Application of Diffusion Tensor Imaging to Brain Gray and White Marker

Abstract

Aplikace zobrazení difuzního tenzoru na mozkovou šedou a bílou hmotu A V předložené práci zkoumáme použití zobrazení difuzního tenzoru (DTI) v mozkové šedé a bílé hmotě. K zhodnocení efektu superparamagnetického či antiferomagnetického železa na DTI kontrast v šedé hmotě jsme vytvořili in vitro model sestávající se z fantomu, vyplněného agarovým gelem s feritinem. Naše výsledky jsme poté zhodnotili na zdravých dobrovolnících ( - let věku), a to v oblasti bazálních ganglií. Dále jsme zkoumali aplikace DTI u amyotro cké laterální sklerózy (ALS) a mnohočetné systémové atro e (MSA), neurodegenerativních chorob, postihujících šedou i bílou hmotu mozkovou. V ALS studii pacientů a zdravých dobrovolníků srovnatelných pohlavím i věkem bylo vyšetřeno, zatímco u MSA bylo zahrnuto pacientů s diagnózou pravědpodobné MSA ( s MSA-P a s MSA-C) spolu s zdravými dobrovolníky, srovnatelnými pohlavím a věkem. Zjistili jsme, že železo vázané ve ferritnu signi kantně ovlivňuje skalární veličiny DTI v šedé hmotě mozkové. Tento poznatek má důležitý význam pro DTI studie, zaměřené na oblasti šedé hmoty, a to zvláště u adolescentů a u osob trpícími nemocemi se změnami ukládání železa, jako například Huntingtonova choroba či MSA. U ALS jsme nalezli změněnou difuzi v oblasti corona radiata a těla corporis callosi, a to spolu se...

Application of Diffusion Tensor Imaging to Brain Gray and White Ma er A In the present work we explore the gray and white ma er applicability of diffusion tensor imaging (DTI). To evaluate effect of ferritin-bound iron on gray ma er contrast in DTI, we created an in vitro model consisting of agarose gel phantoms doped with ferritin, and validated our results in vivo on healthy volunteer subjects - years of age in the basal ganglia. We further explored the application of DTI to amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and multiple system atrophy (MSA); neurodegenerative diseases with gray and white ma er pathophysiological components. In the ALS study, patients and age- and sex-matched controls were recruited, while the MSA study included probable MSA subjects ( MSA-P, MSA-C) and age- and sex-matched controls. We found that ferritin-bound iron may make a signi cant contribution to DTI scalars in gray ma er regions of the brain, mediated by eigenvalue repulsion. is has important implications for DTI studies targeting gray ma er regions, especially in adolescence and in diseases associated with altered brain-iron load. In ALS, we found altered diffusion in the corona radiata and callosal body, and changes in R in the caudate nucleus and frontal white ma er. In MSA, we observed widespread white ma er changes associated...