위상차 자기공명영상(PC-MRI) 및 4차원 유량 MRI(4D-Flow)는 알츠하이머병에서 뇌척수액(CSF) 역학과 뇌혈관 사이의 변화된 연관성을 나타내며, 이는 잠재적인 글림파틱 변화를 반영하고 잠재적 보조 바이오마커 및 질환 모니터링을 위한 비침습적이고 정량적인 방법을 제공합니다.
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연구 논문
* These authors contributed equally
위상차 자기공명영상(PC-MRI) 및 4차원 유량 MRI(4D-Flow)는 알츠하이머병에서 뇌척수액(CSF) 역학과 뇌혈관 사이의 변화된 연관성을 나타내며, 이는 잠재적인 글림파틱 변화를 반영하고 잠재적 보조 바이오마커 및 질환 모니터링을 위한 비침습적이고 정량적인 방법을 제공합니다.
신경병리학적 관점에서 현재까지 알츠하이머병(AD)에서 가장 잘 알려진 병리학적 변화는 주로 tau 단백질의 과인산화이며, 이는 세포 내 신경섬유다발(NFTs)의 형성과 아밀로이드 단백질 침착, 즉 세포 외 아밀로이드 단백질(Aβ) 및 기타 단백질 응집체의 축적을 유발하여 신경섬유다발을 형성하게 합니다. 동맥 박동에 의해 구동되는 글림파틱 체계는 혈관 주변 공간(PVS)을 통해 아밀로이드-β를 포함한 노폐물을 제거합니다. AD에서는 혈관 기능 장애와 서파 수면 이상이 각각 관찰되었으며, 두 가지 모두 글림파틱 제거 기능을 저하시키는 것으로 가설이 세워졌습니다. 그러나 이러한 요인들 사이의 인과 관계는 아직 입증되지 않았으며, 혈관 기능 부전이 단백질 침착을 악화시키고 이것이 다시 혈관 손상을 심화시킨다는 자기 강화 사이클 가설은 추측 단계에 머물러 있습니다. 본 연구에서는 2차원 시네 위상 대조 MRI(PC-MRI)와 4차원 흐름 MRI(4D-Flow)를 사용하여 중뇌수도(CA) 내의 뇌척수액(CSF) 흐름과 내경동맥(ICA) 내의 혈류를 포함한 수동역학적 파라미터를 정량화했습니다. AD에서 변형된 CSF-혈관 연관성이 관찰되었으며, 이는 글림파틱 체계의 관여 가능성을 시사합니다. CSF 및 혈관 유량 지표의 통합은 AD의 조기 진단 및 모니터링을 위한 유망한 바이오마커 프레임워크를 제공합니다. PC-MRI와 4D-Flow는 알츠하이머병에서 변형된 CSF-혈관 연관성을 드러내며, 이는 잠재적인 글림파틱 변화를 반영하고 보조적 바이오마커 및 질환 모니터링을 위한 비침습적 정량 방법을 제공합니다.
알츠하이머병(AD)은 기억력 상실과 인지 기능 장애를 특징으로 하는 진행성 및 비가역적 신경계 질환으로, 가장 흔한 유형의 치매입니다1,2. 전 세계적으로 발생률이 급격히 증가함에 따라3, 조기 진단과 개입이 전 세계적인 주목을 받고 있습니다.
알츠하이머병(AD)의 정확한 병인은 복잡한 병태생리로 인해 여전히 불분명합니다. 주요 신경병리학적 특징으로는 tau 과인산화로 인한 세포 내 신경섬유 매듭과 세포 외 아밀로이드-β (Aβ) 플라크가 있습니다1. 축적된 증거에 따르면, Aβ의 과잉 생산보다는 손상된 제거 기전이 아밀로이드 침착의 주요 동인이며, 이로 인해 질병의 발병과 진행이 촉진되는 것으로 나타납니다4. 뇌 내 Aβ 제거의 핵심 경로는 aquaporin-4 (AQP4)에 의해 매개되는 혈관 주위 노폐물 제거 네트워크인 글림파틱 체계(glymphatic system)입니다5,6. 글림파틱 기능 장애는 혈....
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참가자
참가자는 2022년 11월부터 2023년 11월 사이에 닝더 시립 병원 신경과와 닝더 사범대학교에서 모집되었습니다. 선정 및 제외 기준에 따라 35명의 환자(AD 16명, MCI 19명)와 25명의 건강한 고령 대조군(NC)이 포함되었습니다. 모든 참가자와 인지 장애가 있는 참가자의 가족으로부터 고지된 동의를 받았습니다. 본 연구는 헬싱키 선언의 원칙에 따라 수행되었습니다. 닝더 시립 병원 윤리 위원회의 승인을 받았습니다(승인 번호: 20200901).
선정 기준은 연령이 50세에서 85세 사이이며, MRI 촬영 및 고지된 동의서 제공에 동의하고, 가족의 도움을 받거나 필요한 경우 여러 세션에 걸쳐 영상 촬영을 완료할 수 있는 능력이 있는 경우로 하였다. 제외 기준은 뇌종양, 중증 심혈관 질환, 정신질환 병력, 과거 외상성 뇌손상, 중추신경계 감염, 파킨슨병, 헌팅턴병, 뇌전증 또는 다발성 경화증과 같은 주요 신경계 질환, 중증 전신 질환, 제거 불가능한 금속성 임플란트, 인지 평가를 방해하는 심각한 감각 장애, 영상 아티팩트 및 왼손잡이였다.
