타우병 및 희귀병 임상시험에서의 영상 개요
다중 모드 영상은 타우병(진행성 핵상마비, 피질-기저 변성, 전두측두엽 치매)과 기타 희귀 질환의 초기 및 후기 임상 시험에서 널리 사용됩니다. 영상 촬영의 주요 용도는 다음과 같습니다.
- MRI
- 자격 요건 읽기
- 안전한 독서
- 효능 평가 지표에 대한 정량적 측정(예: 체적 MRI)
- 애완동물
- 자격 및 연구 대상 인구 강화
- 효능 종점(예: SUVR , 뇌 범위)에 대한 정량적 측정
신경 영상 기술을 타우병 및 희귀 질환 임상 시험에 성공적으로 활용하기 위해서는 엄격한 연구 운영, 강력한 데이터 추적을 통한 방사선 판독, 그리고 고품질 이미지에서 정량적 측정치를 도출하기 위한 검증된 최첨단 이미지 처리 및 분석 소프트웨어의 원활한 조합이 필요합니다.
타우병 및 희귀질환에 대한 바이오마커 이미지화
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- 체적 MRI(국소 부피 및 피질 두께)
- Tau PET
- FDG PET
- 확산 영상(예: DTI, NODDI, 자유수 영상)
당뇨병 및 희귀질환 영상 연구의 하이라이트
상단: 진행성 핵상마비 환자군 과 대조 군에서 12개월 동안 야코비안 결정 요인의 변화를 비교한 t-통계량 지도의 축 방향 보기.소뇌, 교뇌, 중뇌, 시상 전체의 위축(파란색에서 보라색으로)과 함께 심실 공간의 확장 및 섬엽 부위(노란색에서 빨간색으로)에 인접한 틈새의 확장을강조합니다 .
하단: 진행성 핵상마비 환자에서 기준선에서 6개월 및 12개월에 이르는 지역별 체적 MRI 데이터의 변화율 .
진행성 핵상마비 질환 진행 측정 MRI 임상 시험
진행성 핵상마비는 운동, 균형, 언어, 안구 운동 장애를 특징으로 하는 희귀한 신경 퇴행성 질환입니다. 비정형 파킨슨 증후군인 진행성 핵상마비는 특히 뇌간에서 신경 세포의 악화를 초래하는 타우 단백질 축적로 인해 구별됩니다 (Coughlin, 2020). 중 뇌 위축은 주요 특징적인 질병으로, 방사선학적 MRI 기반 특징 (Groschel, 2006; Page, 2020 )으로 일반적으로 식별됩니다. 이러한 영역의 구조적 변화는 자기공명 파킨슨증 지수(MRPI) 및 MRPI 2.0 (Quattrone, 2018)과 같은 평면적 측정을 사용하여 정량화할 수 있습니다 .
4-Repeat Tauopathy Neuroimaging Initiative(4RTNI)의진행성 핵상마비 영상 데이터를 분석하기 위해 자동 이미지 처리 파이프라인(PIANO®)을 사용하여 , 조기 진단을 위한 신뢰할 수 있는 신경 영상 바이오마커를 식별하고 임상 시험에서 치료 평가의 속도를 높이는 것을 목표로 합니다.
MRI 기반의 체적 분석은 특정 부위의 현저한 위축 패턴을 보여줌으로써 질병의 진행에 대한 통찰력을 제공합니다. 기존의 MRI 바이오마커와 비교했을 때, PIANO®는 훨씬 적은 양의 샘플을 필요로 하며, 기준치로부터 6개월 이내에 변화를 감지할 수 있습니다. 이러한 발견은 조기 진단 및 임상 시험을 위한 자동화된 MRI 분석의 사용을 뒷받침하며, 질병 조절 치료법의 보다 빠른 평가를 가능하게 합니다. 정확성과 효율성을 향상시킴으로써, 이 접근법은 질병의 진행과 치료 반응에 대한 보다 효과적인 모니터링을 가능하게 합니다.
상단:통계적으로 유의미한(FDR 보정, q=0.05) 회백질 밀도 변화의 표면 투영도( )12개월 동안의 피질-기저 변성 집단 내 시간 경과에 따른 회백질 밀도 변화와 12개월 시점의 진행성 핵상마비 집단의 회백질 밀도 변화 와 피질-기저 변성 집단의 회백질 밀 도 변화의 차이 .
하 단: 대뇌피질과 피질하 영역의 하위 집합에 걸쳐, 피질하 기저핵 퇴화(녹색) 와 진행성 핵상마비(주황색) 환자들에 대한 기준선에서 6개월과 12개월까지의 지역별 부피 데이터의 변화율을 그래프로 나타냈습니다
피질-기저 변성에 대한 자동화된 MRI 및 확산 영상 바이오마커
피 질-기저 변성은 타우 단백질의 축적을 특징으로 하는 희귀한 신경 퇴행성 질환으로, 점진적인 운동 및 인지 기능 장애를 유발합니다. 증상으로는 비대칭 운동 장애, 근긴장 이상, 운동 실조증, 외지증후군이 있으며, 종종 진행성 핵상마비 및 파킨슨병과 중복되어 정확한 진단이 어렵습니다. 병리 학 적으로, 진행성 핵상마비는 주로 뇌간을 침범하는 반면, 피질-기저 변성은 피질 침범이 더 많이 나타난다 (Dickson, 2002). 신경 영상 바이오마커는 이러한 장애를 구별하고, 질병의 진행을 추적하며, 임상 시험에서 치료 효과를 평가하는 데 도움이 될 수 있습니다.
