DOENÇA DE ALZHEIM ER E ESPECTROSCOPIA
POR RESSONÂNCIA M AGNÉTICA DO HIPOCAM PO
Eliasz Engelhardt
1, Denise M . M oreira
2, Jerson Laks
3, Valeska M . M arinho
4,
M arcia Rozent hal
5, Amarino C. Oliveira Jr
6RESUM O - Objetivos: Obt enção de dados do espect ro de met abolit os por ressonância magnét ica da formação hipocampal no idoso normal e com doença de Alzheimer (DA). Método: Os indivíduos foram pareados por idade, sendo 20 na amost ra normal, CDR= 0 e 40 com DA 3 CDR= 1 e 2. Ut ilizou-se aparelho Signa Horizon LX-GE, 1.5T, 1H-ERM com aplicat ivo aut omat izado PROBE/SV, VOI: hc (direit o e esquerdo); voxel único (2x2x2cm); TR 1500ms/TE 50ms; PRESS; met abolit os: N-acet ilaspart at o (Naa), colina (Cho), creat ina (Cr), mio-inosit ol (mI). Resultados: Os present es dados se referem aos quocient es de Naa, Cho e mI, com Cr t omada como referência e relação mI/Naa. O est udo most rou o Naa reduzido, o mI e a relação mI/Naa aument ados e os result ados em relação à Cho foram variados. Os result ados da amost ra global dos pacient es com DA em comparação à média ± dp da amost ra normal foram significat ivos para Naa, mI e mI/Naa (p< 0,01). A precisão, t omando os valores de modo individual das duas amost ras, most rou sensibilidade, especificidade e valor predit ivo posit ivo sat isfat órios. Conclusão: Os present es result ados podem ser usados como ferrament a út il para det ect ar alt erações pat ológicas no hipocampo de pacient es com DA, permit indo diagnóst ico de maior precisão e mais precoce da doença.
PALAVRAS-CHAVE: ressonância magnét ica, espect roscopia de prót ons, hipocampo, doença de Alzheimer.
Alzheimer’s disease and magnetic resonance spectroscopy of the hippocampus
ABSTRACT - Objective: Acquisit ion of dat a of magnet ic resonance met abolit e spect rum of t he hippocampal format ion (hippocampus-hc) in t he elderly, normal and w it h Alzheimer’s disease (AD). Method: Subject s mat ched for age: a. normal sample (n= 20), CDR= 0, and b. AD sample (n= 40), CDR 1 and 2. Technique: Signa Horizon LX-GE, 1.5T, 1H-M RS w ith automated softw are PROBE/SV, VOI: hc (right and left); single voxel (2x2x2cm); TR 1500ms/TE 50ms; PRESS; met abolit es: N-acet ylaspart at e (Naa), choline (Cho), creat ine (Cr), myo-inosit ol (mI). Results: The present dat a relat e t o t he rat ios of Naa, Cho and mI, w it h Cr t aken as reference, and t he mI/ Naa rat io. The st udy show ed reduct ion of Naa, increase of mI and of t he mI/Naa rat io, and not consist ent result s for Cho. The result s of t he w hole sample of AD pat ient s compared t o t he pooled normal mean ± sd w ere significant for Naa, mI and mI/Naa (p< 0.01). Accuracy in relat ion t o t he individual values of bot h samples show ed sat isfact ory levels of sensit ivit y, specificit y and posit ive predict ive value. Conclusion: The present result s can be used as a helpful t ool t o det ect pat hologic changes of t he hippocampus in AD, and allow ing great er accuracy and an earlier diagnosis of t his disease.
KEY WORDS: magnet ic resonance, prot on spect roscopy, hippocampus, Alzheimer’s disease.
Est udo realizado no Set or de Neurologia Cognit iva e do Comport ament o do Inst it ut o de Neurologia Deolindo Cout o (INDC) da Univer-sidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Cent ro de At endiment o para Pessoas com Doença de Alzheimer (CDA) do IPUB da UniverUniver-sidade Est adual do Rio de Janeiro (UFRJ) e Serviço de Radiologia do Hospit al Pró Cardíaco, Rio de Janeiro RJ, Brasil; 1Professor Tit ular da UFRJ, Coordenador do Set or de NCC do INDC/UFRJ; 2Professor Adjunt o da UFRJ, responsável pelo Set or de Radiologia, INDC/UFRJ; 3Professor Adjunt o da UERJ, Professor da Faculdade de M edicina da UNESA, Diret or Técnico do CDA, IPUB/UFRJ; 4M est re em Psiquiat ria, IPUB/UFRJ, médico do CDA, IPUB/UFRJ; 5Dout or em Psiquiat ria, IPUB/UFRJ, Professor da Faculdade de M edicina da UNESA; 6Chefe do Set or de Radiologia, Hospit al PróCardíaco e INCA.
