MR-Tomographie bei Kindern mit kongenitaler Hemiplegie

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1 Monatsschr Kinderheilkd : Springer-Verlag 2000 Originalien R. Kitzlinger 1 C. Schropp 1 F. Staudt 1 S. Braitinger 2 K. Bise 3 M. Staudt 4 1 Kinderklinik 3.Orden, Passau 2 MR-Tomographie, Passau 3 Neuropathologisches Institut, Ludwig-Maximilian-Universität München 4 Kinderklinik und Poliklinik,Technische Universität München MR-Tomographie bei Kindern mit kongenitaler Hemiplegie Zusammenfassung Fragestellung: Die Ursache einer konnatalen Hemiplegie bei reifgeborenen Kindern wurde in einer retrospektiven Studie untersucht. Patienten und Methode: Bei 14 Patienten im Alter von 8 Monaten bis 15 Jahren wurden eine zerebrale MR-Tomographie durchgeführt und die klinischen Daten erfaßt. Ergebnisse: Bei allen Patienten fand sich ein morphologisches Korrelat der Bewegungsstörung. Die Läsionen wurden nach pathophysiologischen Gesichtspunkten eingeteilt: zerebrale Entwicklungsstörungen (n=3), periventrikuläre Leukomalazie (n=2), periventrikuläre Substanzdefekte (n=2), subkortikale Leukomalazie (n=1), subkortikal-kortikale Substanzdefekte (n=6). Bei 13 von 14 Kindern waren die Schwangerschafts- und Geburtsanamnese unauffällig. Diskussion: Aufgrund reifeabhängiger Reaktionsmechanismen des Gehirns kann von der Morphologie der Läsionen auf den Schädigungszeitpunkt geschlossen werden. Dieser lag bei der Mehrzahl unserer Patienten pränatal. Schlüsselwörter Kongenitale Hemiplegie Gestationsalter Morphologische Läsionen Zerebrale MR-Tomographie Unter einer konnatalen Zerebralparese ist eine sich vorwiegend als Bewegungsstörung manifestierende zerebrale Funktionsstörung zu verstehen, die als Folge einer nicht fortschreitenden Läsion des noch unreifen Gehirns auftritt. Die Hemiplegie ist bei reifgeborenen Kindern die häufigste und bei Frühgeborenen die zweithäufigste Manifestationsform der Zerebralparese [9, 12]. Durch die Magnetresonanz-Tomographie kann eine zunehmend genauere Klassifikation der zugrundeliegenden morphologischen Schädigungen und damit auch des Schädigungszeitpunkts erfolgen. Die Schädigungsmuster bei reifgeborenen Kindern sollen anhand einer Untersuchung von 14 eigenen Patienten unter Einbeziehung der Literatur dargestellt werden. Patienten und Methode Von den Patienten unserer Klinik, die im Beobachtungszeitraum von Juli 1986 bis September 1995 eine MR-Untersuchung zur Abklärung einer konnatalen Hemiplegie erhielten, wurden Patienten mit folgenden Einschußkriterien für diese retrospektive Untersuchung berücksichtig: Geburt nach einer Schwangerschaftsdauer von mindestens 37 Wochen post menstruationem, Vorliegen klinischer Daten zu Schwangerschaftsverlauf und Perinatalperiode sowie zur Entwicklung bis zum Alter von mindestens 2 Jahren, um Änderungen des Krankheitsbilds im Zug der Hirnrei- fung Rechnung zu tragen. 14 Patienten (8 Jungen und 6 Mädchen) konnten nach diesen Bedingungen in die Studie aufgenommen werden. Die MR-Untersuchungen erfolgten zwischen dem 8. Lebensmonat und dem 15. Lebensjahr (im Mittel mit 6,3 Jahren). Die Untersuchungen wurden in der MR-Tomographie Passau bei 1,0 bzw. 1,5 T (Magnetom, Fa. Siemens) mittels Spinechosequenzen durchgeführt. Es wurden axiale T2- und Protonendichte-gewichtete Aufnahmen (TR ms/te bzw ms) sowie axiale, sagittale und koronare T1-gewichtete Aufnahmen (TR ms/te ms) durchgeführt. Gadolinium-DPTA wurde als Kontrastmittel gegeben. In der Studie wurden neben den MR-tomographischen Befunden klinische Hinweise zur Ätiologie der Parese berücksichtigt. Die Zuordnung erfolgte nach den in Tabelle 1 wiedergegebenen Kriterien, die der Einteilung der Studie zur Ätiologie bilateraler spastischer Zerebralparesen von 1995 folgt [5]. Als weitere klinische Parameter wurden die Entwicklung eines zerebralen Anfallsleidens sowie die mentale Entwicklung der Kinder erfaßt. Prof. Dr. F. Staudt Kinderklinik Dritter Orden, Bischof-Altmann-Straße 9, D Passau&/fn-block:&bdy: Monatsschrift Kinderheilkunde

