Regional effects of age and sex in magnetic resonance spectroscopy

Abstract

Objective

To determine the regional effects of age and sex on the metabolic ratios obtained in the medial temporal lobe, the posteromedial region, and the frontal lobe at 1.5 T single-voxel magnetic resonance spectroscopy.

Material and methods

We used single-voxel magnetic resonance spectroscopy to study the areas of the brain most affected in neurodegenerative disease (the left frontal lobe, the left medial temporal lobe, and the posteromedial region) in 31 healthy subjects older than 55 years of age (group 1) and in 20 healthy subjects under 30 years of age (group 2). We calculated the following ratios for each voxel: N-acetyl-aspartate/creatine-phosphocreatine (NAA/Cr), N-acetylaspartate/ choline (NAA/Cho), N-acetyl-aspartate /myoinositol (NAA/mI), choline/ creatine-phosphocreatine (Cho/Cr), and myoinositol (mI/Cr). We compared the metabolic ratios in each region in each group and the correlation between age and the ratios within age ranges. Finally, we analyzed the differences in the metabolic ratios between groups and between sexes.

Results

In group 1, we found negative correlations between age and Cho/Cr in the frontal region and NAA/mI in the temporal region. In group 2, we found negative correlations between age and mI/Cr and NAA/Cho in the temporal region as well as a positive correlation between age and NAA/mI in the temporal region. In the frontal lobe and the posteromedial region, NAA/ Cr, NAA/Cho, and NAA/mI were lower in group 1 (P ≤ 0.003). No differences between groups were seen in Cho/Cr or mI/Cr. The values of the ratios differed regionally in all cases (P < 0.001). In the temporal lobe, NAA/Cr and Cho/Cr were higher in women (P ≤ 0.034).

Conclusions

When using single-voxel magnetic resonance spectroscopy, especially in patients with neurodegenerative disease, variations due to region, age, and sex should always be taken into account.

Resumen

Objetivo

Estudiar con espectroscopia univóxel por resonancia magnética (1,5 T) el efecto regional, de la edad y el sexo en las ratios metabólicas del lóbulo temporal medial, la región cerebral posteromedial (RPM) y el lóbulo frontal.

Material y métodos

Estudiamos 31 personas sanas mayores de 55 años (grupo 1) y 20 menores de 30 años (grupo 2) con espectroscopia univóxel en el lóbulo frontal izquierdo, el lóbulo temporal medial izquierdo y la RPM, especialmente afectadas por las enfermedades neurodegenerativas. Se calcularon las ratios NAA/Cr, NAA/Cho, NAA/mI, Cho/Cr, y mI/Cr, de cada vóxel. En cada grupo se compararon regionalmente las ratios metabólicas, y se estudió la correlación ratio-edad dentro de sus rangos de edad. Finalmente, se analizaron las diferencias de las ratios metabólicas entre grupos y entre sexos.

Resultados

En el grupo 1, las ratios Cho/Cr frontal y NAA/mI temporal se correlacionaron negativamente con la edad. En el grupo 2, las correlaciones con la edad fueron negativas para las ratios temporales mI/Cr y NAA/Cho, y positiva para la NAA/mI temporal. En el lóbulo frontal y la RPM, las ratios NAA/Cr, NAA/Cho y NAA/mI fueron menores en el grupo 1 (P ≤ 0,003). Las ratios Cho/Cr y mI/Cr nunca mostraron diferencias entre grupos. Los valores de las ratios difirieron regionalmente en todos los casos (P < 0,001). NAA/Cr y Cho/Cr en el lóbulo temporal medial fueron mayores en las mujeres (P ≤ 0,034).

Conclusiones

Cuando se utilice la espectroscopia univóxel por resonancia magnética, en particular en las enfermedades neurodegenerativas, siempre deben considerarse las variaciones inducidas por la región, la edad y el sexo.