Vergleich der intramuskulären Verteilung verschiedener Injektionsvolumina mittels Diffusion Tensor Imaging (DTI)

Hintergrund:

Die intramuskuläre Anwendung von Botulinumtoxin wird als erfolgreiche Therapie vieler Erkrankungen eingesetzt (z. B. Spastik, Bewegungsstörungen, hypersekretorische Störungen, Augenerkrankungen, schmerzhafte Zustände, Beckenboden- und Magen-Darm-Störungen, kosmetische Anwendungen) Die klinische Praxis zeigt, dass auch bei Verwendung spezieller Leittechniken (Elektromyographie (EMG), Ultraschall, elektrische Stimulation) die Genauigkeit erhöht werden kann Beim Targeting kann sich Botulinumtoxin durch Diffusion an benachbarte Stellen ausbreiten. Unterschiedliche Therapieziele erfordern eine unterschiedliche Diffusion des Toxins, abhängig von der Anzahl der betroffenen Muskeln bzw. dem Funktionsverlust im betroffenen Bereich. Es gibt Hinweise darauf, dass ein größeres Injektionsvolumen zu einer stärkeren Verteilung und einem größeren betroffenen Bereich führt. Somit zeigte das Tiermodell eine erhöhte Wirksamkeit und verringerte systemische Nebenwirkungen von Botulinumtoxin A im injizierten Muskel nach aktiver oder passiver Manipulation des Muskels.

Die Magnetresonanztomographie (MRT) hat das Potenzial, die Menge und Bewegung von intrazellulärem und extrazellulärem Wasser mithilfe verschiedener Sequenzen nichtinvasiv zu untersuchen. T2-gewichtete und Diffusionstensorsequenzen sind besonders nützlich bei der Quantifizierung und Charakterisierung des chemischen Verhaltens von Wasser in verschiedenen (tierischen) Gewebetypen. Nach unserem Kenntnisstand wurde keine systematische In-vivo-MR-Studie durchgeführt, bei der diese bildgebenden Verfahren zur Visualisierung der intramuskulären Flüssigkeitsverdünnung bei menschlichen Probanden eingesetzt wurden. Allerdings wurde der in vivo-Effekt auf die Gewebeverteilung verschiedener Injektionsvolumina und die aktive Muskelbewegung beim Menschen durch DTI nie beobachtet.

Hypothese:

Die intramuskuläre Verteilung gewöhnlicher Kochsalzlösungen kann durch DTI bei menschlichen Probanden nicht-invasiv quantifiziert werden. DTI kann verwendet werden, um zu klären, ob:

• Die intramuskuläre Verteilung wird durch größere Injektionsvolumina begünstigt
• Die intramuskuläre Verteilung wird durch aktive Muskelaktivität erleichtert.

Begründung:

Die Auswirkung großer Injektionsvolumina und aktiver Muskelaktivität nach der Injektion auf die intramuskuläre Toxinverteilung und -aufnahme bleibt unklar. Physiologisches Natrium ist das Trägermaterial aller Botulinumtoxinpräparate, was darauf hindeutet, dass die physiologische Natrium- oder Natriumchloridverteilung (NaCl) repräsentativ für die Primärverteilung des Toxins ist. Dynamische T2-gewichtete Sequenzen können den Zufluss und die regionale Verteilung der infundierten Kochsalzlösung überwachen.

DTI kann die Menge und Richtung der Bewegung von Protonen im menschlichen Skelettmuskel nicht-invasiv quantifizieren und kann daher indirekt Annahmen über die extra- und intrazelluläre Verteilung der infundierten Lösung/Substanz zulassen.

Methoden:

In dieser explorativen, untersucherverblindeten Pilotstudie werden 10 gesunde Probanden mittels DTI der Musculi biceps brachii nach randomisierter intramuskulärer Injektion von zwei unterschiedlichen Injektionsvolumina NaCl und Randomisierung auf aktive Flexion und Extension in den Ellenbogengelenken im Vergleich zu keiner aktiven Flexion und Extension untersucht . Während jeder Injektion werden dynamische T2-gewichtete Magnetresonanztomographiesequenzen durchgeführt. Anschließend werden zu definierten Zeitpunkten Diffusionstensorsequenzen durchgeführt.