Kortikální léze u pacientů s roztroušenou sklerózou (CLiMS)

POZADÍ. V posledních letech několik linií výzkumu ukázalo, že roztroušená skleróza (RS) ovlivňuje kortikální šedou hmotu a že stupeň postižení kortikální šedé hmoty je spojen s kognitivním a fyzickým postižením, ale specifický dopad kortikální léze na regionální funkce zůstává být objasněn.

High-field Magnetic Resonance Imaging (MRI) při 3T se používá k detekci kortikálních lézí u RS, ale histologická vyšetření ukázala, že je detekována pouze „špička ledovce“. Ultra-high field 7T MRI má vyšší diagnostickou citlivost než 3T MRI. Ačkoli ne každá kortikální léze je detekována ani při 7T, nedávná postmortální ověřovací studie dospěla k závěru, že MRI s ultravysokým polem „více než zdvojnásobuje detekci kortikálních MS lézí ve srovnání s 3T MRI“. Implementace 7T MRI při detekci kortikálních lézí a objasnění behaviorálního a neurofyziologického dopadu kortikálních lézí je proto dobrým kandidátem na pomoc při řešení klinicko-radiologického paradoxu uváděného u RS.

CÍLE a HYPOTÉZY. Tato studie je navržena tak, aby objasnila výskyt kortikálních lézí v primární senzoricko-motorické oblasti ruky (SM1-HAND) a jejich dopad na manuální motorické a senzorické funkce, stejně jako regionální kortikální konektivitu. SM1-HAND se dobře hodí k řešení této otázky, protože funkční integraci v SM1-HAND lze podrobně studovat pomocí transkraniální magnetické stimulace (TMS) a fMRI s vysokým rozlišením.

Využitím zvýšené citlivosti 7T MRI k detekci kortikálních lézí bude posouzen počet, velikost a regionální distribuce kortikálních lézí u SM1-HAND a zatížení lézí u SM1-HAND bude vztaženo k elektrofyziologickým a behaviorálním korelátům založeným na MRI. funkce ruky.

Konkrétně budou hodnoceny následující parametry:

1. Rozsah, ve kterém je primární senzomotorický kortex ovlivněn kortikálními lézemi u pacientů s relaps-remitující a sekundárně progresivní roztroušenou sklerózou (RS).
2. Vliv jedné kortikální MS léze v senzomotorické kůře na senzomotorickou funkci horní končetiny.
3. Vliv jediné kortikální MS léze v senzomotorickém kortexu na regionální intrakortikální konektivitu.

hypotézy:

1) Rozsah kortikálního poškození primární senzomotorické kůry není znám, ale na základě klinických příznaků motorických funkcí se očekává, že až 40 % pacientů vykazuje ložiskové kortikální léze v této oblasti a že to bude zahrnovat všechny podtypy kortikálních lézí .

2a) Předpokládá se, že unimanuální motorická funkce negativně koreluje s celkovou zátěží kortikálních lézí v kontralaterálním senzomotorickém kortexu, nezávisle na věku, pohlaví, ruce, objemu lézí bílé hmoty, axonální integritě kortikospinálního traktu, době centrálního motorického vedení a kortikální tloušťka senzomotorické kůry. 2b) Předpokládá se, že množství a velikost kortikálních lézí v primární senzomotorické kůře pozitivně koreluje s motorickou únavou. 2c) Předpokládá se, že unimanuální senzorická ostrost negativně koreluje s celkovou zátěží kortikálních lézí v kontralaterálním senzomotorickém kortexu.

3a) Očekává se, že kortikální léze způsobí posun v reprezentaci prstů, měřeno jako BOLD signál kontralaterálního somatosenzorického kortexu související s úlohou, směrem od léze. 3b) Předpokládá se, že kortikální léze v primárním senzomotorickém kortexu ovlivňují regionální intrakortikální excitační/inhibiční rovnováhu.

