Fehlbildungen des zentralen Nervensystems und kognitive Leistungen bei Patienten mit Spina bifida

Abstract

Ziel dieser retrospektiven Studie war es, systematisch die radiologischen Auffälligkeiten von Hirn und Wirbelsäule bei Kindern und Jugendlichen mit Spina bifida zu erfassen sowie deren kognitiven Leistungen zu analysieren. Basierend auf dieser systematischen Analyse wurden entsprechende Unterschiede zwischen Spina bifida aperta (SBA) und Spina bifida occulta (SBO) identifiziert. Die retrospektive Analyse umfasst 265 Patienten (117 weiblich, 148 männlich, medianes Alter 11 Jahre, SBA n= 206, SBO n= 59). Mittels Magnetresonanztomografie von Schädel und Wirbelsäule wurde der radiologische Phänotyp beschrieben. Zur genauen Bestimmung der hinteren Schädelgrube wurden Winkelmessungen angewendet. Aufgrund der hierfür teilweise fehlenden Referenzwerte erfolgte eine Analyse von Schädel MRT einer altersentsprechende Kontrollgruppe von 130 Kinder und Jugendlichen aus der Klinik für pädiatrische Neurologie der Charité Universitätsmedizin Berlin, welche die Bildgebung im Rahmen erweiterter Diagnostik erhielten und als unauffällig angesehen wurden. Bei 126 Kindern und Jugendlichen, davon 116 mit SBA und 10 mit SBO erfolgte eine kognitive Testung mittels Kaufman Assessment Battery for Children (KABC), Wechsler Intelligence Scale for Children, Fourth Edition (WISC-IV) oder Wechsler Adult Intelligence Scale, Fourth Edition (WAIS-IV). Eine systematische Auswertung der Bildgebung ergab, dass die Patienten mit Spina bifida multiple assoziierte Hirnfehlbildungen aufweisen. Zu den häufigsten Hirnveränderungen gehörten Hydrozephalus (78%), Auffälligkeiten des Corpus callosum (69%), hypoplastischer Pons (50%) und hypoplastisches Mesencephalon (20%). Während nahezu alle Patienten mit Spina bifida aperta ein komplexes Muster von Hirnfehlbildungen in der Magnetresonanztomografie aufzeigten, wiesen die Patienten mit Spina bifida occulta nur selten Hirnfehlbildungen auf. Patienten mit SBA erzielten zu 44% im KABC und zu 49% im WISC-IV, WAIS-IV einen unterdurchschnittliche Gesamt-IQ. Hingegen erzielten fast alle Patienten mit SBO durchschnittliche Gesamt-IQ in den verschiedenen kognitiven Testungen. Der Gesamt-IQ der Patienten mit SBA war signifikant niedriger als derjenige der Patienten mit SBO. Insbesondere das Sprachverständnis, das wahrnehmungsgebundene logische Denken und das Arbeitsgedächtnis der Patienten mit SBA waren signifikant eingeschränkt und standen im Zusammenhang mit Stenogyrie, und Malformationen des Mesencephalons, Pons und Corpus callosum. Die anatomische Läsionshöhe des Defekts korrelierte lediglich mit der Verarbeitungsgeschwindigkeit.

This retrospective study was aimed at systematically assessing and analyzing the radiological abnormalities of the brain and spine in children and adolescents with spina bifida and their cognitive function. Based on this systematic analysis, corresponding differences between spina bifida aperta (SBA) and spina bifida occulta (SBO) were identified. The retrospective analysis included 265 patients (117 female, 148 male, median age 11 years, SBA n= 206, SBO n= 59). Magnetic resonance imaging of the skull and spine was used to determine the patients’ radiological phenotype. For the exact determination of the posterior fossa specific angle measurements were used. Due to the lack of standard values for these angles, an analysis of cranial MRI of an age-matched control group of 130 children and adolescents from the Department of Pediatric Neurology, Charité Universitätsmedizin Berlin, was undertaken. The patients of the control group received imaging in the context of extended diagnostics and were considered normal. In 126 children and adolescents, 116 with SBA and 10 with SBO, cognitive testing was performed using Kaufman Assessment Battery for Children (KABC), Wechsler Intelligence Scale for Children Fourth Edition (WISC-IV) or Wechsler Adult Intelligence Scale Fourth Edition (WAIS-IV). Systematic evaluation of imaging revealed that patients with spina bifida had multiple associated brain malformations. The most common brain abnormalities included hydrocephalus (78%), abnormalities of the corpus callosum (69%), hypoplastic pons (50%) and hypoplastic mesencephalon (20%). While almost all patients with spina bifida aperta showed a complex pattern of brain malformations, only few patients with SBO showed brain abnormalities. A significant portion of patients with SBA scored below average in overall IQ, 44% in KABC and 49% in WISC-IV. In contrast, almost all patients with SBO achieved average overall IQ in the different cognitive tests. The overall IQ of the patients with SBA was significantly lower than that of the patients with SBO. In particular, the language comprehension, perceptual reasoning, and working memory of the patients with SBA was significantly impaired and related to stenogyria and malformations of the mesencephalon, pons and corpus callosum. The anatomic lesion level of the defect correlated only with the processing speed.