Bildgebende Verfahren in der Diagnostik der Alzheimer-Demenz

Imaging Techniques in the Diagnosis of Alzheimer’s Disease. The development of novel MR techniques for brain imaging is rapidly progressing. Today, information about brain structure, biochemistry and function can be obtained. In this review, methods of structural MRI analysis, rating scales for white matter lesions, proton MR spectroscopy and perfusion MRI will be introduced. All techniques may contribute to routine diagnostic work-up of dementia, if clinical trials show that they are sufficiently informative. Neurochir Psychiatr 2009; 10 (3): 70–3. der Atrophie mediotemporaler Strukturen dar [2]. Bei diesem Verfahren wird auf koronaren MR-Schnittbildern anhand verschiedener Kriterien das Ausmaß der Atrophie des Hippokampus auf einer Skala von 0–4 geschätzt. Der Einsatz dieses Verfahrens hat sich in der klinischen Diagnostik als hilfreich erwiesen und führt zu einer Verbesserung der Klassifikation von Demenzätiologien gegenüber ausschließlich neuropsychologischen Verfahren [3]. In einer jüngeren Studie konnte gezeigt werden, dass Patienten mit einer leichten kognitiven Störung („Mild cognitive impairment“, MCI), die eine Volumenverkleinerung von mindestens Grad 2 nach der Scheltens-Skala zeigen, ein um den Faktor 2 erhöhtes Risiko haben, in drei Jahren die Kriterien Abbildung 1: Volumenverlust der Strukturen des medialen Temporallappens bei der Alzheimer-Krankheit. Oben: gesunde Person (M, 67 J.); unten: Patient mit Alzheimer-Demenz (M, 67 J., Mini Mental State Examination: 21 Punkte) mit ausgeprägtem Volumenverlust des Hippokampus und der Regio entorhinalis. For personal use only. Not to be reproduced without permission of Krause & Pachernegg GmbH. J NEUROL NEUROCHIR PSYCHIATR 2009; 10 (3) Bildgebende Verfahren in der Diagnostik der Alzheimer-Demenz 71 einer Demenz zu erfüllen im Vergleich zu Patienten mit MCI, die eine geringere Atrophie des Hippokampus aufweisen [4]. Aus diesen Untersuchungen ergibt sich, dass die standardisierte Beurteilung von MR-Bildern, die in der klinischen Routine gewonnen werden, wichtige Informationen zu Diagnose, Differenzialdiagnose und Prognose liefern kann und der nicht-standardisierten Beurteilung überlegen ist. Im wissenschaftlichen Kontext sind manuelle volumetrische Messungen von einzelnen Zielregionen (z. B. Hippokampus) etabliert und eine Vielzahl von Studien hat die Volumenabnahme insbesondere im Bereich des medialen Temporallappens bei Patienten mit Alzheimer-Demenz bestätigt. Bei manuellen volumetrischen Verfahren wird die entsprechende Zielstruktur durch Umfahren auf jedem einzelnen Schnittbild am Computerbildschirm vermessen. Neben dem großen zeitlichen Aufwand ist dieses Verfahren somit untersucherabhängig. Ferner existiert kein allgemeingültiges Protokoll zur Vermessung einzelner anatomischer Strukturen, so dass häufig die Ergebnisse verschiedener Studien nicht direkt vergleichbar sind. In den vergangenen Jahren sind verschiedene Verfahren des automatisierten Ganzhirnvergleichs entwickelt worden, die das Verständnis der Volumenveränderungen der grauen Substanz im Verlauf der Alzheimer-Krankheit deutlich erweitert haben. Die voxelbasierte Morphometrie (VBM) ermöglicht den statistischen Vergleich der Struktur der grauen Substanz zwischen verschiedenen diagnostischen Gruppen (Abb. 2). In zahlreichen Untersuchungen konnte mit diesem Verfahren der Volumenverlust im Bereich des medialen Temporallappens und darüber hinausgehend in temporalen, parietalen und frontalen Arealen unter Aussparung primärer sensorischer Areale nachgewiesen werden [5, 6]. Longitudinaluntersuchungen zeigten darüber hinaus, dass die Atrophie bereits im Stadium der leichten kognitiven Störung (MCI) mehrere Jahre vor klinischer Diagnosestellung einer Alzheimer-Demenz nachweisbar ist [7]. Besondere räumliche Strukturinformation kann durch deformationsbasierte Verfahren erreicht werden. Hierbei ist es möglich, einzelne Zielregionen, wie z. B. den Hippokampus, aus der Gesamtaufnahme herauszuschneiden und dreidimensionale Strukturveränderungen statistisch auszuwerten (Abb. 3). Ein weiteres Verfahren der Analyse des Volumenverlustes der grauen Substanz stellt die Messung der kortikalen Dicke dar, mit der in den charakteristischerweise von der Erkrankung betroffenen Regionen eine Verschmälerung der Hirnrinde nachgewiesen werden konnte (z. B. [8]). In jüngster Zeit wurden multivariate bzw. hochdimensionale Diskriminationsverfahren angewendet, um basierend auf der gesamten Information des hochaufgelösten anatomischen MR-Datensatzes Patienten verschiedenen diagnostischen Gruppen zuzuordnen bzw. bei Patienten mit MCI die Alzheimer-Krankheit vorauszusagen [9, 10]. Die automatisierten Analyseverfahren werden mit hoher Wahrscheinlichkeit in Zukunft in die klinische Diagnostik eingebunden werden. Ziel wird sein, die Quantität und regionale Verteilung von Atrophie eines einzelnen Patienten automatisiert mit Referenzwerten zu vergleichen, um diese Information ergänzend zu der rein visuellen Beurteilung in den diagnostischen Prozess zu integrieren. Veränderungen der weißen Substanz Die Beurteilung des Ausmaßes von vaskulären Läsionen, insbesondere der Veränderungen der weißen Substanz („White matter hyperintensities“, WMH), ist ebenfalls mittels visueller Skalen anhand von MR-Bildern mit entsprechender Gewichtung möglich (T2, FLAIR). Die Skala von Fazekas et al. aus dem Jahre 1987 beurteilt paraventrikuläre und tief in der weißen Substanz liegende WMH sowie Läsionen im Kortex und in den Basalganglien [11]. Die Scheltens-Skala zur BeurAbbildung 2: Voxelbasierte Morphometrie (VBM): Regionen mit signifikantem Verlust der grauen Substanz bei Patienten mit MCI (n = 11) im Vergleich zu gesunden Personen (n = 10). Abbildung 3: Deformationsbasierte Volumetrie: Die blauen Regionen kennzeichnen die Einziehung der Struktur des Hippokampus bei Patienten mit Alzheimer-Demenz (n = 11) im Vergleich zu Kontrollpersonen (n = 10).