Diffusion tensor imaging in Alzheimer disease and mild cognitive impairment

• Published in: Neurologia i neurochirurgia polska Vol. 46; no. 5; pp. 462 - 471
• Main Authors: Štěpán-Buksakowska, Irena, Keller, Jiří, Laczó, Jan, Rulseh, Aaron, Hort, Jakub, Lisý, Jiří, Charvát, František, Roček, Miloslav, Hořínek, Daniel
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Poland Elsevier Urban & Partner Sp. z o.o 2012; Wydawnictwo Via Medica
• Subjects: Alzheimer disease; Alzheimer Disease - complications; Alzheimer Disease - diagnosis; Alzheimer Disease - pathology; Alzheimer's disease; Brain - pathology; choroba Alzheimera; Cognition Disorders - diagnosis; Cognitive ability; Cognitive Dysfunction - etiology; Diagnosis, Differential; Diffusion Tensor Imaging; Humans; Leukoencephalopathies - diagnosis; mild cognitive impairment; obrazowanie tensora dyfuzji; łagodne zaburzenia poznawcze; diffusion tensor imaging; obrazowanie tensora dyfuzji; mild cognitive impairment; łagodne zaburzenia poznawcze; choroba Alzheimera; Alzheimer disease
• ISSN: 0028-3843; 1897-4260
• DOI: 10.5114/ninp.2012.31357

A wide range of imaging studies provides growing support for the potential role of diffusion tensor imaging (DTI) in evaluating microstructural white matter integrity in Alzheimer disease (AD) and mild cognitive impairment (MCI). Our review aims to present DTI principles, post-processing and analysis frameworks and to report the results of particular studies. The distribution of AD-related white matter abnormalities is widely discussed in the light of deteriorated connectivity within certain tracts due to secondary white matter degeneration; primary alterations are also assumed to contribute to the pattern. The question whether it is more effective to assess the whole-brain diffusion or to directly concentrate on specific regions remains an interesting issue. Assessing white matter microstructure alterations, as evaluated by group-level differences of tensor-derived parameters, may be a promising neuroimaging tool for differential diagnosis between AD, MCI and other cognitive disorders, as well as being particularly helpful in the interpretation of underlying pathological processes. Rosnąca liczba badań naukowych wskazuje na znaczenie obrazowania tensora dyfuzji (DTI) w ocenie mikrostrukturalnej integralności istoty białej w chorobie Alzheimera (ChA) i łagodnych zaburzeniach poznawczych (ŁZP). W niniejszej pracy przeglądowej omówiono zasady obróbki danych oraz analizy DTI i przedstawiono wyniki poszczególnych badań prezentujących różne modele charakterystycznych dla ChA zmian w istocie białej. Szeroko dyskutowane jest rozmieszczenie uszkodzeń w istocie białej, głównie w odniesieniu do wtórnego zwyrodnienia poszczególnych włókien wskutek zaniku istoty szarej lub pierwotnego zwyrodnienia istoty białej. Interesujący i nierozstrzygnięty pozostaje dylemat, czy bardziej efektywne jest obrazowanie zmian dyfuzji w całym mózgu, czy skupianie się na konkretnych strukturach. Zastosowanie DTI w ocenie mikrostrukturalnych zmian zachodzących w istocie białej mózgu może być obiecującym narzędziem w różnicowaniu pomiędzy ChA, ŁZP i innymi zaburzeniami poznawczymi; jest szczególnie przydatne przy interpretacji leżących u ich podłoża procesów patologicznych.