Journal of Taibah University Medical Sciences (Feb 2022)
Comparative morphometric evaluation of the brainstem in neurodegenerative diseases with healthy individuals using magnetic resonance imaging
Abstract
الملخص: أهداف البحث: قياسات المكون ضمن القيمة المرجعية هي عامل مستخدم على نطاق واسع في العلوم الطبية الحيوية. وتؤكد هذه الدراسة على قيمة التغيرات الشكلية في بنية جذع الدماغ عند الأشخاص الأصحاء وتطبيقها في اكتشاف وتشخيص الاضطرابات التنكسية العصبية. طرق البحث: تضمنت هذه الدراسة وبأثر رجعي صورا بالرنين المغناطيسي لـ ٥٠ فردا سليما بدون أمراض عصبية، و٣٥ حالة تم تشخيصها سريريا لمرض باركنسون و١٢ حالة من الشلل فوق النوى المترقي. تم النظر في قياسات منطقة الدماغ المتوسط، ومنطقة الجسر، ونسبة الدماغ المتوسط إلى منطقة الجسر، والمتفوق للدماغ المتوسط، وسمك المادة السوداء، وعرض الساق الدماغية، والمسافة بين السويقات، وتقعر الساق الدماغية وفقا للبروتوكولات القياسية. النتائج: كان متوسط القطر الأمامي الخلفي للمرضى الذين يعانون من مرض باركنسون ١.١١± ٠.١سم، وهو أكثر من مجموعة التحكم ومرضى الشلل فوق النوى المترقي. بالإضافة إلى ذلك، أظهر المرضى الذين يعانون من الشلل فوق النوى المترقي أقل مساحة للدماغ المتوسط والجسر هي ١.٠٦± ٠.٣٤و٤.٠١ ± ١.٢سم مربع، على التوالي، مقارنة بالمجموعات الأخرى. كانت نسبة الدماغ المتوسط إلى منطقة الجسر هي الأقل بين مرضى الشلل فوق النوى المترقي (٠.٢١± ٠.٠٦ سم) مقارنة بمجموعتي مرض باركنسون ومجموعةالتحكم. كما تم العثور على متوسط سماكة ساقي المخيخ الأيمن والأيسر الأوسطين (١.٢٥ ± ٠.١٩و ١.٢٤± ٠.١٧ سم) أقل في مجموعةمرضى باركنسون. وكان قياس عرض المادة السوداءيقل تدريجيا في مرضى باركنسون وأكثر في المرضى الذين يعانون من الشلل فوق النوى المترقي. وكان المظهر الجانبي المحدب للدماغ المتوسط سمة ثابتة في جميع المجموعات. الاستنتاجات: تؤكد هذه الدراسة على قيمة القياسات الشكلية لملف جذع الدماغ في التمييز بين الأمراض التنكسية العصبية لدى الأفراد الأصحاء المسنين عند دمجها مع بياناتهم السريرية. Abstract: Objective: Measurement of a component within the reference value is a widely used parameter in Biomedical Science. This study highlights the value of morphometric changes in healthy individuals’ brainstem structure and their application in the detection and diagnosis of neurodegenerative disorders. Methods: This retrospective study included magnetic resonance (MR) images of 50 healthy individuals without neurological diseases, 35 clinically diagnosed individuals with Parkinson's disease (PD), and 12 individuals with Progressive Supranuclear Palsy (PSP). Measurements of midbrain area, pons area, ratio of midbrain to pons area, superior profile of midbrain, thickness of substantia nigra (SN), cerebral crus width, interpeduncular distance, and concavity of the crus were analysed as per the standard protocol. Results: Patients with PD had mean anteroposterior diameter of 1.11 ± 0.1 cm, which was more than the control group and PSP patients. Additionally, PSP patients showed the least midbrain and pons area of 1.06 ± 0.34 and 4.01 ± 1.2 sq.cm, respectively, compared to other groups. The ratio of midbrain to pons area was the least among PSP patients (0.21 ± 0.06 cm). Mean thickness of the right and left middle cerebellar peduncles (1.25 ± 0.19 and 1.24 ± 0.17 cm) was less in the PD group. The width of the SN gradually reduced in PD and more so in PSP patients. The convex superior profile of the midbrain was a consistent feature in all groups. Conclusion: This study highlights the value of morphometrics of the brainstem profile in differentiating neurodegenerative diseases among aged, healthy individuals when combined with their clinical data.
