Corticale laesies bij patiënten met multiple sclerose (CLiMS)

ACHTERGROND. In de afgelopen jaren hebben verschillende onderzoekslijnen aangetoond dat multiple sclerose (MS) corticale grijze stof aantast en dat de mate van betrokkenheid van corticale grijze stof verband houdt met cognitieve en fysieke handicaps, maar de specifieke impact van een corticale laesie op de regionale functie blijft onduidelijk. verduidelijkt worden.

High-field Magnetic Resonance Imaging (MRI) bij 3T is gebruikt om corticale laesies bij MS te detecteren, maar histologisch onderzoek heeft aangetoond dat slechts 'het topje van de ijsberg' wordt gedetecteerd. 7T MRI met ultrahoog veld heeft een hogere diagnostische gevoeligheid dan 3T MRI. Hoewel niet elke corticale laesie wordt gedetecteerd, zelfs niet bij 7T, concludeerde een recent post-mortem verificatieonderzoek dat ultra-high field MRI "de detectie van corticale MS-laesies meer dan verdubbelt, vergeleken met 3T MRI". Het implementeren van 7T MRI bij het opsporen van corticale laesies en het ophelderen van de gedrags- en neurofysiologische impact van corticale laesies is daarom een ​​goede kandidaat om de klinisch-radiologische paradox die wordt gerapporteerd bij MS op te lossen.

DOELEN en HYPOTHESEN. Deze studie is bedoeld om het voorkomen van corticale laesies in het primaire sensomotorische handgebied (SM1-HAND) en hun impact op de handmatige motorische en sensorische functie, evenals regionale corticale connectiviteit, te verduidelijken. De SM1-HAND is zeer geschikt om deze vraag te beantwoorden, omdat functionele integratie in SM1-HAND in detail kan worden bestudeerd met transcraniële magnetische stimulatie (TMS) en hoge resolutie fMRI.

Gebruikmakend van de verhoogde gevoeligheid van 7T MRI om corticale laesies te detecteren, zullen het aantal, de grootte en de regionale verdeling van corticale laesies in SM1-HAND worden beoordeeld en zal de laesiebelasting in SM1-HAND worden gerelateerd aan MRI-gebaseerde, elektrofysiologische en gedragscorrelaten van hand functie.

Concreet zullen de volgende parameters worden beoordeeld:

1. De mate waarin de primaire sensomotorische cortex wordt aangetast door corticale laesies bij patiënten met relapsing remitting en secundaire progressieve multiple sclerose (MS).
2. De impact van een enkele corticale MS-laesie in de sensomotorische cortex op de sensomotorische functie van de bovenste extremiteit.
3. De impact van een enkele corticale MS-laesie in de sensomotorische cortex op regionale intracorticale connectiviteit.

Hypothesen:

1) De mate van corticale schade aan de primaire sensomotorische cortex is onbekend, maar op basis van klinische symptomen van de motorische functie wordt verwacht dat tot 40% van de patiënten focale corticale laesies in dit gebied vertoont en dat dit alle subtypes van corticale laesies omvat .

2a) De hypothese is dat unimanuele motorische functie negatief correleert met de totale corticale laesiebelasting in de contralaterale sensomotorische cortex, onafhankelijk van leeftijd, geslacht, handigheid, laesievolume witte stof, axonale integriteit van het cortico-spinale kanaal, centrale motorgeleidingstijd en corticale dikte van de sensomotorische cortex. 2b) Er wordt verondersteld dat de hoeveelheid en grootte van corticale laesies in de primaire sensomotorische cortex positief correleert met motorische vermoeidheid. 2c) Er wordt verondersteld dat unimanuele sensorische scherpte negatief correleert met de totale corticale laesiebelasting in de contralaterale sensomotorische cortex.

3a) Verwacht wordt dat corticale laesies een verschuiving veroorzaken in de cijferrepresentatie, gemeten als het taakgerelateerde BOLD-signaal van de contralaterale somatosensorische cortex, weg van de laesie. 3b) Er wordt verondersteld dat corticale laesies in de primaire sensomotorische cortex de regionale intracorticale prikkelende/remmende balans beïnvloeden.

