Correlation of quantitative imaging parameters with particular neurodegenerative phenotypes

Abstract

Neurodegenerativní onemocnění představují závažný problém v oblasti veřejného zdraví z důvodu své vysoké prevalence a výraznému dopadu na kvalitu života. Biomarkery, včetně zobrazovacích metod, jsou zásadní součástí jejich výzkumu. Tato práce obsahuje čtyři studie zabývající se novými přístupy v neurozobrazování Parkinsonovy nemoci (PN), izolované poruchy chování v REM spánku (iRBD) a Wilsonovy nemoci (WN). Striosomy a matrix jsou kompartmenty striata, jejichž postižení v prodromálním nebo časném stadiu PN nebylo dosud plně objasněné. Naše výsledky ukázaly změny v konektivitě spojené se striosomy a matrix u pacientů s PN ve srovnání s pacienty s iRBD a zdravými kontrolami. Tyto změny korelovaly s mírou klinického postižení a nigrostriatální denervace. Glymfatický systém je perivaskulární síť odpovědná za odstraňování odpadových látek z intersticiálního prostoru. Pomocí analýzy difuzního tenzoru podél perivaskulárních prostorů (DTI-ALPS) jsme prokázali možnou dysfunkci glymfatického systému, která korelovala s mírou klinického postižení a nigrostriatální denervací u PN. Neuromelanin, tmavý pigment v substantia nigra pars compacta, jsme segmentovali pomocí metody využívající umělou konvoluční neuronovou síť. V kohortě pacientů s PN, iRBD a zdravých kontrol tato technika vykázala na...

Neurodegenerative disorders represent a significant public health challenge due to their high prevalence and substantial impact on quality of life. Biomarkers, including neuroimaging, are essential in their research. is thesis includes four studies on novel neuroimaging approaches to Parkinson's disease (PD), isolated REM behavior disorder (iRBD), and Wilson's disease (WD). Striosomes and the striatal matrix are compartments of the striatum whose involvement in prodromal or early PD was previously unclear. Our findings revealed altered connectivity patterns associated with striosomes and matrix in patients with PD, in contrast to patients with iRBD and healthy controls. ese connectivity changes correlated with the degree of nigrostriatal denervation and clinical symptom severity. e glymphatic system is a whole-brain perivascular network responsible for interstitial solute clearance. Using the Diffusion Tensor Imaging Analysis Along the Perivascular Space (DTI-ALPS) method, we identified glymphatic dysfunction correlated with nigrostriatal denervation and clinical severity in PD. Neuromelanin, a dark pigment in the substantia nigra pars compacta (SNc), was accurately segmented using a novel artificial convolutional neural network method. is technique outperformed traditional threshold-based...