Магнитно-резонансная морфометрия гиппокампов и нейропсихологические показатели у пациентов с болезнью Альцгеймера

Болезнь Альцгеймера (БА) является ведущей причиной развития деменции в популяции. Сложности диагностики БА послужили стимулом для активного изучения различных современных методов, повышающих точность диагностики текущего нейродегенеративного процесса при этом заболевании. Одним из таких направлений является постпроцессорная обработка данных магнитнорезонансной томографии (МРТ) с точным расчетом объема различных анатомических образований – МР-морфометрия.
Цель исследования – определение возможной взаимосвязи результатов оценки высших мозговых функций с редукцией объема гиппокампов, рассчитанного с помощью МР-морфометрии, у пациентов с БА с легкой и умеренной деменцией по сравнению со здоровыми лицами контрольной группы.
Пациенты и методы. Обследованы 41 пациент с БА с легкой и умеренной деменцией в возрасте 70,63±8,38 года и здоровые лица. Всем участникам исследования проводилось нейропсихологическое тестирование, включавшее: краткую шкалу оценки психического статуса (КШОПС), батарею тестов для оценки лобной дисфункции (БТЛД), тест на память «12 слов» с оценкой непосредственного и отсроченного воспроизведения, тест на зрительную память Бентона, тест литеральных и категориальных ассоциаций, тест рисования часов, тест последовательного соединения цифр (ТПСЦ), часть А. МРТ выполняли на МР-томографе Siemens Magnetom Skyra с индукцией магнитного поля 3 Тл. Для конвертации изображений применялся программный продукт SPM (Statistical Parametric Mapping) software, а для оценки объема гиппокампа – FSL (FMRIB Software Library).
Результаты и обсуждение. Установлено статистически достоверное уменьшение объема гиппокампов у пациентов с БА по сравнению с группой здоровых. У пациентов с различной степенью выраженности деменции статистически достоверных различий в объеме гиппокампов не обнаружено. Пациенты с легкой и умеренной деменцией различались по всем показателям нейропсихологических тестов, за исключением теста «12 слов» и теста Бентона. Отмечена статистически достоверная корреляция суммарного объема гиппокампов с показателями тестов КШОПС, БТЛД, «12 слов», рисования часов и категориальных ассоциаций.
Заключение. МР-морфометрия гиппокампа в сочетании с нейропсихологическими тестами является информативным методом в диагностике БА. Имеется связь между степенью атрофии гиппокампов и нейропсихологическими характеристиками пациентов.

1. Всемирная организация здравоохранения и Международная организация по проблемам болезни Альцгеймера. Деменция: приоритет общественного здравоохранения. 2012. https://www.who.int/mental_health/publications/dementia_report_2012/ru/

2. Яхно НН, Захаров ВВ, Локшина АБ и др. Деменции: руководство для врачей. 3-е изд. Москва: МЕДпреcс-информ; 2011. 272 с.

3. Емелин АЮ, Лобзин ВЮ, Железняк ИС, Бойков ИВ. Болезнь Альцгеймера: учебное пособие. Санкт-Петербург: ВМедА им. С. М. Кирова; 2016. 76 с.

4. Левин ОС. Диагностика и лечение когнитивных нарушений и деменции в клинической практике. Москва: МЕДпресс-информ; 2019. 448 с.

5. McKhann GM, Knopman DS, Chertkow H, et al. The diagnosis of dementia due to Alzheimer's disease: recommendations from the National Institute on Aging and the Alzheimer's Assocation Workgroup. Alzheimers Dement. 2011 May;7(3):263-9. doi: 10.1016/j.jalz.2011.03.005. Epub 2011 Apr 21.

6. Braak H, Braak E. Morphological criteria for the recognition of Alzheimer's disease and the distribution pattern of cortical changes related to this disorder. Neurobiol Aging. 1994 May-Jun; 15(3):355-6; discussion 379-80.

7. Jack CR Jr, Barnes J, Bernstein MA, et al. Magnetic resonance imaging in Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative 2. Alzheimers Dement. 2015 Jul;11(7):740-56. doi: 10.1016/j.jalz.2015.05.002.

8. Kinnunen KM, Cash DM, Poole T, et al. Presymptomatic atrophy in autosomal dominant Alzheimer's disease: A serial magnetic resonance imaging study. Alzheimers Dement. 2018 Jan;14(1):43-53. doi: 10.1016/j.jalz.2017.06.2268. Epub 2017 Jul 22.

9. Weiner MW, Veitch DP, Aisen PS, et al. Impact of the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative, 2004 to 2014. Alzheimers Dement. 2015 Jul;11(7):865-84. doi: 10.1016/j.jalz.2015.04.005.

10. Chow N, Hwang KS, Hurtz S, et al. Comparing 3T and 1.5T MRI for mapping hippocampal atrophy in the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative. AJNR Am J Neuroradiol. 2015 Apr;36(4): 653-60. doi: 10.3174/ajnr.A4228. Epub 2015 Jan 22.

11. Promteangtrong C, Kolber M, Ramchandra P, et al. Multimodality Imaging Approach in Alzheimer disease. Part I: Structural MRI, Functional MRI, Diffusion Tensor Imaging and Magnetization Transfer Imaging. Dement Neuropsychol. 2015 Oct–Dec;9(4):318-329. doi: 10.1590/1980-57642015DN94000318.

12. Del Sole A, Malaspina S, Magenta Biasina A. Magnetic resonance imaging and positron emission tomography in the diagnosis of neurodegenerative dementias. Funct Neurol. 2016 Oct/Dec; 31(4):205-215.

