DTI bei der Bewertung der Parkinson-Krankheit

Die Parkinson-Krankheit (PD) ist nach der Alzheimer-Krankheit die zweithäufigste neurodegenerative Erkrankung. PD beginnt im Allgemeinen mit motorischen Symptomen, einschließlich Bradykinesie, Starrheit, Ruhetremor und posturaler Instabilität. PD umfasst auch zahlreiche nicht-motorische Symptome (wie kognitive Beeinträchtigung, Depression, Schlafstörungen und Riechstörungen) (1). Das klassische neuropathologische Kennzeichen der Parkinson-Krankheit ist der Verlust dopaminerger Neuronen in der Substantia nigra (SN), was zu einer verringerten dopaminergen Ausschüttung durch den kortiko-basalen Ganglien-thalamokortikalen motorischen Schaltkreis führt, was zu einer Dysregulation der motorischen Funktionen führt (2). Ein weiteres neuropathologisches Merkmal von PD ist das Vorhandensein von Lewy-Körpern (3) und Neuriten sowohl in Neuronenkörpern als auch in Axonen, einschließlich Aggregaten des α-Synuclein-Proteins (4). Wenn PD beginnt, spiegeln die komplexen Merkmale der motorischen und nicht-motorischen Symptome das Fortschreiten der zugrunde liegenden Pathologien wider, einschließlich der immunreaktiven Einschlüsse von α-Synuclein in Lewy-Körperchen; Verlust von dopaminergen, cholinergen, serotonergen und noradrenergen Projektionen vom Hirnstamm zum Mittelhirn und basalen Vorderhirn; und schließlich zum Neokortex (5). Im Verlauf der Parkinson-Erkrankung kam es bei Patienten häufig zu komorbiden neuropsychiatrischen Störungen, einschließlich Depressionen, Verhaltens- und kognitiven Defiziten und Demenz, die von anderen neurodegenerativen Ursachen wie Demenz mit Lewy-Körperchen (DLB) und der Alzheimer-Krankheit abgegrenzt werden müssen. Andererseits bezieht sich der Begriff „Parkinsonismus“ auf motorische Syndrome, die auch bei Parkinson auftreten, einschließlich Bradykinesie, Zahnradstarre, Ruhetremor, langsamer, schlurfender Gang und Ungleichgewicht. Zu den atypischen Ursachen von Parkinsonismus, die eine idiopathische PD nachahmen, gehören Multisystematrophie (MSA), progressive supranukleäre Lähmung (PSP) oder Corticobasal-Syndrom (CBS) sowie arzneimittelinduzierter Parkinsonismus und andere. Bei PD gehen der Verlust dopaminerger Neuronen und die Ansammlung von Lewy-Körperchen typischerweise mit einer Schädigung von Neurogliazellen und einer Demyelinisierung von Axonen mit zunehmender Mikrogliakonzentration in extrazellulären Räumen einher. Es ist daher plausibel, dass der Nachweis extrazellulärer mikrostruktureller Anomalien in Gehirnregionen mit dopaminergen Neuronen und entlang dopaminerger Bahnen ein Biomarker für beginnende Parkinson sein könnte(6). Was unser Wissen über die Pathophysiologie der Parkinson-Krankheit anbelangt, ermöglichen neuere bildgebende Verfahren die Untersuchung der Anatomie und der Auswirkungen von Gehirnveränderungen auf der Grundlage von funktionellen, strukturellen und Diffusionsdatenerfassungen, drei komplementäre Techniken zur Beurteilung von Gehirnveränderungen im Zusammenhang mit neurodegenerativen Erkrankungen wie der Parkinson-Krankheit. Neue MRT-Techniken und ihre Verwendung bei Parkinson und erklärt, wie diese Techniken verwendet werden können, um Veränderungen im Gehirn von Parkinson-Patienten und ihre Beziehungen zu Parkinson-Symptomen zu erkennen. Die MRT des Gehirns wird in der klinischen Praxis häufig verwendet, um die strukturelle Gehirnanatomie und -pathologie zu bewerten. In der neurodegenerativen Pathologie kann die MRT des Gehirns Muster des strukturellen Abbaus identifizieren, um bei der korrekten Diagnose zu helfen. Diese strukturellen Veränderungen können Atrophieregionen oder Intensitätsänderungen