Recebido 18 Junho 2001, recebido na forma final 30 Julho 2001. Aceit o 3 Agost o 2001.
Dr. Eliasz Engelhardt - Av. N.S. Copacabana, 749/1101 - 22050-000 Rio de Janeiro RJ – Brasil.
A doença de Alzheimer (DA) é a causa da demên-cia mais prevalent e t ant o no grupo et ário pré-senil quant o no senil, observando-se seu aument o gra-dual com o envelheciment o. As manifest ações carac-t eríscarac-t icas compreendem compromecarac-t imencarac-t o cogni-t ivo, sincogni-t omas psicológicos e do comporcogni-t amencogni-t o, sinais neurológicos e declínio nas at ividades de vida
Ent re os recursos frequent ement e ut ilizados para reforçar o diagnóstico da DA estão os exames de neu-roimagem est rut ural (por exemplo, volumet ria do hipocampo) e os de neuroimagem funcional (por exemplo, espect roscopia por ressonância magnét i-ca/ERM ).
A espect roscopia de prót ons por ressonância magnét ica (1H-ERM ), no est udo de DA, foi int
rodu-zida por Shiino et al.2, que relat aram diminuição de
N-acet ilaspart at o (Naa), considerado marcador de int egridade neuronal, em pacient es com demência degenerat iva primária. A part ir dessa dat a, a ERM passou a ser frequent ement e ut ilizada em t ermos de exame complement ar para reforçar o diagnóst i-co. M iller et al3. relat aram o aument o t ambém de
out ro met abolit o, o mio-inosit ol (mI), pert encent e à via met abólica dos inosit ídeos, além de marcador de neuroglia. O binômio diminuição de Naa-aumento de mI passou a ser considerado caract eríst ico da DA. Variações da colina (Cho) t ambém foram encont ra-das, porém de modo menos consist ent e, reflet indo met abolismo de membrana de células gliais
relacio-nadas às áreas de degeneração neuronal. Finalmen-t e deve ser mencionada a creaFinalmen-t ina (Cr), relacionada com at ividade met abólica energét ica e que se man-t ém relaman-t ivamenman-t e esman-t ável aman-t é fases muiman-t o adianman-t a-das do processo degenerat ivo, servindo assim como referência int erna para est abelecer relações (quoci-ent es) com os out ros met abolit os4-6. O índice mI/Naa
foi propost o por Schonk et al.7, para dar maior
sen-sibilidade aos result ados obt idos. Um número rela-t ivamenrela-t e grande de esrela-t udos em pacienrela-t es com DA demonst rou redução de Naa, aument o de mI e da relação mI/Naa e event ualment e aument o da Cho em áreas cort icais associat ivas post eriores (Tabela 1). Esses est udos f oram realizados com ERM gráf ico (ERM g) ou com ERM de imagem (ERM i)4,5,8.
Est udos encont rados visando áreas límbicas são
poucos (Tabela 1). Assim, Kant arci et al.9
examina-ram a part e post erior do giro do cíngulo, com acha-dos gerais semelhant es aos acima referiacha-dos, suge-rindo ainda uma cronologia das variações, com au-ment o de mI em fases mais iniciais, diminuição de Naa e aument o de Cho em fases mais adiant adas da
Tabela 1. Principais est udos de 1H-ERM : áreas est udadas, result ados obt idos, principais aut ores.
