Innovative Bildgebungsverfahren zur Charakterisierung der Neurodegeneration im Verlauf der Sehbahn bei Multipler Sklerose: Arbeiten zur Optischen Kohärenztomographie, Magnetresonanzspektroskopie und Ultrahochfeld-Magnetresonanztomographie

Abstract

Abstrakt (Deutsch) Hintergrund: Die Multiple Sklerose ist eine der häufigsten neurologischen Erkrankungen, die zu Behinderung bereits im jungen Erwachsenenalter führen kann. Hierzu tragen im Krankheitsprozess sowohl neuroinflammatorische wie auch neurodegenerative Komponenten bei. Moderne bildgebende Verfahren wie die Ultrahochfeld-Magnetresonanztomographie (UHF-MRT), die Optische Kohärenztomographie (OCT) und die Magnetresonanzspektroskopie (MRS) können benutzt werden, um diese neurodegenerativen Prozesse näher zu charakterisieren und im zeitlichen Verlauf zu beobachten. Zielsetzung: Ziel ist es, die genannten Verfahren zur Charakterisierung von Kohorten von MS-Patienten einzusetzen und die Verfahren zueinander, sowie mit klinischen Parametern in Beziehung zu setzen oder diagnostisch zu nutzen. Methodik: Patienten mit Multipler Sklerose oder Neuromyelitis optica wurden klinisch-neurologisch, mit Optischer Kohärenztomographie, Sehprüfungen, Untersuchungen der visuell evozierten Potentiale (VEP), (Ultrahochfeld-) Magnetresonanztomographie und Magnetresonanzspektroskopie untersucht. Ergebnisse: Die in der Studie eingesetzten bildgebenden Verfahren konnten dazu beitragen, Neuroinflammation und Neurodegeneration bei an Multiple Sklerose erkrankten Patienten näher zu charakterisieren. So steht eine mittels OCT messbare Verdünnung retinaler Nervenfaserschichten (RNFL) in Zusammenhang mit dem per MRT gemessenen Hirnparenchymvolumen und Neurodegeneration anzeigenden Parametern, die mithilfe der Magnetresonanzspektroskopie untersucht wurden. Mithilfe der UHF-MRT konnte ein Zusammenhang zwischen dem Volumen und der entzündlichen Läsionslast der Sehstrahlung, der RNFL-Dicke, VEP-Latenzen und Einschränkungen des Sehvermögens dargestellt werden. Außerdem ließen sich mit der UHF-MRT auch neurogenerative Aspekte im Sinne von bleibenden Parenchymdefekten innerhalb entzündlicher Läsionen und einer Verschmächtigung der Sehstrahlung nachweisen und die Detektion insbesondere kortikaler MS-Läsionen wurde im Vergleich zur konventionellen MRT verbessert. Zusammenfassung: OCT, MRS und UHF-MRT sind Verfahren, die eine genauere Beschreibung von Neuroinflammation und Neurodegeneration bei MS-Patienten ermöglichen, wie hier vor allem für die Sehbahn gezeigt wurde. Sie sind nichtinvasiv und lassen sich zur näheren Charakterisierung des aktuellen Zustandes und zur Beobachtung des Krankheitsverlaufs von MS-Patienten benutzen.

Abstract (English) Background: Multiple sclerosis (MS) is the most common disabling neurologic disease, that causes impairment in younger people. Both neuroinflammatory and neurodegenerative processes contribute to the pathogenesis of multiple sclerosis. Innovative imaging methods, such as ultra-high field magnetic resonance tomography (UHF-MRI), optic coherence tomography (OCT) and magnetic resonance spectroscopy (MRS) can be used for characterizing these neurodegenerative processes in detail and over time course. Objective: To use the imaging methods mentioned above to further characterize cohorts of MS patients and to correlate the parameters with themselves as well as with clinical parameters and to evaluate their prognostic and diagnostic relevance. Methods: Patients with multiple sclerosis were examined clinically, by OCT, visual acuity testing, examination of visually evoked potentials, ultra high field magnetic resonance tomography and magnetic resonance spectroscopy. Results: The imaging methods used in these studies contributed to further characterize neuroinflammation und neurodegeneration in multiple sclerosis patients. A thinning of the retinal nerve fiber layer (RNFL) is correlated with brain parenchyma volume measured by MRI, and markers indicating ongoing neurodegenerative processes as detected by MRS. Using UHF-MRI, a correlation between optic radiation properties (such as inflammatory lesion load and its volume) and RNFL thickness, VEP latencies and visual impairment could be demonstrated. Furthermore, UHF-MRI demonstrated neurodegenerative aspects such as parenchymal defects within inflammatory lesions, an optic radiation thinning and allowed a more precise detection of MS lesions than conventional MRI, in particular cortical grey matter lesions. Summary: OCT, MRS and UHF-MRI are feasible methods to provide a more detailed description of neuroinflammation and neurodegeneration in MS patients, as demonstrated in these studies particularly for the visual pathway. They are non-invasive and can be utilized for clinical to study the disease course and also in differential diagnostic procedures.