Fraktionale Anisotropie in der zerebralen MRT zur Beurteilung des Infarktalters

Abstract

Nach wie vor fehlt ein diagnostisches Instrument, um einen Schlaganfall im hyperakuten Stadium mithilfe eines Messwertes aus der MRT genau datieren zu können. Dies ist insbesondere bei Patienten notwendig, die in der klinischen Anamnese den Beginn ihrer Symptome nicht genau beschreiben können. Erwiesenermaßen ist eine systemische Therapie mit Alteplase nach Ausschluss einiger Kriterien innerhalb der ersten 4,5 Stunden effektiv, sodass eine Zuordnung der Patienten in dieses Zeitfenster unerlässlich ist. Wir haben deswegen die Rolle der Fraktionalen Anisotropie (FA) im Tractus corticospinalis (TCS) bei der Beurteilung des Schlaganfallalters untersucht. In einigen Studien wurde angenommen, dass die FA im TCS zu Beginn eines Schlaganfalls ansteigt und nach wenigen Stunden wieder abnimmt. In dieser Studie wurden bei 96 Patienten die Diffusionsparameter TRACE, ADC und die FA ermittelt, indem manuell region of interests (ROI) im Bereich der TCS in der Inneren Kapsel erstellt wurden. Die Patientenkohorte wurde in eine <4,5 Stunden- und eine >4,5 Stunden–Gruppe geteilt und in Bezug auf die Ratio (ipsilateraler Wert / kontralateraler Wert) der jeweiligen Diffusionsparameter miteinander verglichen. Es wurden hierbei keine signifikanten Unterschiede bis auf die ADC-Ratio festgestellt. Nähere Untersuchungen wurden mit Patientensubgruppen durchgeführt, bei denen die Infarktlokalisation berücksichtigt worden ist. Insgesamt wurden fünf Subgruppen in Abhängigkeit von der Infarktlokalisation mit einander verglichen: Motokortex, Innere Kapsel, Linsenkern, Innere Kapsel und Linsenkern ohne Motokortexbeteiligung, Innere Kapsel und Linsenkern mit Motokortexbeteiligung. Hierbei konnten keine signifikanten Unterschiede detektiert werden. Ebenso ergab der Vergleich der Patienten mit betroffener Innerer Kapsel und somit einer vom Infarktareal betroffenem ROI und unversehrter Inneren Kapsel keine signifikanten Unterschiede. Beim Bestimmen der diagnostischen Gütekriterien ist eine auf FA basierte Diagnosestellung eines Schlaganfalls in den ersten 4,5 Stunden nur zu 71,7% sensitiv und 34,9% spezifisch. Die FA im TCS ist offensichtlich nicht dazu geeignet eine zuverlässige Aussage zum Schlaganfallalter zu geben, wenngleich eine Veränderung der FA im Sinne einer frühen Wallerischen Degeneration nicht auszuschließen ist.

To date, a valid diagnostic instrument to evaluate precisely the age of a stroke in the hyperacute stage by MRI is lacking. This is particularly necessary for patients who do not know the onset of their symptoms and who cannot accurately describe their clinical history. Because an effective systemic therapy of stroke with Alteplase can be performed in the first 4,5 hours after the onset of symptoms (after the exclusion of several criteria), a reliable identification of those patients in this timeframe is necessary. In an attempt to discover a better grounds of diagnostics for strokes within this timeframe, we tested the role of Fractional Anisotropy (FA) in the Corticospinal Tract (TCS) as a surrogate marker for the lesion age after a stroke. Some studies assumed an initial increase of FA in the TCS and after some hours showed a decrease. In this study we also tested the DTI metrics TRACE, ADC and FA of 96 patients by manually producing regions of interests of the TCS in the internal capsule. The patients were divided into a <4,5 hours and a >4,5 hours group and we compared the ratios (ipsilateral/contralateral) of DTI metrics. The analysis has shown no significant difference, except that of the ADC – Ratio. Further analysis included the localization of the lesion. In total we have compared five groups of different localizations: motocortex, internal capsule, lentiform nucleus, internal capsule and lentiform nucleus without the affection of motocortex, internal capsule and lentiform nucleus with affection of motocortex. No significant difference could be detected in this analysis either. The comparison between patients with affected internal capsule and accordingly a ROI which localized in a lesion and patients with non-affected internal capsule has also shown no significant results. A diagnosis of a stroke <4,5 hours based on FA has a sensitivity of 71,7% and a specificity of 34,9%. We must conclude that the analysis of FA in the TCS is not an applicable means to determine the age of a stroke, although an alteration similar to the Wallerian degeneration cannot be excluded.