Áreas est udadas Variação de met abolit os Principais aut ores
Associat ivas redução Naa Shiino et al., 19932
redução Naa
aument o mI M iller et al., 19933 redução Naa M eyerhoff et al., 199417 aument o Cho Pfefferbaum et al., 199924 redução Naa
aument o mI
aument o mI/Naa Shonk et al., 19957 redução Naa
aument o Cho
aument o mI Lazeyras et al., 199825
Límbicas cíngulo redução Naa
aument o mI
aument o Cho Kant arci et al., 20009 hipocampo redução Naa
aument o Cho Block et al., 199510 redução Naa Schuff et al., 199711 variado Cho Jessen et al., 200012 redução Naa
aument o mI aument o Cho
aument o mI/Naa Engelhardt et al., 200014
evolução. At é recent em ent e, apenas dois grupos relat aram result ados de ERM i do hipocampo (for-mação hipocampal), o de Block e o de Schuff. O pri-meiro cent rou o est udo na Cho, cujo ciclo inclui o met abolismo da acet ilcolina10. O segundo est udou
o Naa e Cho. Out ro t rabalho do grupo de Block foi com ERM g, most rando result ados semelhant es aos de Shuff11. Não foram obt idos, nos t rabalhos cit
a-dos, result ados do mI, já que o t empo de eco ut ili-zado foi alt o. Desse modo não foi considerado o mI, aumentado frequentemente na DA e apontado como import ant e no diagnóst ico, assim como o índice mI/ Naa3,6. Os est udos de Jessen et al.12 e os
prelimina-res de Engelhardt et al.13,14 foram realizados com
equipament o e aplicat ivo que permit em exames em situação clínica. Os dados obtidos em relação ao Naa, Cho e Cr nesses est udos apresent aram padrão geral sem elhant e aos relat ados para áreas associat ivas (diminuição de Naa e variação de Cho). Os dados relacionados ao mI e consequent ement e à relação m I/Naa, índices considerados im port ant es para o diagnóst ico da DA, foram obt idos apenas por Enge-lhardt et al.13,14, most rando-se elevados em número
significat ivo de pacient es.
Lembrando que o processo degenerat ivo na DA t em início em áreas lím bicas da região t em poral medial (formação hipocampal, região rinal) e se cor-relaciona com as manifest ações clínicas iniciais (com-promet iment o de memória)15,16, pode-se considerar
que o exame dessa região deve most rar alt erações em fase mais precoce que as obt idas em áreas asso-ciat ivas. Grande número de est udos consideraram o hipocampo do pont o de vist a est rut ural, procuran-do reconhecer medidas indicat ivas de sua at rofia. A perda neuronal, no ent ant o, decorrent e do proces-so degenerat ivo, é frequent ement e acompanhada por gliose reat iva que at enua a at rofia t issular. As-sim, apenas os achados volumét ricos podem subes-timar a extensão de tal perda. Por outro lado, a espec-troscopia, técnica sensível a variações de metabolitos, poderia se const it uir em marcador mais específico
de perda neuronal em comparação à at rofia obser-vada pela neuroimagem est rut ural11,17,18. A ut
iliza-ção de t al t écnica, t endo como alvo o hipocampo, pode reforçar a precisão diagnóst ica e permit ir o seu est abeleciment o mais precoce na DA.
M ÉTODO
Sujeit os. Foram est udadas duas amost ras: a) normal: n= 20 (m= 10/f= 10); idade: 73,5± 5,0 (66 a 86) anos; sem queixas cognit ivas ou psiquiát ricas; mini-exame do est a-do ment al (M EEM ): 28,6± 1.0 (27 a 30); est ágio clinical dement ia rat ing (CDR) = 0; b) DA provável (crit érios da DSM -IV e da NINCDS-ADRDA): n= 40 (m= 18/f= 22); ida-de: 75,7± 5.9 (66 a 87) anos; M EEM :22,2± 4,1 (11 a 28); escore isquêmico (Hachinski) < 4 (0-3); est ágio: CDR 1 e 2. Técnicas. Foi ut ilizado aparelho Signa Horizon LX-GE, 1.5T, obt enção de espect ro de prót ons (1H-ERM ) com aju-da de aplicat ivo PROBE/SV19,20; gráfico de met abolit os evi-denciando N-acet ilaspart at o, colina, creat ina, mio-inosit ol; região de int eresse: hipocampos (direit o e esquerdo); voxel único de 2x2x2cm (8 ml); t empo de repet ição (TR) 1500 ms / t empo de eco (TE) 50 ms; PRESS.
Est at íst ica. Foram realizados cálculos básicos de mé-dia, desvio-padrão, t est e de significância, t est e de preci-são para os valores obt idos21.
Ética. O prot ocolo referent e à amost ra normal foi apro-vado pela Comissão de Ét ica (CEP-IPUB/UFRJ); a amost ra com DA foi const it uída a part ir de casos avaliados em si-t uação clínica de rosi-t ina.
