Введение
Болезнь Паркинсона (БП) является вторым по распространенности нейродегенеративным заболеванием. Это сложное много-системное расстройство, включающее в себя тремор, брадикинезию и нестабильность равновесия, а также ряд когнитивных, вегетативных и психоневрологических расстройств. Легкое когнитивное нарушение в БП (БП-ЛКН) часто встречается у 15-20% пациентов при диагностировании болезни, и до 80% случаев в конечном итоге могут развиться до слабоумия.
БП-ЛКН и последующая стадия в БП - деменция (БПД), способствуют ухудшению качества жизни, увеличению числа падений, галлюцинаций и увеличению нагрузки по уходу за больным. Было проведено исследование по определению руководящих принципов клинической диагностики БП-ЛКН путем оценки пяти когнитивных областей, которые обычно изменяются при БП: исполнительность, внимание, память, семантическая беглость и визуально-пространственное восприятие. Они оцениваются, по крайней мере, двумя нейропсихологическими тестами на каждую область, и если пациент не справляется с двумя из них в любой из когнитивных областей, диагностируется БП-ЛКН. Тем не менее, критерии не определяют точного порога для прохождения или неудачи каждого из тестов. В ранних клинических исследованиях были предложены три порога для дифференциации БП-ЛКН от пациентов с нормальным когнитивным развитием (БП-НК): 1.0 стандартное отклонение (СО), 1.5 СО и 2.0 СО ниже нормальных когнитивных значений. Наиболее широко используемый порог в клинических исследованиях - 1,5 СО. Тем не менее, дебаты продолжаются, поскольку предыдущие исследования показали, что порог 2.0 СО показывает превосходную чувствительность и специфичность в дифференциации между БП-ЛКН и БП-НК.
Методы
В последних исследованиях были оценены три клинических пороговых значения для диагностики БП-ЛКН; 1.0, 1.5 и 2.0 СО с использованием функциональной МРТ в состоянии покоя (сп-фМРТ) у пациентов, с недавно диагностированной БП (n = 99) и клинически классифицированной с измененными критериями БП-ЛКН. Был проведен только один тест на визуально-пространственное восприятие.
Также была получена сп-фМРТ от сопоставимых по возрасту контрольных групп (n = 30). Из этой группы элементов управления были оценены канонические сети покоя (СПС), при помощи инструмента MELODIC из набора инструментов библиотеки программного обеспечения (ИБПО) FMRIB. В общей сложности 70 СПС были оценены и визуально проверены. 26 СПС были идентифицированы как представляющие биологический интерес в соответствии с предыдущими исследованиями и использовались в последующем анализе.
Отдельные временные ряды сети были извлечены для каждой из канонических СПС с использованием двойной регрессии (26 временных рядов на участника БП). Затем были оценены матрицы функциональной связности между сетями (размером 26 × 26) с помощью ИБПО сети. Матрицы связности были скорректированы по возрасту, полу, годам образования и эквивалентной суточной дозе леводопы путем регрессии этих ковариат из средних амплитуд связности.
Дискриминантный анализ главных компонент (ГК-ДА) был реализован с помощью набора классификационного инструментария в Matlab. Для модели ГК-ДА функциональная матрица X состояла из 99 строк (пациенты) и 325 переменных столбцов, которые являются элементами матрицы связности. Набор инструментов классификации показал, что 16 ГК показали самую низкую ошибку оценки для трех пороговых значений ЛКН, и эти ГК использовались во всех оценках модели.
Статистическая значимость для всех классификаций оценивалась с использованием непараметрических перестановок с погрешностью классификатора (доля правильных классификаций) в качестве тестовой статистики. При каждой перестановке участников случайным образом перемешивали среди заранее определенных групп и оценивали точность классификации. Это повторялось 10 000 раз, чтобы получить нулевое распределение для точности.
Результаты
При применении порогового значения 1,0 СО 36 пациентов были диагностированы с БП-НК (n = 36) и 63 пациента с БП-ЛКН (n = 63). Для двух других пороговых значений групповые отношения составляли 1,5 СО - БП-НК (n = 62) и БП-ЛКН (n = 37), а для 2,0 СО - БП-НК (n = 78) и БП-ЛКН (n = 21)
Классификационные эксперименты по дифференциации пациентов с БП-ЛКН и БП-НК по трем критериям пороговых значений привели к следующему:
- БП-ЛКН при 1,0 СО: чувствительность 0,87, специфичность 0,72, точность 0,82, значение p = 0,0005
- БП-ЛКН при 1,5 СО: чувствительность 0,43, специфичность 0,82, точность 0,67, значение p = 0,676
- БП-ЛКН при 2,0 СО: чувствительность 0,33, специфичность 0,95, точность 0,82, значение p = 0,818
Заключение
Результаты показали, что функциональная связность способна дифференцировать ЛНК при БП. Наилучшая классификация была получена для порога 1,0 СО, который был единственным, который достиг значимости (значение p = 0,0005). Текущие результаты также подчеркивают, что сп-фМРТ способен успешно дифференцировать функциональные изменения при более тонких уровнях нарушения (1,0 СО ниже нормативных значений) по сравнению с уровнями значительного снижения когнитивных функций. Это говорит о том, что существует точка перегиба в функциональной активности, которая может помочь дифференцировать БП-ЛКН от БП-НК, и 1,0 СО является лучшим диагностическим порогом с точки зрения сети в состоянии покоя. Необходимы дальнейшие исследования для оценки клинических критериев ЛКН при БП, а нейронных корреляторов с другими способами нейровизуализации, включая сп-фМРТ, а также их связь с развивающейся деменцией.