Volumetric measurement of the hippocampus in a series of patients with Alzheimer disease

Background: Hippocampal volume is recognised as a surrogate imaging biomarker for the study of Alzheimer's disease (AD). However, in Cuba there are no antecedents of its use. The objective of this research was to establish an automatic hippocampal segmentation procedure to study a sample of Cuban subjects diagnosed with possible mild or moderate AD. Methodology: A total of 104 subjects with mean ages of 73.77 ± 6.74 years participated. Imaging for the calculation of hippocampal volumes and asymmetry index (AI) was performed with a Siemens Magnetom Allegra 3T scanner using an MP-RAGE sequence. Volumes were obtained manually and automatically using Amira 5.3 and FreeSurfer 6.0 software, respectively. The results of both methods were statistically compared. Results: The steps for hippocampal volumetric quantification were established for these methods. Comparison between them showed high concordance (ICC = 0.95) for both hippocampi. Therefore, there were no significant differences between them. The mean right (2961.84 ± 552.70 mm3) and left (2892.68 ± 536.6 mm3) volumes of the subjects were obtained. These volumes and the asymmetry index were significantly different with respect to a sample of healthy subjects with (p = 0.00001) and (p = 0.003) respectively; and similar to those obtained in a sample of subjects with AD in Latin America. Conclusions: A procedure for automated volumetric quantification of the hippocampus was established. This allowed the study of a Cuban sample with possible AD. This constitutes a previous step to longitudinally evaluate the effectiveness of new Cuban drugs. Resumen: Introducción: El volumen del hipocampo es reconocido como un biomarcador imagenológico subrogado para el estudio de la Enfermedad de Alzheimer (EA). Sin embargo, en Cuba no hay antecedentes de su uso. El objetivo de esta investigación fue establecer un procedimiento de segmentación automática del hipocampo para estudiar una muestra de sujetos cubanos diagnósticados con posible EA leve o moderada. Métodos: Participaron 104 sujetos con edades promedio de 73.77 ± 6.74 años. Las imágenes utilizadas para el cálculo de los volúmenes hipocampales y el índice de asimetría (IA) se realizó con un escáner Siemens Magnetom Allegra 3T usando una secuencia MP-RAGE. La obtención de los volúmenes se hizo de forma manual y automática usando el programa Amira 5.3 y FreeSurfer 6.0 respectivamente. Se compararon estadísticamente los resultados de ambos métodos. Resultados: Se establecieron los pasos para la cuantificación volumétrica del hipocampo para estos métodos. La comparación entre ellos mostró alta concordancia (CCI = 0.95) para ambos hipocampos. Por tanto, no existieron diferencias significativas entre ellos. Se obtuvieron los volúmenes medios derecho (2961.84 ± 552.70 mm3) e izquierdo (2892.68 ± 536.6 mm3) de los sujetos. Estos volúmenes y el índice se asimetría fueron significativamente diferentes respecto una muestra de sujetos sanos con (p = 0.00001) y (p = 0.003) respectivamente; y similares a los obtenidos en una muestra de sujetos con EA en América Latina. Conclusiones: Quedó establecido un procedimiento para la cuantificación volumétrica automatizada del hipocampo. Esto permitió el estudio de una muestra cubana con posible EA. Constituyendo un paso previo para evaluar longitudinalmente la efectividad de nuevos medicamentos cubanos.