RESULTADOS
Os dados obt idos se referem aos valores da amos-t ra com DA em comparação à normal, consideran-do-se as relações de Naa, Cho e mI com Cr t omado como referência int erna, além da relação mI/Naa.
Os result ados obt idos são expressos de duas maneiras: globais e individuais.
a. globais - considerando que não foi encont
ra-da diferença est at íst ica significat iva ent re os valores dos hipocampos direit o e esquerdo, assim como fe-minino e masculino, os result ados globais serão con-siderados aos dados reunidos da amost ra int eira, normal em comparação à pat ológica (Tabela 2).
Tabela 2. Valores das relações de met abolit os obt idos a part ir dos dados reunidos, em sujeit os normais e com DA provável (hipocampos direit o e esquerdo, masculino e f eminino).
Naa/Cr mI/Cr Cho/Cr Cho/Naa
Normal 1.46± 0.14 0.51± 0.12 0.95± 0.14 0.36± 0.09 DA prvvel 1.33± 0.18 0.60± 0.12 0.94± 0.12 0.47± 0.09
Test e t α= 0.01 α= 0.01 ns α= 0.01
b. individuais - foram calculadas a precisão dos
valores obt idos (sensibilidade, especificidade e va-lor predit ivo posit ivo), expressos na Tabela 3 e os percent uais para cada parâm et ro ref erent e a um desvio padrão (dp), most rados na Tabela 4.
DISCUSSÃO
A prevalência crescent e de pacient es com DA, as possibilidades t erapêut icas exist ent es e as novas, que vêm surgindo, levam à necessidade de diagnóst ico mais precoce e preciso da doença. A 1H-ERM do
cére-bro pode ser considerada instrumento valioso de
pes-Tabela 3. Test e de precisão dos valores dos met abolit os obt idos em uma amost ra de pacient es com DA (n= 40) em comparação a sujeit os normais (n= 20).
M et blt o dp s e vp+
Naa/Cr -1 0.80 0.75 0.80
nN= 20* -1.5 0.60 0.95 0.96
nDA= 40* * -2 0.35 0.95 0.93
mI/Cr + 1 0.42 0.82 0.82
nN= 17* + 1.5 0.27 0.82 0.75
nDA= 33* * + 2 0.15 0.88 0.71
Cho/Cr + 1 0.17 0.70 0.53
nN= 20* + 1.5 0.05 0.85 0.40
nDA= 39* * + 2 0.02 0.95 0.50
mI/Naa + 1 0.65 0.70 0.80
nN= 17* + 1.5 0.50 0.82 0.84
nDA= 32* * + 2 0.31 0.90 0.83
M et blt o, met abolit os (quocient es); dp, desvio padrão; s, sensibilidade; e, especificidade; vp+ , valor predit ivo posit ivo. * valores encont rados nor-mais; * * valores encont rados com DA.
Tabela 4. Relação ent re casos posit ivos e o número de casos e percent ual encont rados para 1 dp para os diversos quocient es de met abolit os. Posit ividade (posit iv) se ref ere ao número de casos posit ivos em pelo menos um parâmet ro (Naa/Cr, mI/Cr, mI/Naa) por t ot al.
Naa/Cr mI/Cr Cho/Cr mI/Naa posit iv
dp -1 + 1 + 1 -1 + 1
Normal
x/n 5/20 3/17 6/20 4/20 5/17 9/20
% 25 17 30 20 39 55
DA
y/n 32/40 14/33 7/39 5/39 21/32 36/40
% 80 42 18 12 65 90
x/n, normal; y/n, DA.
quisa e clínica por permit ir conhecer a composição de met abolit os de amost ra(s) de t ecido nervoso nor-mal ou pat ológico in vivo e de modo não-invasivo, permit indo uma compreensão dos mecanismos fisi-ológicos e fisiopat fisi-ológicos em condições normais e na doença22.
A import ância de focalizar o est udo no hipocam-po decorre da sequência da progressão pat ológica da doença de Alzheimer. Assim a degeneração t em início em áreas límbicas da região medial do lobo t emporal (córt ex ent orrinal e formação hipocampal), progredindo para as áreas associat ivas t emporopa-riet ais e front ais, as áreas primárias sendo acomet i-das apenas nos est ágios mais avançados15. Desse
modo, ao se visar o diagnóst ico precoce, aspect o dos mais desejáveis para int ervenções t erapêut icas igualment e precoces, o foco do exame deve ser diri-gido para a região hipocampal, inicialment e at ingi-da pelo processo degenerat ivo. Considerando que poucos est udos com foco no hipocampo foram en-cont rados na lit erat ura10-12, possivelment e pelas
di-ficuldades t écnicas envolvidas no est udo dessa re-gião, os dados apresent ados no present e est udo po-derão ser de valia para ajudar na det ecção de alt era-ções precoces na DA. Os dados comparat ivos ent re os diversos est udos visando o hipocampo se encon-t ram na Tabela 5.
