quantifying the regional WMSA volume in four groups based on quartiles of total WMSA volume (quartiles I–IV). A consistent spatial pattern of WMSA accumulation was observed with increasing quartile. A clustering procedure was then used to distinguish regions based on patterns of scaling of regional WMSA to global WMSA. Three patterns were extracted that showed high, medium, and non-scaling with global WMSA. Regions in the high-scaling cluster included periventricular, caudal and rostral middle frontal, inferior and superior parietal, supramarginal, and precuneus white matter. A data-driven staging procedure was then created based on patterns of WMSA scaling and specific regional cut-off values from the quartile analyses. Individuals with Alzheimer's disease (AD) and mild cognitive impairment (MCI) were then additionally staged, and significant differences in the percent of each diagnostic group in Stages I and IV were observed, with more AD individuals residing in Stage IV and more OC and MCI individuals residing in Stage I. These data demonstrate a consistent regional scaling relationship between global and regional WMSA that can be used to classify individuals into one of four stages of white matter disease. White matter staging could play an important role in a better understanding and the treatment of cerebrovascular contributions to brain aging and dementia.
Nörogörüntülemede "beyaz cevher sinyal anormallikleri" (WMSA) olarak sayısallaştırılan beyaz cevher lezyonları, yaşlı yetişkinlerin beyin görüntülerinde sıkça rastlanan rastlantısal bulgulardır. Bu doku hasarı, serebrovasküler disfonksiyonla bağlantılıdır ve bilişsel gerileme ile ilişkilendirilmektedir. Serebral beyaz cevher genelinde WMSA'nın bölgesel dağılımı makro düzeyde tanımlanmış olmakla birlikte, bugüne kadar hiçbir çalışma, işlevsel etkinin anlaşılması açısından önemli olabilecek kortikal giral referans noktalarına göre bölgesel örüntüleri tanımlamamıştır. Ayrıca, daha önceki hiçbir çalışmada bölgesel WMSA hacminin toplam global WMSA ile nasıl bir ölçeklenme gösterdiği açıklanmamıştır. Bu tür bilgiler, bireysel düzeyde ayrıntılı bir bölgesel karakterizasyon aracılığıyla WMSA'nın patolojik bir "evrelemesinin" oluşturulmasında kullanılabilir. Alzheimer Hastalığı Nörogörüntüleme Girişimi (ADNI) çalışmasından elde edilen, 52-90 yaş aralığındaki 97 bilişsel açıdan sağlıklı yaşlı bireye (OC) ait manyetik rezonans görüntüleme verileri, önceki çalışmamızda tanımlanan yeni bir WMSA etiketleme prosedürü kullanılarak işlenmiştir. WMSA, serebral beyaz cevheri serebral korteksteki referans noktalarına yakınlığına göre 35 bilateral birime ayıran bir prosedürle bölgesel olarak nicelendirilmiştir. Toplam WMSA hacminin çeyrekliklerine (I-IV. çeyreklikler) dayalı dört grupta bölgesel WMSA hacmi nicelendirilerek bir ilk evreleme gerçekleştirilmiştir. Çeyreklik dilimi arttıkça WMSA birikiminde tutarlı bir uzamsal örüntü gözlemlenmiştir. Ardından, bölgesel WMSA'nın global WMSA'ya göre ölçeklenme örüntülerine dayanarak bölgeleri ayırt etmek amacıyla bir kümeleme prosedürü uygulanmıştır. Global WMSA ile yüksek, orta düzeyde ve ölçeklenme göstermeyen üç farklı örüntü elde edilmiştir. Yüksek ölçeklenen kümede yer alan bölgeler periventriküler, kaudal ve rostral orta frontal, inferior ve superior paryetal, supramarjinal ve prekuneus beyaz cevherini içermiştir. Daha sonra WMSA ölçeklenme örüntülerine ve çeyreklik analizlerinden elde edilen spesifik bölgesel eşik değerlerine dayanan, veriye dayalı bir evreleme prosedürü oluşturulmuştur. Alzheimer hastalığı (AD) ve hafif bilişsel bozukluğu (MCI) olan bireyler de ek olarak evrelendirilmiş; Evre IV'te daha fazla AD bireyi, Evre I'de ise daha fazla OC ve MCI bireyi bulunacak şekilde, Evre I ve IV'teki her bir tanı grubunun yüzdesinde anlamlı farklılıklar gözlenmiştir. Bu veriler, bireyleri beyaz cevher hastalığının dört evresinden birine sınıflandırmak için kullanılabilecek, global ve bölgesel WMSA arasında tutarlı bir bölgesel ölçeklenme ilişkisi olduğunu ortaya koymaktadır. Beyaz cevher evrelemesi, serebrovasküler faktörlerin beyin yaşlanması ve demansa olan katkılarının daha iyi anlaşılmasında ve tedavisinde önemli bir rol oynayabilir.
Reference Key
lindemer2017neuroimage:regional Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors ;Emily R. Lindemer;Douglas N. Greve;Bruce R. Fischl;Jean C. Augustinack;David H. Salat
Journal chemical engineering journal
Year 2017
DOI
10.1016/j.nicl.2017.01.022
URL
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213158217300220
Keywords
Staging white matter aging diseases of the nervous system medical informaticsneurology

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.