Automatic quantitave susceptibility mapping for iron accumulation assessment in motor neuron disease

Motor Neuron Disease (MND) is a rapidly progressive neurodegenerative disorder characterized by degeneration of upper and/or lower motor neurons associated to iron overload in the brain. This fatal pathology is evenly distributed over the world with high mortality rates. We implemented a fully automatic pipeline able to analyze Magnetic Resonance images to quantify susceptibility in the motor cortex. Processing included FreeSurfer automatic segmentation of the brain and quantitative susceptibility mapping with Streaking artifact reduction algorithm. Both susceptibility skewness in gray matter and mean susceptibility measurements in adjacent white matter showed sensibility to anomalies in MND. Furthermore, mean susceptibility white matter correlated with disease duration and clinical functional score. The here presented pipeline might be easily adapted to automatically quantify susceptibility in every brain regions in MND or any other neurodegenerative disease.

La malattia del motoneurone è un disordine progressivo degenerativo rapido caratterizzato di una degenerazione del primo e o secondo motoneurone associato a un accumulo di ferro nel cervello. Questa patologia fatale è uniformemente distribuita nel mondo con alti tasi di mortalità. Abbiamo implementato una pipeline completamente automatica per analizzare immagine di risonanza magnetica allo scopo di quantificare la suscettibilità magnetica nella corteccia motoria. La elaborazione consiste nella segmentazione automatica del cervello con FreeSurfer e mapping quantitativo di suscettibilità tramite algoritmo con riduzione di artefatti da streaking. Sia la skewness della suscettibilità della sostanzia grigia sia la suscettibilità media nella sostanzia bianca adiacente è risultata sensibili alle anomalie della malattia del motoneurone. Inoltre, la suscettibilità media nella sostanzia bianca correla con la durata di malattia e con la lo score clinico di funzionalità. La pipeline proposta è facilmente adattabili per lo studio de la suscettibilità magnetica in automatico in ogni regione del cervello per la malattia del motoneurone e per le altre malattie neurodegenerative