脳の白質の異常と、筋萎縮性側索硬化症の重症度との相関：アトラスベースの拡散テンソルイメージング研究

目的：拡散テンソルイメージング（DTI）を使用して、筋萎縮性側索硬化症（ALS）の白質（WM）の微細構造変化を評価する。 方法：DTIデータは、34人の被験者（ALSの18人の患者と16人の健康な対照患者）から収集されました。ATLASベースの関心領域（ROI）分析は、分数異方性（FA）と平均拡散率（MD）、および局所的なボクセルメトリックなどを含むボクセル内メトリックを組み合わせることにより、ALSのWM微細構造を評価するために実施されました。拡散均一性（LDH）。拡散値と臨床因子の相関分析も実施されました。 結果：ALSグループは、両側皮質脊髄路（CST）の有意なFA減少と、右の不整合（RUF）を示しました。MDが高い領域は、右皮質脊髄路（RCST）、左側の海馬（LCH）、RUF、および右上縦筋膜（RSLF）に位置していました。さらに、ALS患者は、両側前部視床放射線（ATR）、両側CSTおよび左下前頭頭蓋骨筋束（LIFOF）でLDHの減少を示しました。ALSFRS-R（改訂されたALS機能評価スケール）スコアまたは進行率、および右CSTの疾患期間とLDHの間でFAの間に有意な相関が観察されました。受信者動作特性（ROC）分析により、CSTに沿って拡散メトリックを使用して2つのグループ（AUC = 0.792-0.868、P <.005）を区別する可能性が明らかになりました。 結論：WM微細構造の変化は、ALSの一般的な病理であり、ボクセル内拡散メトリックとインター間拡散メトリックの両方で検出できます。ATRやLIFOFなどのいくつかのWMトラクトの異常の程度は、ボクセル間拡散測定を通じてよりよく評価される可能性があります。

OBJECTIVES: To assess microstructural alterations in white matter (WM) in amyotrophic lateral sclerosis (ALS) using diffusion tensor imaging (DTI). METHODS: DTI data were collected from 34 subjects (18 patients with ALS and 16 healthy controls). The atlas-based region of interest (ROI) analysis was conducted to assess WM microstructure in ALS by combining intra-voxel metrics, which included fractional anisotropy (FA) and mean diffusivity (MD), and an inter-voxel metric, i.e., local diffusion homogeneity (LDH). Correlation analysis of diffusion values and clinical factors was also performed. RESULTS: ALS group showed a significant FA reduction in bilateral corticospinal tract (CST) as well as right uncinate fasciculus (RUF). The areas with higher MD were situated in right corticospinal tract (RCST), left cingulum hippocampus (LCH), RUF, and right superior longitudinal fasciculus (RSLF). Additionally, ALS patients showed decreased LDH in bilateral anterior thalamic radiation (ATR), bilateral CST and left inferior frontal-occipital fasciculus (LIFOF). Significant correlations were observed between ALSFRS-R (revised ALS Functional Rating Scale) scores or progression rate and FA in bilateral CST, as well as between disease duration and LDH in right CST. Receiver operating characteristic (ROC) analysis revealed the feasibility of employing diffusion metrics along the CST to distinguish two groups (AUC = 0.792-0.868, p < .005 for all). CONCLUSIONS: WM microstructural alteration is a common pathology in ALS, which can be detected by both intra- and inter-voxel diffusion metrics. The extent of abnormalities in several WM tracts such as ATR and LIFOF may be better assessed through the inter-voxel diffusion measurement.