[Disruption of corpus callosum microstructural integrity by diffusion MRI as a predictor of progression of cerebral microangiopathy].

To assess the microstructural integrity of the corpus callosum in patients with cerebral small vessel disease (cSVD) using signal and biophysical diffusion MRI models and to identify the most sensitive markers of disease progression. Diffusion MRI (3 Tesla) was performed in 166 patients (51.8% women; mean age 60.4±7.6) with cSVD and cognitive impairment of varying severity and in 44 healthy volunteers (65.9% women; mean age 59.6±6.8), followed by calculation of signal (diffusion tensor and diffusion kurtosis) and biophysical (WMTI, NODDI, MC-SMT) models, from which profiles of three corpus callosum segments were constructed. The best results were obtained for metrics in the forceps minor and body of the corpus callosum. Among the metrics of the signal models in the forceps minor, fraction anisotropy (FA) and mean diffusion (MD), which characterize the overall loss of microstructural integrity and increase in extra-axonal water, as well as indirect markers of demyelination when considering transverse diffusion parameters (radial diffusion and radial kurtosis), had the larger area under the curve according to the ROC analysis. Among the metrics of the biophysical models in the forceps minor, a larger area under the curve was found in the MC-SMT model for extra-axonal transverse diffusion (ETR), mean diffusion (EMD), and intra-axonal water fraction (INTRA), and in the WMTI model for intra-axonal water fraction (AWF). ETR had high inverse correlations with INTRA and AWF, while INTRA and AWF had high direct intercorrelations. Metrics of signaling (FA, MD, RD, RK) and biophysical patterns (ETR, EMD, INTRA, AWF) in the forceps minor and the corpus callosum body can be considered as indicators of cSVD progression. They indicate disease progression, mainly by an increase in extra-axonal water with the development of demyelination and tissue degeneration in the corpus callosum. Оценить с помощью сигнальных и биофизических моделей диффузионной МРТ микроструктурную целостность мозолистого тела у пациентов с церебральной микроангиопатией (ЦМА) и установить наиболее чувствительные маркеры ее прогрессирования. Ста шестидесяти шести пациентам (51,8% женщин; средний возраст 60,4±7,6 года) с ЦМА и когнитивными расстройствами (КР) разной выраженности и 44 здоровым добровольцам (65,9% женщин; средний возраст 59,6±6,8 года) проведена диффузионная МРТ (3 Тл) с последующим расчетом показателей сигнальных (диффузионно-тензорная и диффузионно-куртозисная) и биофизических (WMTI, NODDI, MC-SMT) моделей, на основании которых строились профили трех сегментов мозолистого тела. Наилучшие результаты установлены для метрик в малых щипцах и теле мозолистого тела. Среди метрик сигнальных моделей в малых щипцах бо́льшую площадь под кривой по проведенному ROC-анализу имели фракционная анизотропия (FA) и повышение средней диффузии (MD), характеризующие общую утрату микроструктурной целостности и увеличение внеаксональной диффузии воды, а также косвенные маркеры демиелинизации при учете поперечных параметров диффузии (радиальной диффузии и радиального крутозиса). Среди метрик биофизических моделей в малых щипцах большая площадь под кривой установлена в модели MC-SMT для внеаксональной поперечной (ETR), средней диффузии (EMD), доли внутриаксональной воды (INTRA) и в модели WMTI — для внутриаксональной доли воды (AWF). ETR имела высокие обратные корреляционные связи с INTRA и AWF при высоких прямых корреляционных связях INTRA и AWF между собой. Показателями прогрессирования ЦМА могут рассматриваться метрики сигнальных (FA, MD, RD, RK) и биофизических (ETR, EMD, INTRA, AWF) моделей в малых щипцах и теле мозолистого тела. Они указывают на прогрессирование заболевания, главным образом увеличение внеаксональной воды с развитием демиелинизации и дегенерации тканей в мозолистом теле.