Biospective의 자동 이미지 처리 파이프라인인 PIANO™를 사용하여 4-Repeat Tauopathy Neuroimaging Initiative(4RTNI)의피질-기저 변성 환자에서 신경 영상 바이오마커를 평가하고 있습니다 .복셀 단위 및 국소 위축 분석 결과, 뚜렷한 질병별 위축 패턴이 드러났습니다. 진행 성 핵상마비 환자는 뇌간과 소뇌의 줄기 위축이 더 심하게 나타납니다(12개월 동안 2-4% 증가). 반면에 피질-기저 변성 환자는 피질 위축이 더 심하게 나타납니다(3-5%).
피질-기저 변성 환자에서 확산 자기공명영상(Diffusion MRI)을 통해 관찰한 변화는 특히 정수리 백질과 피질 영역에서 급속한 미세구조적 악화를 보여줍니다.피아노 기반의 체적 분석은 FreeSurfer에 비해 훨씬 적은 표본 크기(각 군당 50명 미만)로 질병 진행의 60-80% 감소를 감지할 수 있습니다.
이 연구 결과는 해마 퇴행성 임상 시험에서 조기 진단 및 치료 평가에 유망한 바이오마커로서 해부학적 MRI와 확산 영상법의 자동 분석을 뒷받침합니다.
상단 : 해부학적 MRI 템플릿에 중첩된 회백질 밀도 t-통계량 지도는 시간 경과에 따른 통계적으로 유의미한(FDR=0.05) 회백질 밀도 변화를 보여줍니다. 비교는6, 12, 18, 24개월에 걸쳐 대 조군 , bvFTD,nfvPPA, svPPA 집단의 회백질 밀도 변화 에서 공간적(왼쪽에서 오른쪽) 및 시간적(위에서 아래로) 변화를 강조합니다.
하 단: 기준선에서 24개월까지의 지역별 체적 데이터의 변화율을 세 가지 FTD 변형 (bvFTD (파란색 ), nfvPPA (주황색), svPPA (녹색 )) 과 건강한 대조군(회색)을 비교하여 대뇌피질 및 피질하 영역의 하위 집합에 걸쳐표시합니다 .
전두측두치매에 대한 자동화된 MRI 및 확산 영상 바이오마커
전두측두치매(FTD)는 뇌의 전두엽과 측두엽의 퇴행과 행동, 언어, 인지 기능의 점진적인 변화를 특징으로 하는 진행성, 이질적(임상적, 병리학적) 신경퇴행성 장애군입니다. 세 가지 주요 임상적 하위 유형은 행동형 FTD(bvFTD), 유창성 결여형 원발성 진행성 실어증(nfvPPA), 의미형 원발성 진행성 실어증(svPPA)입니다.
행동형 FTD(bvFTD), 유창성 결여형 원발성 진행성 실어증(nfvPPA), 의미형 원발성 진행성 실어증(svPPA)을 포함한 FTD 변종의 정확한 진단과 모니터링은 여전히 어려운 과제입니다(Hogan, 2016;Leroy, 2021). 신경 영상 바이오마커는 질병의 진행에 대한 감별 진단과 평가에 도움이 될 수 있습니다.
우리는 Biospective의 완전 자동 이미지 처리 파이프라인인 PIANO™를 활용하여 전두측두엽변성 신경영상 이니셔티브(FTLDNI) 데이터베이스에 있는참가자들의 MRI 및 확산 MRI(dMRI) 데이터를 분석하고 있습니다 . 정량적 체적 및 확산성 측정은 FTD 하위 유형 전반에 걸쳐 뚜렷한 공간적 위축과 미세구조적 변화를 식별합니다.
주요 결과
- 해 부 학적 MRI에서 유래한 위축 정도 측정은 FTD 변종을 효과적으로 구분합니다.
- 확 산성 및 유리수를 포함한 확산성 MRI 지표는 미세구조적 퇴화에 대한 추가적인 통찰력을 제공합니다.
- FT D 의 하위 유형은 뚜렷한 지역적 위축 패턴을 나타내는데, bvFTD는 전두엽의 광범위한 위축을, nfvPPA는 하측 전두엽에 영향을 미치고, svPPA는 전두엽에 영향을 미칩니다.
- PI ANO™는 전통적인 분석 방법에 비해 훨씬 적은 샘플 크기를 필요로 하기 때문에 구조적 변화를 조기에 감지하고 임상 시험 비용을 절감할 수 있습니다.
이 연구 결과는 FTD 임상 시험에서 조기 진단 및 치료 평가에 대한 신뢰할 수 있는 바이오마커로서 자동화된 MRI와 확산 영상 촬영의 사용을 뒷받침합니다. 이 접근법은 질병 진행과 잠재적 치료 효과에 대한 효율적인 평가를 가능하게 해, 다기관 연구를 위한 귀중한 도구가 될 수 있습니다.
신경 영상 기법을 이용한 타우병 임상 시험과 당사의 영상 바이오마커에 대해 자세히 알아 보세요.