4) Dále se očekává, že funkční dopad regionálních kortikálních lézí je nezávislý na věku, pohlaví, ruce, objemu lézí bílé hmoty, axonální integritě kortikospinálního traktu, době centrálního motorického vedení a kortikální tloušťce senzomotorické kůry a šupin s typem, počtem a objemem léze.

3. VÝZKUMNÝ PLÁN.

Část 1. 7T MRI studie celého mozku k identifikaci kortikálních lézí.

Účastníci: Do projektu je plánováno zapojit 80 mírně až středně postižených pacientů (Expanded Disability Status Scale of

Ultra-vysoké pole MRI. Všichni účastníci budou studováni pomocí MRI s ultravysokým polem celého mozku při 7T, za použití pouze výzkumného 7T Achieva MR systému (Philips, Best, Nizozemsko) umístěného v nemocnici Hvidovre. MR skenování celého mozku bude prováděno pomocí duální vysílací, 32-kanálové přijímací hlavové cívky (Nova Medical Products), včetně 3-rozměrného (3-D), magnetizace připraveného rychlého získávání gradientních ech (MPRAGE) při 0,65- mm izotropní rozlišení a 3D, magnetizací připravené, tekutinou zeslabené inverzní zotavení (MPFLAIR) při izotropním rozlišení 0,7 mm (5). Bude také provedena celomozková semikvantitativní (MP2RAGE) a také kvantitativní T2* sekvence.

Doplňková vyšetření. Mimo MR skener, fyzické postižení (EDSS), únava (Fatigue Scale for Motor and Cognitive Functions, FSMC), kognice (Symbol Digit Modalities Test, SMDT & Paced Auditory Serial Addition Test, PASAT), deprese (Beck Depression Inventory, BDI II ), stejně jako senzorimotorická funkce ruky (9HPT, Jebsen Taylor Hand Function Test (JTT), Finger taping, Griting Orientation Discrimination Test (GODT)).

Část 2. Vybrané 7T MRI SM1-HAND.

Účastníci: Podskupina jedinců, kteří se zúčastnili části 1, bude požádána, aby se účastnila části 2: Očekává se, že alespoň 20 pacientů bude vykazovat alespoň jednu kortikální lézi v pravé nebo levé SM1-HAND na 7T MRI. Budou studováni léze-pozitivní pacienti (n>20), věkově a EDSS- odpovídající léze-negativní MS skupina (n>20) a věkově odpovídající zdravá kontrolní skupina (n=20). Nábor bude probíhat průběžně, aby se minimalizovalo zpoždění mezi částí 1 a 2.

Účastníci budou znovu skenováni systémem 7T Achieva MR za použití sníženého koronálního zorného pole, pokrývajícího pravou a levou SM1-HAND a kortikospinální trakt. Strukturální zobrazování bude zahrnovat 0,7 mm izotropní sekvenci FLAIR a sekvenci MP2RAGE s ultra vysokým rozlišením (0,5 mm izotropní) a také celomozkové difúzně vážené zobrazení (DWI). K měření regionální koncentrace N-acetyl-aspartátu (NAA), GABA a glutamátu v pravé a levé SM1-HAND bude provedena protonová magnetická rezonanční spektroskopie (MRS). A konečně, funkční závislost na hladině kyslíku v krvi (BOLD) (FMRI) s vysokým prostorovým rozlišením bude použita k mapování somatotopie senzorických a motorických reprezentací v SM1-HAND. Aktivační mapy budou superponovány s jednotlivými mapami lézí.

TMS. Kortikospinální vedení bude kvantifikováno pomocí transkraniální magnetické stimulace (TMS). Bude také implementována nová neuronavigovaná metoda mapování TMS vyvinutá touto skupinou, která je citlivá na změny v kortikomotorické reprezentaci vnitřních svalů ruky. Nakonec budou provedeny aspekty intrakortikální inhibice v obou SM1-HAND se zavedeným jednopulzním a dvoupulzním TMS paradigmatem. Vedení v aferentní somatosenzorické dráze bude hodnoceno záznamem somatosenzorických evokovaných potenciálů (SSEP).