Über die vergleichende Anwendung der Ultrahochfeld-Magnetresonanztomographie bei Patienten mit schubförmig remittierender und primär progredienter Verlaufsform der Multiplen Sklerose

Abstract

Hintergrund/Ziel: Die vergleichende Untersuchung der primär progredienten Multiplen Sklerose im Vergleich zur schubförmig remittierenden Verlaufsform mittels Magnetresonanztomographie (MRT) unter konventionellen Feldstärken bei 1,5 Tesla (T) und unter Hochfeld-Bedingungen bei 3 T weist entscheidende Unterschiede zwischen den beiden klinischen Verlaufsformen auf. Hinsichtlich der Fragestellung, ob die primär progrediente Verlaufsform einen Teil des MS- Erkrankungsspektrums oder möglicherweise eine eigene Krankheitsentität neben der schubförmig remittierenden Verlaufsform darstellt, wurde bereits eine Vielzahl von MRT-Studien bei 1,5 T bzw. 3 T durchgeführt. Die zerebrale Ultrahochfeld-MRT bei einer Feldstärke von 7 T ermöglicht die Darstellung anatomischer Details mit einer höheren räumlichen Auflösung im Vergleich zu niedrigeren Feldstärken. Insbesondere die Darstellung intrazerebraler Venen innerhalb von MS-Plaques, die Sichtbarmachung einer T2-hypointensen Randstruktur sowie die erhöhte Sensitivität und Spezifität in der Darstellung kortikaler Pathologien gelten als mögliche neue MRT-Biomarker in der bildgebenden MS-Differentialdiagnostik. Vor diesem Hintergrund untersuchten wir in unserer Studie die Anzahl, die strukturelle Verteilung und die Morphologie der MS-Läsionen sowohl bei Patienten mit primär progredienter, als auch bei Patienten mit schubförmig remittierender MS. Methoden: Neun (9) Patienten mit primär progredienter MS (Expanded Disability Status Scale (EDSS) - Median: 5,5; Intervall: 3,5 – 8,0) sowie neun (9) nach Alter und Geschlecht gematchte MS-Patienten mit schubförmig remittierender Verlaufsform (EDSS - Median: 2,0; Intervall: 1,5 – 4,5) wurden in die Studie eingeschlossen. Alle Patienten wurden mittels Ultrahochfeld – MRT bei 7 T unter Verwendung einer Fast – Low – Angle – Shot – Sequenz (FLASH-Sequenz) untersucht. Die MRT-Daten wurden in einem verblindeten Verfahren hinsichtlich Anzahl, struktureller Verteilung und spezifischer Morphologie der Läsionen ausgewertet. Um die Mittelwerte der untersuchten Parameter zwischen den beiden Verlaufsformen statistisch zu vergleichen und die entsprechenden p-Werte zu ermitteln, wurde in allen Fällen der nicht-parametrische Mann-Whitney U-Test verwendet. Ergebnisse: Insgesamt konnten 362 Läsionen von Patienten mit primär progredienter und 490 MS-Plaques bei Patienten mit schubförmig remittierender MS detektiert werden (p=0.387). Die Ultrahochfeld-MRT-spezifische Morphologie der Läsionen wies dabei keine signifikanten Unterschiede auf. Eine zentrale Vene konnte gleichermaßen, sowohl in der Gruppe der primär progredienten MS (n=277, 79%), als auch in der Gruppe der schubförmig remittierenden MS (n=394, 69%, p=0,863), quantifiziert werden. Ebenso wiesen Läsionen beider Gruppen im selben Ausmaß eine hypointense Struktur an den Läsionsrändern auf (primär progrediente MS: n=97, 23%; schubförmig remittierende MS: n=99, 21%, p=0,796). Auch die Untersuchung der MS-Plaques innerhalb der grauen Substanz ergab keine signifikanten Unterschiede (primär progrediente MS: n=43, 8%; schubförmig remittierende MS: n=29, 7%, p=0,436). Schlussfolgerung: Obwohl die Aussagekraft der Studie durch die relativ geringe Patientenzahl eingeschränkt ist, deuten die Ergebnisse darauf hin, dass beide MS-Verlaufsformen sowohl in qualitativer, als auch in quantitativer Hinsicht keine Unterschiede in der Läsionsmorphologie unter Ultrahochfeld-MRT-Bedingungen aufweisen.

Background: Primary progressive and relapsing-remitting multiple sclerosis (MS) exhibit decisive differences regarding magnetic resonance imaging (MRI) characteristics at conventional and high magnetic field strengths. A multitude of previous MRI studies at 1.5 T (Tesla) and 3 T have been undertaken to address these noticeable disparities and the question has emerged as to whether primary progressive MS is part of the MS disease spectrum or rather a disease entity of its own. Ultrahigh field MRI at 7 T enables the depiction of brain structures with a higher spatial resolution compared to lower field strengths and has already produced novel scientific insight into MS pathology. In particular, the visualisation of intracerebral veins within the center of MS plaques, the detection of a hypointense rim and the high sensitivity and specificity in gray matter pathology depiction are considered as potentially new MRI biomarkers regarding MS differential diagnosis. Therefore, we investigated lesion count, lesion morphology and lesion distribution in primary progressive and relapsing-remitting MS using ultrahigh field MRI to evaluate possible differences between both MS phenotypes. Methods: Nine (9) patients with primary progressive MS (median Expanded Disability Status Scale (EDSS) score: 5.5, range: 3.5 - 8.0) and nine (9) age- and gender-matched relapsing-remitting MS patients (median EDSS score: 2.0, range: 1.5 - 4.5) underwent 7 T MRI. The sequence protocol included a two-dimensional axial T2*-weighted fast low angle shot (FLASH). Lesion count, lesion distribution and ultrahigh-field-MRI-specific lesion morphology were assessed blinded to clinical data. Statistical differences between both subgroups and determination of respective p-values regarding all investigated parameters were assessed using nonparametric Mann-Whitney U tests. Results: We identified 362 lesions in primary progressive MS patients and 490 lesions in relapsing- remitting MS patients (p=0.387). Gray and white matter pathology in relapsing- remitting and primary progressive MS did not differ in their respective ultrahigh-field-specific morphological characteristics. A central vein was equally visible in primary progressive (n=277, 79%) and relapsing-remitting (n=394, 69%, p= 0.863) MS lesions. Accordingly, 7 T MRI revealed clearly visible hypointense rims at the edges of both primary progressive (n=97, 23%) and relapsing-remitting (n=99, 21%, p=0.796) MS plaques. Additionally, gray matter lesions were similarly common in both subgroups (primary progressive MS: n=43, 8%; relapsing-remitting MS: n=29, 7%, p=0.436). Conclusion: Although limited by a small sample size, these findings suggest that primary progressive and relapsing-remitting MS exhibit similar lesion morphology under ultrahigh field MRI regarding both qualitative and quantitative aspects. Our results support the hypothesis that primary progressive MS is part of the MS disease spectrum rather than representing a disease entity of its own.