O est udo de Block et al.10 most rou que 7/12 (58%)
pacient es apresent aram redução de Naa em com-paração a um grupo cont role. Encont raram ainda um aument o significat ivo de Cho, o que não foi ve-rificado em novo est udo do grupo12. O t rabalho de
Schuff et al.11 most rou que o Naa hipocampal
com DA e 75% dos sujeit os cont role. O present e es-t udo moses-t rou redução de Naa em 32/40 (80%) dos pacient es, aument o de mI em 14/33 (42%) e o índi-ce mI/Naa encontrou-se aumentado em 21/32 (65%). A posit ividade em 1 ou mais desses 3 parâmet ros chegou a 36/40 (90%) pacient es, índice que pode ser considerado elevado. Foi possível ainda calcular t est e de precisão dos valores dos met abolit os, en-cont rando-se na Tabela 3 os índices de sensibilida-de, especificidade e valor predit ivo posit ivo para 1, 1.5 e 2 dp. Pode-se considerar, de modo geral, que os melhores índices correspondem aos encont rado para 1 dp, podendo essas cifras serem consideradas sat isfat órias. Esse aspect o é coerent e considerando a margem est reit a de variação dos met abolit os, t an-t o em condições normais, como em paan-t ológicas.
Finalment e, deve-se considerar a presença de su-perposição de valores (DA vs normal), observado pela maioria dos aut ores que est udaram a quest ão e t am-bém no present e est udo. Deve-se cert ament e à limi-t ada variação dos melimi-t abolilimi-t os nas diversas condi-ções, normais e pat ológicas, como já assinalado. A procura de um marcador biológico, sem ser a verifi-cação neuropat ológica (biópsia de t ecido cerebral, obt ida em condições excepcionais) para confirmar o diagnóst ico, t em sido exaust iva, porém at é agora não encont rado. Ent ret ant o, lançam-se mão de exa-mes especializados que permit em refinar o diagnós-t ico e diagnós-t orná-lo “ mais provável” . Para diagnós-t andiagnós-t o podem ser utilizados “ marcadores substitutos” (bioquímicos, neuroimagem)23. A ERM é exame de neuroimagem
que pode ser um bom candidat o como marcador subst it ut o e os seus result ados encont rados para o hipocam po podem ser considerados im port ant es para refinar o diagnóst ico da DA.
CONCLUSÃO
A amost ra de pacient es com DA em comparação a um grupo cont role caract erizou-se pela redução de Naa, aument o de mI e da relação mI/Naa,
en-quant o os valores em relação à Cho foram variáveis. Os valores da amost ra pat ológica most raram-se significat ivos, t ant o de modo global, como indivi-dual, o que permit e a ut ilização desses result ados, principalment e conjugados, para aument ar a preci-são do diagnóst ico e para obt ê-lo de modo mais precoce, considerando as caract eríst icas da região est udada.
A 1H-ERM do hipocampo pode port ant o ser
con-siderada um inst rument o import ant e por permit ir conhecer a composição de metabolitos de amostra(s) de t ecido nervoso normal e pat ológico in vivo e de modo não invasivo, permit indo uma melhor com-preensão dos mecanismos fisiológicos e fisiopat o-lógicos com objet ivos clínicos e de pesquisa.
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Tabela 5. Est udos do hipocampo - dados comparat ivos dos est udos realizados.
Aut ores DA Cont role ERM Naa mI Cho mI/Naa
n/idade n/idade
Block et al., 1994 12/48-78 17/30-73 imagem redzdo - aumt do
-Schuff et al., 1997 12/55-82 17/nd imagem redzdo - ns
-Jessen et al., 2000 20/69.8± 8.1 18/65.6± 7.8 gr-vx17.5 redzdo - redzdo -Engelhardt et al., 2001 40/75.7± 5.9 20/73.5± 5.0 gr-vx08.0 redzdo aumt do ns aumt do
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