알츠하이머병(AD), 경도인지장애(MCI) 및 정상인지(NC) 진단은 국립노화연구소-알츠하이머협회(NIA-....
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임상 기초 정보 및 인지 점수
코호트는 AD 환자 16명, MCI 환자 19명, NC 참가자 25명으로 구성되었다. 각 그룹은 성별, 체중, 신장, BMI, 심혈관 위험 요인 및 심박수에서 유사했으나 (p > 0.05), 연령 (p = 0.026)과 교육 연수 (p = 0.033)에서는 차이를 보였다 (표 1). 예상대로 MMSE 및 MoCA의 총점과 하위 점수는 그룹 간에 유의미한 차이를 보였으며 (모두 p < 0.001), AD < MCI < NC 순으로 나타났다 (표 2).
뇌척수액 관련 파라미터의 그룹 간 차이 비교
모든 중뇌수도는 개통되어 있었다. CA의 CSF 흐름은 심장 주기 동안 이상성 박동을 보였다(그림 2<.......
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2D cine PC-MRI와 4D flow MRI를 통합함으로써, 본 연구는 AD 스펙트럼 전반에 걸친 CSF 역학 및 경추 대혈관 혈역학의 변화와 그들 사이의 상호작용을 정량적으로 평가하였습니다. 주요 결과는 다음과 같이 요약할 수 있습니다: (1) 중뇌수도에서의 수축기 및 이완기 최대 CSF 유속은 AD 및 MCI 환자에서 유의하게 감소하였으며, 이러한 감소는 인지 점수와 상관관계가 있었습니다. (2) LICA의 최대 유속과 WSS는 AD 그룹에서 유의하게 더 낮았습니다. (3) LICA 최대 유속은 중뇌수도 수축기 최대 CSF 유속과 양의 상관관계를 보인 반면, LICA 평균 WSS는 이완기 최대 CSF 유속과 음의 상관관계를 나타냈습니다. (4) 이러한 혈동역학적 파라미터, 특히 LICA 최대 유속은 AD를 인지 정상(NC) 및 MCI 개인 모두와 구분하는 데 있어 우수한 진단 효능을 보였습니다. 이러한 결과는 AD 진행 과정에서 CSF-혈관 연합 단위의 교란이 발생함을 시사하며, 경추 대혈관 혈역학이 두개 내 글림파틱 .......
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저자들은 공개해야 할 관련 재무적 또는 비재무적 이해관계가 없습니다.
본 연구에 참여해 주신 모든 참가자와 법정 대리인, 그리고 기술적 지원을 제공해 주신 Ningde Municipal Hospital의 방사선 기술자분들께 감사드립니다. 본 연구는 Ningde Normal University Medical College 통합 개발 특별 연구 프로젝트 [지원 번호 2024ZX70] 및 중국 Fujian Health Technology Project [지원 번호 2022CXA060]의 지원을 받아 수행되었습니다.
....액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 28채널 head-neck coil | GE Healthcare, Waukesha, WI, USA | GE SIGNA Architect 시스템의 일부; https://www.gehealthcare.com | 두부 및 경부 통합 영상을 위한 전용 수신 전용 위상 배열 코일; 모든 MRI 시퀀스의 신호 수신에 사용됨. |
| 2D cine 위상-대조 MRI 시퀀스 (Fast PC Cine Slice) | GE Healthcare, Waukesha, WI, USA | GE SIGNA Architect 소프트웨어 패키지의 일부 | 2D 회고적 게이팅 위상-대조 시퀀스; 중뇌수도 내 CSF 유속 및 박출량 측정에 사용됨. 파라미터: Venc 12 cm/s, 심장 주기당 20–30 phase, 수도에 수직으로 획득함. |
| 4D flow MRI 시퀀스 (Sag 4D Flow) | GE Healthcare, Waukesha, WI, USA | GE SIGNA Architect 소프트웨어 패키지의 일부 | 시간 분해 3D 위상-대조 시퀀스; 경동맥의 공간 분해 혈역학 데이터 획득에 사용됨. 파라미터: Venc 50 cm/s, 심장 주기당 20–30 phase, 40–50 slice. |
| CVI42 후처리 워크스테이션 (버전 5.14) | Circle Cardiovascular Imaging, Calgary, Canada | https://www.circlecvi.com/cvi42/ | 심혈관 및 유량 분석 전용 소프트웨어; 혈관 분할, ROI 설정, 유량 측정(CSF 및 혈류) 및 벽 전단 응력 계산에 사용됨. 버전 5.14. |
| GE SIGNA Architect 3.0T MRI 스캐너 | GE Healthcare, Waukesha, WI, USA | https://www.gehealthcare.com/products/magnetic-resonance-imaging/signa-architect | 28채널 head-neck quadrature coil이 장착된 전신 3.0T 초전도 MRI 시스템; 모든 구조적 영상, 2D cine PC 및 4D flow 획득에 사용됨. |
| IBM SPSS Statistics (버전 25) | IBM Corp., Armonk, NY, USA | SCR_002865; https://www.ibm.com/products/spss-statistics | 통계 분석 소프트웨어; 모든 기술 통계, 그룹 비교, 상관 분석, 회귀 분석 및 ROC 곡선 분석에 사용됨. 버전 25. |
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