Descripción anatómica de la degeneración cerebral en la enfermedad de Alzheimer mediante un diccionario basado en regiones

Abstract

Este trabajo pretende describir automáticamente los cambios que ocurren en las regiones cerebrales de los pacientes de la base de datos OASIS de la siguiente manera: 66 pacientes de control (CN), 20 pacientes con diagnóstico de enfermedad de Alzheimer leve (AD) y 50 con deterioro cognitivo leve (MCI). Se propone un método de morfometrı́a regional para explorar la ubicación de las diferencias anatómicas funcionalmente conectadas entre sujetos con AD, MCI y CN. Un primer paso proporciona un conjunto de regiones con diferencias de volumen estadı́sticamente significativas que luego son desafiadas por una tarea de clasificación, proporcionando un segundo conjunto de regiones que demuestran un mejor rendimiento al separar los grupos. Luego, se suman las regiones en el total de combinatorias posibles para agruparlas en pares y trı́os de regiones. Por último, se valida el desempeño entre regiones individuales, pares y trı́os, además, se analiza la conectividad anatómica entre ellas para establecer qué tan funcionalmente conectadas están. Los resultados demuestran que la enfermedad sigue patrones funcionales en lugar de anatómicos.

Abstract: This work aims to automatically describe changes occurring in brain regions of patients from the OASIS database as follows: 66 control patients (CN), 20 patients diagnosed with mild Alzheimer’s disease (AD) and 50 with mild cognitive impairment (MCI). A regionalbased morphometry method is proposed to explore the location of anatomical differences functionally connected between AD, MCI and CN subjects. A first step provides a set of regions with statistically significant volume differences which are then challenged by a classification task, providing a second set of regions that demonstrate better performance when separating the groups. Afterward, the regions are added in the total of combinatorial possible to group them in pairs and triplets of regions. Finally, performance is validated between individual regions, pairs and triplets, in addition, the anatomical connectivity between them is analyzed to establish how functionally connected they are. The results show that the disease follows functional rather than anatomical patterns.