4) Verder wordt verwacht dat de functionele impact van regionale corticale laesies onafhankelijk is van leeftijd, geslacht, handigheid, laesievolume van de witte stof, axonale integriteit van het cortico-spinale kanaal, centrale motorische geleidingstijd en corticale dikte van de sensomotorische cortex en schalen met laesietype, aantal en volume.

3. ONDERZOEKSPLAN.

Deel 1. Whole-brain 7T MRI-onderzoek om corticale laesies te identificeren.

Deelnemers: Het project is gepland om 80 licht tot matig getroffen patiënten te betrekken (Expanded Disability Status Scale of

MRI met ultrahoog veld. Alle deelnemers zullen worden bestudeerd met ultrahoge veld-MRI van het hele brein bij 7T, met behulp van een 7T Achieva MR-systeem voor onderzoek (Philips, Best, Nederland) in het Hvidovre-ziekenhuis. MR-scanning van het hele brein zal worden uitgevoerd met een dual-transmissie, 32-kanaals ontvangsthoofdspoel (Nova Medical Products), inclusief 3-dimensionale (3-D), magnetisatie-voorbereide snelle acquisitie van gradiënt-echo's (MPRAGE) beeldvorming op 0,65- mm isotrope resolutie en 3-D, magnetisatie-voorbereide, vloeistof verzwakte inversieherstel (MPFLAIR) beeldvorming met een isotrope resolutie van 0,7 mm (5). Whole-brain semi-kwantitative (MP2RAGE), evenals een kwantitatieve T2*-sequentie zullen ook worden uitgevoerd.

Aanvullende examens. Buiten de MR-scanner, fysieke beperking (EDSS), vermoeidheid (Fatigue Scale for Motor and Cognitive Functions, FSMC), cognitie (Symbol Digit Modalities Test, SMDT & Paced Auditory Serial Addition Test, PASAT), depressie (Beck Depression Inventory, BDI II ) evenals sensomotorische handfunctie (9HPT, Jebsen Taylor Hand Function Test (JTT), Finger tapping, Grating Orientation Discrimination Test (GODT)) worden beoordeeld.

Deel 2. Geselecteerde 7T MRI van de SM1-HAND.

Deelnemers: Een subgroep van personen die deelnamen aan deel 1 zal worden gevraagd om deel te nemen aan deel 2: Er wordt verwacht dat ten minste 20 patiënten ten minste één corticale laesie zullen vertonen in de rechter of linker SM1-HAND op 7T MRI. De laesie-positieve patiënten (n>20), een leeftijd- en EDSS-gematchte laesie-negatieve MS-groep (n>20), en een leeftijd-gematchte gezonde controlegroep (n=20) zullen worden bestudeerd. Werving zal continu plaatsvinden om de vertraging tussen deel 1 en 2 te minimaliseren.

Deelnemers worden opnieuw gescand met het 7T Achieva MR-systeem met een verkleind coronaal gezichtsveld, dat de rechter en linker SM1-HAND en het corticospinale kanaal bedekt. Structurele beeldvorming omvat een 0,7 mm isotrope FLAIR-sequentie en een ultrahoge resolutie MP2RAGE (0,5 mm isotrope) sequentie, evenals beeldvorming met volledige hersendiffusie (DWI). Proton-Magnetic Resonance Spectroscopie (MRS) zal worden uitgevoerd om regionale N-acetyl-aspartaat (NAA), GABA- en glutamaatconcentraties in rechter en linker SM1-HAND te meten. Ten slotte zal een functionele Blood Oxygen Level Dependent (BOLD) (fMRI) met hoge ruimtelijke resolutie worden gebruikt om de somatotopie van sensorische en motorische representaties in SM1-HAND in kaart te brengen. Activeringskaarten worden over de individuele laesiekaarten heen gelegd.

TMS. De corticospinale geleiding zal worden gekwantificeerd met transcraniële magnetische stimulatie (TMS). Een nieuwe neuronavigated TMS mapping methode ontwikkeld door deze groep, die gevoelig is voor veranderingen in cortico-motorische representaties van intrinsieke handspieren, zal ook worden geïmplementeerd. Ten slotte zullen aspecten van intracorticale remming in zowel SM1-HAND met gevestigde single-pulse als double-pulse TMS-paradigma's worden uitgevoerd. Geleiding in de afferente somatosensorische route zal worden beoordeeld door het opnemen van somatosensorische evoked potentials (SSEP).