13. Scahill RI, Schott JM, Stevens JM, et al. Mapping the evolution of regional atrophy in Alzheimer's disease: Unbiased analysis of fluidregistered serial MRI. Proc Natl Acad Sci U S A. 2002 Apr 2;99(7):4703-7.

14. Staffaroni AM, Elahi FM, McDermott D, et al. Neuroimaging in Dementia. Semin Neurol. 2017 Oct;37(5):510-537. doi: 10.1055/s-0037-1608808. Epub 2017 Dec 5.

15. Morra JH, Tu Z, Apostolova LG, et al. Automated 3D mapping of hippocampal atrophy and its clinical correlates in 400 subjects with Alzheimer's disease, mild cognitive impairment, and elderly controls. Hum Brain Mapp. 2009 Sep;30(9):2766-88. doi: 10.1002/hbm.20708.08

16. Peng GP, Feng Z, He FP, et al. Correlation of Hippocampal Volume and Cognitive Performances in Patients with Either Mild Cognitive Impairment or Alzheimer's disease. CNS Neurosci Ther. 2015 Jan;21(1):15-22. doi: 10.1111/cns.12317. Epub 2014 Aug 21.

17. Захаров ВВ, Вознесенская ТГ. Нервнопсихические нарушения: диагностические тесты. 2-е изд. Москва: МЕДпреcс-информ; 2013. 320 с. [Zakharov VV, Voznesenskaya TG. Nervno-psikhicheskie narusheniya: diagnosticheskie testy [Neuropsychiatric disorders: diagnostic tests]. 2nd ed. Moscow: MEDprecs-inform; 2013. 320 p.]

18. Muschelli J, Sweeney E, Lindquist M, Crainiceanu C. FSLR: Connecting the FSL Software with R. R J. 2015 Jun;7(1):163-175.

19. Bidgood WD Jr, Horii SC, Prior FW, Van Syckle DE. Understanding and using DICOM, the data interchange standard for biomedical imaging. J Am Med Inform Assoc. 1997 May-Jun;4(3):199-212. doi:10.1136/jamia.1997.0040199

20. Neuroimaging Informatics Technology Initiative. NIfTI-1 Data Format. https://www.nitrc.org/docman/view.php/26/204/TheNIfTI1Format2004.pdf

21. Smith SM. Fast robust automated brain extraction. Hum Brain Mapp. 2002 Nov;17(3): 143-55.

22. Patenaude B, Smith SM, Kennedy D, Jenkinson M. A Bayesian model of shape and appearance for subcortical brain segmentation. Neuroimage. 2011 Jun 1;56(3):907-22. doi: 10.1016/j.neuroimage.2011.02.046. Epub 2011 Feb 23.

23. Salmon DP, Bondi MW. Neuropsychological Assessment of Dementia. Annu Rev Psychol. 2009;60:257-82. doi: 10.1146/annurev.psych.57.102904.190024.

24. Jahn H. Memory loss in Alzheimer's disease. Dialogues Clin Neurosci. 2013 Dec;15(4): 445-54.

25. Лобзин ВЮ, Киселёв ВН, Фокин ВА и др. Применение магнитно-резонансной морфометрии в диагностике болезни Альцгеймера и сосудистых когнитивных нарушений. Вестник российской военно-медицинской академии. 2013;(3):1-7.

26. Незнанов НГ, Ананьева НИ, Залуцкая НМ и др. Нейровизуализация гиппокампа: роль в диагностике болезни Альцгеймера на ранней стадии. Обозрение психиатрии и медицинской психологии имени В.М.Бехтерева. 2018;(4):3-11.

27. Smith AD. Imaging the progression of Alzheimer pathology through the brain. Proc Natl Acad Sci U S A. 2002 Apr 2;99(7):4135-7.

28. Schuff N, Woerner N, Boreta L, et al. MRI of hippocampal volume loss in early Alzheimer's disease in relation to ApoE genotype and biomarkers. Brain. 2009 Apr;132(Pt 4):1067-77. doi: 10.1093/brain/awp007. Epub 2009 Feb 27.

29. Chetelat G, Baron JC. Early diagnosis of Alzheimer's disease: contribution of structural neuroimaging. Neuroimage. 2003 Feb;18(2): 525-41.

30. Apostolova LG, Green AE, Babakchanian S, et al. Hippocampal atrophy and ventricular enlargement in normal aging, mild cognitive impairment (MCI), and Alzheimer Disease. Alzheimer Dis Assoc Disord. 2012 Jan-Mar; 26(1):17-27. doi: 10.1097/WAD.0b013e3182163b62.

31. Arlt S, Buchert R, Spies L, et al. Association between fully automated MRIbased volumetry of different brain regions and neuropsychological test performance in patients with amnestic mild cognitive impairment and Alzheimer's disease. Eur Arch Psychiatry Clin Neurosci. 2013 Jun;263(4):335-44. doi: 10.1007/s00406-012-0350-7. Epub 2012 Sep 1.

32. Wolk DA, Dickersond BC. Fractionating verbal episodic memory in Alzheimer's disease. Neuroimage. 2011 Jan 15;54(2):1530-9. doi: 10.1016/j.neuroimage.2010.09.005. Epub 2010 Sep 9.

33. Dawe RJ, Bennett DA, Schneider JA, Arfanakis K. Neuropathologic correlates of hippocampal atrophy in the elderly: a clinical, pathologic, postmortem MRI study. PLoS One. 2011;6(10):e26286. doi: 10.1371/journal.pone.0026286. Epub 2011 Oct 17.

34. Bonner-Jackson A, Mahmoud SY, Miller JB, et al. Verbal and non-verbal memory and hippocampal volumes in a memory clinic population. Alzheimers Res Ther. 2015 Oct 15;7(1):61. doi: 10.1186/s13195-015-0147-9.