Diffusion tensor images in elderly depressed: a voxelwise statistical analysis study

Introdução: Os transtornos depressivos constituem um problema de saúde pública na terceira idade, e estima-se que a depressão será uma das três principais causas de sobrecarga de doença no mundo nas próximas decadas. Métodos de neuroimagem têm sido amplamente utilizados em estudos de depressão em idosos, pois são técnicas não invasivas que permitem a detecção de alterações cerebrais estruturais e funcionais. Fração de Anisotropia (FA) e Difusividade Média (MD) são índices indiretos da integridade micro-estrutural da substância branca, mensurados através de imagens de tensor de difusão (DTI). A maioria dos estudos a respeito de depressão e neuroimagem tem focado apenas em possíveis diferenças em regiões de interesse (ROI) previamente determinadas. Pesquisas sobre depressão em idosos e as alterações estruturais por tensor de difusão em todo o cérebro são escassos. O objetivo deste estudo foi investigar a existência de alterações nos parâmetros de FA ou MD em todo o cérebro, sem uma região de interesse previamente definida, comparando idosos deprimidos a idosos sem depressão. Métodos: Exames de imagem cerebral por ressonância magnética foram obtidos de 47 idosos deprimidos (idade média=70,94 ± 6,98), segundo critérios diagnósticos do DSM-IV, e 36 idosos sem depressão (idade média=69,39 ± 7,21) (p=0,32). O exame de neuroimagem dos sujeitos foi realizado em aparelho de ressonância magnética (RM) de 1,5 T, (TE mínimo, TR=10000ms, FOV=26, matriz=128x128, espessura=5mm). Os parâmetros de difusão das imagens de RM foram obtidos a partir de 25 direções não colineares com um b-valor de 1000s/mm2 juntamente com imagem sem gradientes de difusão b=0. Antes da aquisição dos exames de imagem, um psiquiatra administrou os seguintes testes: Mini-Exame do Estado Mental (MEEM), Teste Cognitivo Cambridge (CAMCOG), Escala Montgomery-Aberg de Depressão (MADRS) e Escala de Depressão de Hamilton (HAM-D). Não foram encontradas diferenças significativas nos dados demográficos entre os grupos. A análise estatística baseada no voxel dos dados de FA foi realizada com uso da ferramenta TBSS, parte do programa FSL, que projeta a FA de cada indivíduo em um esqueleto de FA média antes de aplicar a análise estatística baseada no voxel entre os sujeitos da amostra. Diferenças entre os grupos foram controladas para idade. Resultados: Os escores médios da avaliação cognitiva para o grupo de idosos deprimidos foram: CAMCOG=82,94 ± 13,95 e MEEM=25,21 ± 3,74; e para o grupo controle: CAMCOG=90,83 ± 8,88 (p=0,017) e MEEM=27,86 ± 1,99 (p=0,004). Quanto às escalas de sintomatologia depressiva, tem-se no grupo de idosos deprimidos: MADRS=23,23 ± 8,60 HAM-D=18,64 ± 6,17; e no grupo de idosos sem depressão: MADRS=1,39 ± 1,20, HAM-D=2,67 ± 1,57. Após o ajuste por idade, o grupo de idosos deprimidos não apresentou diferenças significativas nos parâmetros de FA e de MD. Os escores da avaliação cognitiva (CAMCOG e MEEM) não se correlacionaram significativamente aos parâmetros de FA nem de MD. Resultados semelhantes foram obtidos após a correlação com escores das escalas de sintomatologia depressiva (MADRS e HAM-D). Conclusão: Não houve diferença significativa, na amostra estudada, dos parâmetros de FA ou MD entre os idosos deprimidos e idosos sem depressão quando o cérebro é analisado sem a utilização de ROI. Não houve correlação, na presente amostra, entre avaliação cognitiva e FA ou MD nem entre gravidade da depressão e estes parâmetros de avaliação de alteração de substância brancaIntroduction: Depressive disorders constitute a public health problem in old age, and depression is projected to be one of the three leading causes of burden of disease worldwide in the next decades. Neuroimaging methods have been widely used in studies of depression in the elderly, because they are noninvasive techniques that allow the detection of structural and functional brain changes. Fractional Anisotropy (FA) and Mean Diffusivity (MD) are neuroimaging index of micro-structural white matter integrity, measured using diffusion tensor imaging. Most studies investigating depression and neuroimaging have focused only in possible differences in regions of interesting (ROI) previously selected. Studies investigating correlation between elderly depression and structural alterations measured by diffusion tensor in the whole brain are scarce. The aim of this study was to investigate the existence of FA or MD differences in the whole brain, without a region of interest previously determined, between elderly depressed and elderly without depression. Methods: Brain magnetic resonance imaging scans were obtained on 47 elderly depressed subjects (mean age=70.9 ± 6.9), according to DSM-IV criteria, and 36 healthy elderly controls (mean age=69.4 ± 7.2) (p=0.32). Scanning of subjects was performed on a 1,5T MRI scanner (TE minimum, TR=10000ms, FOV=26, matrix=128x128, section thickness=5mm). Diffusion MR images were obtained from 25 non-colinear directions with a b-value of 1000 s/mm2 along with a b=0 image with no diffusion gradients. Before MRI acquisition, a psychiatrist administered the following psychiatric tests: Cambridge Cognitve Test Examination (CAMCOG), Mini-Mental State Examination (MMSE), Montgomery-Aberg Depression Rating Scale (MADRS), and Hamilton Rating Scale of Depression (HAM-D). No significant differences were found on demographic data between groups. Voxelwise statistical analysis of FA data was carried out using Tract-Based Spatial Statistics (TBSS), part of FSL program. TBSS projects all subjects\' FA data onto a mean FA tract skeleton, before applying voxelwise cross-subject statistics. Differences between groups were assessed controlling for age. Results: The mean score from cognitive assessment for the whole depression group was: CAMCOG=82,94 ± 13,95 and MMSE=25,21 ± 3,74; and for controls: CAMCOG=90,83 ± 8,88 (p=0,017) and MMSE=27,86 ± 1,99 (p=0,004). Results of depressive symptom assessment for the patient group were MADRS=23.23 ± 8.60 HAM-D=18.64 ± 6.17 and MADRS=1.39 ± 1.20, HAM-D=2.67 ± 1.57 for control group. After controlling for age, geriatric depressed subjects had no significant differences on FA and on MD parameters. No significant correlations were found between scores from cognitive tests (CAMCOG and MMSE), and FA or MD parameters. Similar results were obtained after correlating scores from scales measuring depressive symptoms (MADRS and HAM-D) and FA or MD parameters. Conclusions: There was no significant difference in FA or MD values between elderly depressed and elderly without depression when the brain is analyzed without a ROI previously determined. There was no correlation, in the present sample, between cognitive assessment and FA or MD, neither between severity of depression and these brain white matter parameter