Μελέτη ακτινομικών χαρακτηριστικών (radiomics) στη νόσο Alzheimer

Abstract

Η νόσος Alzheimer (AD) πρόκειται για τον τύπο άνοιας που κυριαρχεί σε συχνότητα εμφάνισης στους επιδημιολογικούς δείκτες των νευροεκφυλιστικών παθήσεων. Αν υπάρξει θεραπευτική παρέμβαση στα πρόδρομα στάδια της νόσου, τα ποσοστά θνησιμότητας μειώνονται σημαντικά. Ο συνηθέστερος κλινικά τρόπος απεικόνισης συγκεκριμένων παθολογικών αλλαγών στον εγκέφαλο ασθενών με AD πρόκειται για την δομική μαγνητική τομογραφία εγκεφάλου. Τα radiomics φαίνεται πως έχουν μεγάλες δυνατότητες στον ποσοτικό προσδιορισμό των πληροφοριών που παρέχονται από ακτινολογικές εικόνες. Το σύνολο των δεδομένων που χρησιμοποιήθηκε σε αυτή τη διπλωματική εργασία αποτελείται από μαγνητικές τομογραφίες βάρους Τ1 136 ατόμων (78 γυναίκες και 58 άνδρες) από 62 έως 98 ετών. 72 άτομα χαρακτηρίστηκαν ως άτομα φυσιολογικής γήρανσης και 64 διαγνώστηκαν με AD. Στην παρούσα μελέτη πειραματιστήκαμε με την εξαγωγή χαρακτηριστικών υφής από ολόκληρη την περιοχή του εγκεφάλου. Η περιγραφή των ορίων του εγκεφάλου έγινε χειροκίνητα για την δημιουργία της περιοχής ενδιαφέροντος (ROI) σε στεφανιαίο επίπεδο για την καλύτερη απεικόνιση του ιππόκαμπου. Από κάθε ROI εξήχθησαν 25 ακτινομικά χαρακτηριστικά από τα οποία τα 17 ήταν πρώτης τάξης (στατιστικά χαρακτηριστικά με βάση την ένταση) και τα 8 ήταν δεύτερης τάξης (χαρακτηριστικά υφής που βασίζονται σε πίνακες συνεμφάνισης των τόνων του γκρι -GLCM). Για την στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων χρησιμοποιήθηκε το Wilcoxon test και το Student’s t-test (p<0,01). Τα χαρακτηριστικά υποβλήθηκαν επίσης σε έλεγχο κανονικής κατανομής με Lilliefors test. Τα άτομα με άνοια βρέθηκαν με υψηλότερη μεταβλητότητα της πυκνότητας των τόνων του γκρι στο ROI (χαρακτηριστικό «ενέργεια» με βάση την ένταση) και μεγαλύτερη ομοιομορφία στους τόνους του γκρι στο ROI (χαρακτηριστικό «10ο εκατοστημόριο» πρώτης τάξης) σε σύγκριση με τα άτομα φυσιολογικής γήρανσης. Τα radiomics που βασίζονται σε ολόκληρη την περιοχή του εγκεφάλου μπορεί να παρέχουν ποσοτικές πληροφορίες για την καλύτερη κατανόηση της εγκεφαλικής ατροφίας που προκαλείται από τη νόσο Alzheimer και δυνητικά να χρησιμοποιηθούν ως νευροαπεικονιστικοί βιοδείκτες της νόσου.