von Struktursignalen sein. In der Diagnostik von Patienten mit Parkinsonismus wird die Durchführung einer Gehirn-MRT empfohlen (13). Hauptzweck der Gehirn-MRT bei der Abklärung eines Parkinsonismus ist die Beurteilung zerebrovaskulärer Schäden (Gefäßparkinsonismus) und der Ausschluss anderer möglicher, aber seltenerer Ursachen des Parkinsonismus wie Multiple Sklerose, Normaldruckhydrozephalus oder Morbus Wilson. Außerdem kann es die Diagnose von neurodegenerativem atypischem Parkinsonismus unterstützen. Die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRI) im Ruhezustand kann verwendet werden, um die Konnektivität des Gehirns und die Veränderungen funktioneller Netzwerke zu untersuchen. Eine kürzlich durchgeführte Literaturrecherche lieferte interessante Einblicke in die funktionellen Veränderungen bei PD (7): PD induziert hauptsächlich funktionelle Dysfunktionen, insbesondere in den sensomotorischen, visuellen und basalen Gangliennetzwerken. Es ist vernünftig zu argumentieren, dass fMRT-Daten von mehreren Parametern abhängen, wie z. B. dem dopaminergen Medikationszustand (8) oder den fMRT-Akquisitionsparametern (7). In Bezug auf die anatomische MRT kann die Voxel-basierte Morphometrie (VBM) verwendet werden, um das Volumen der grauen Substanz zu untersuchen (9). Neuere VBM-Metaanalysen zeigten eine kortikale Atrophie bei Parkinson-Patienten im linken Gyrus frontalis inferior, Gyrus temporalis superior, insula und parietal (für eine Übersicht siehe (10)(11)(12), aber auch in der linken Seite Gyrus parahippocampus, Insula und Gyrus temporalis superior bei jüngeren Patienten sowie eine Korrelation zwischen Krankheitsdauer und motorischer Beeinträchtigung und Reduktion der grauen Substanz im Gyrus frontalis inferior links (10). Während die fMRT die Untersuchung der funktionellen Konnektivität ermöglicht, indem die neuronale (Dys-)Funktion im Zusammenhang mit PD beurteilt wird, fügt die strukturelle MRT Informationen über anatomische Veränderungen und insbesondere kortikale Läsionen hinzu, die ebenfalls am Krankheitsverlauf beteiligt sind. Funktionelle und strukturelle MRT-Daten tragen zu einem wesentlichen, aber immer noch unvollständigen Verständnis der PD-Pathophysiologie bei. Um dieses Wissen zu erweitern, ermöglicht DTI die Untersuchung der Integrität der weißen Faser, die auch von neurodegenerativen Prozessen beeinflusst wird

Diffusion Tensor Imaging (DTI), eine der Magnetresonanztomographie (MRT)-Sequenzen, wurde zur Messung der mikrostrukturellen Integrität der weißen Substanz bei neurodegenerativen Erkrankungen sowie zur Visualisierung von Hirnfaserverbindungen mittels Traktographie eingesetzt (6). Fractional Anisotropy (FA), Radial (RD), Axial (AD) und Mean Diffusivity (MD) wurden am häufigsten verwendet, um den Grad der zufälligen Bewegung von Wassermolekülen im mikroskopischen Maßstab zu beschreiben. Insbesondere wurde FA, das die Richtung zufälliger Wasserbewegung misst, verwendet, um Nervenfaseranordnungen, axonale Integrität und den Grad der axonalen Myelinisierung zu untersuchen (13). FA ist klinisch machbar, um die mikrostrukturelle Integrität von Hirngeweben abzuleiten, besonders bevorzugt gegenüber orientierten Geweben, wie weißer Substanz und Fasertraktarchitekturen. MD misst die Größe der Wasserdiffusion. Es wird angenommen, dass ein hoher MD auf ausgedehnte zelluläre Schäden, einschließlich Ödeme und Nekrose, hinweist. MD wird klinisch verwendet, um diese mikrostrukturellen Veränderungen sowohl im Gewebe der grauen als auch der weißen Substanz zu erfassen (14). AD misst die Größe der Diffusion entlang der Hauptachse, und RD misst die Größe der Querdiffusion