2 Monatsschr Kinderheilkd : Springer-Verlag 2000 R. Kitzlinger C. Schropp F. Staudt S. Braitinger K. Bise M. Staudt Cerebral NMRTomography in children with connatal hemiplegia Summary Aim: The cause of a connatal hemiplegia was retrospectivly investigated in children born at term. Patients and methods: 14 patients (aged 8 month to 15 years) underwent cerbral MR scanning. Findings were correlated with clinical histories. Results: Morphologic lesions were found in all patients.the following patterns could be distinguished according to pathophysiological considerations: Cerebral malformations (n=3), periventricular leucomalazia (n=2), periventricular parenchymal loss (n=2), subcortical leucomalazia (n=1), subcortical-cortical parenchymal loss (n=6). In 13 of 14 patients clinical data reported a normal gestation and delivery. Discussion: According to maturation-dependent pathophysiological mechanisms the type of lesion can be correlated with the gestational age at which the underlying impact occured. In most of our patients this happened prenatally. Key words Hemiplegia connatal Gestational age Morphologic lesions Cerebral NMR tomography Originalien Ergebnisse Bei allen Patienten fanden sich pathologische Befunde in der MR-tomographischen Untersuchung. 13 Patienten wiesen einseitige Läsionen kontralateral zur Seitenlokalisation der Hemiparese auf. Bei einem Patienten fanden sich bilaterale Läsionen, jedoch mit Seitenbetonung der zur Hemiparese korrespondierenden Hemisphäre. Die MR-tomographisch faßbaren Schädigungen konnten (in Anlehnung an die MR-Studie von Steinlin et al. [8]) folgenden Läsionsmustern zugeordnet werden (Tabelle 2): Entwicklungsstörungen bzw. Fehlbildungen des Gehirns Bei einem Patienten wurde eine Schizenzephalie festgestellt (Abb. 1a,b). Dieser Patient entwickelte sich, von der Hemiparese abgesehen, normal. Je ein Patient hatte eine Polymikrogyrie (schwere geistige Retardierung) bzw. eine Hemimegalenzephalie (mäßige geistige Retardierung). Alle Patienten dieser Gruppe entwickelten ein sekundär generalisiertes Anfallsleiden. Periventrikuläre Leukomalazie Die periventrikuläre Leukomalazie ist definiert als Ventrikelerweiterungen mit Wandunregelmäßigkeiten bzw. reduzierter weißer Substanz mit periventrikulären Hyperintensitäten im T2- Bild (Abb. 2a,b). Derartige Läsionen wurden bei 2 Patienten gesehen, wovon 1 zusätzlich eine subkortikale Gliose und eine dienzephale Läsion aufwies. Dieser Patient litt ebenfalls an einem sekundär generalisierten Anfallseiden und einer geistigen Retardierung, der andere Patient entwickelte sich normal. Periventrikuläre Substanzdefekte Das als reduzierte periventrikuläre weiße Substanz mit Ventrikelerweiterungen und unregelmäßig konfigurierter Ventrikelwand ohne periventrikuläre Signalveränderungen (Abb. 3a,b) definierte Läsionsmuster fand sich bei 2 Patienten. Bei einem dieser Patienten wurde eine mäßige geistige Retardierung diagnostiziert. Subkortikale Leukomalazie Eine subkortikale Leukomalazie, definiert als subkortikal lokalisierte Hyperintensitäten im T2-Bild, wurde bei 1 Patienten gefunden. Er entwickelte eine mäßige geistige Retardierung. Subkortikal-kortikale Substanzdefekte Dieser Defekt, also Läsionen mit einem demarkierten Areal im Kortex einschließlich dienzephaler Läsionen mit Beteiligung der Basalganglien, des Thalamus und der Capsula interna (Abb. 4,5) wurde bei 6 Patienten gefunden. Bei 3 Patienten fand sich ein Infarkt der A. cerebri anterior, bei 1 ein kleiner und bei weiteren 3 Patienten ein größerer Infarkt im Bereich der A. cerebri media mit Ausbreitung in die Tabelle 1 Kriterien für die ätiologische Einteilung der Hemiparese nach klinischen/ anamnestischen Daten (nach Krägeloh-Mann et al. [5]) Pränatal Eindeutig pränatale Infektion der TORCH-Gruppe Zerebrale Entwicklungsstörung (z.b. Mikrozephalie) bei der Geburt Perinatal Zerebrale Hämorrhagie jeden Grads Schwerer neonataler Schock mit Asystolie, notwendiger Beatmung, Organversagen Bestätigte Sepsis oder ZNS-Infektion Hypoxisch-ischämische Enzephalopathie mit mindestens 2 der folgenden Symptome: Apgar-Werte <5 bei 1 oder 5 min, Reanimation oder Beatmung, Neugeborenenkrämpfe in den ersten 48 h Unauffällig Keine der oben aufgeführten Komplikationen 358 Monatsschrift Kinderheilkunde

3 Abb. 1a,b Patient 1, 2 Jahre, Closed-lip-Schizenzephalie, T1-gewichtete Aufnahme sagittal (a),koronar (b) Abb. 2a,b Patient 4, 20 Monate, periventrikuläre Leukomalazie, erhöhte Signalintensität im Zentrum semiovale rechts im axialen T2-gewichteten Bild (a), Signalintensitätsminderung periventrikulär rechts im koronaren T1-gewichteten Bild (b) Basalganglien. Bei 1 Patienten fanden sich Läsionen in der Grenzzone zwischen A. cerebri anterior und media. Ein zerebrales Anfallsleiden entwickelten 4 Patienten, bei 2 Kindern bestand eine mäßige Entwicklungsretardierung, die anderen Patienten entwickelten sich normal. Diskussion Die MR-Tomographie übt eine wesentliche Funktion in der Diagnostik infantiler Zerebralparesen aus. Bei allen von uns untersuchten Kindern konnte mit Hilfe der MR-Tomographie eine zerebrale Schädigung gefunden werden. Die Läsionsmuster lassen unter Berücksichtigung pathophysiologischer Abläufe im Rahmen der Entwicklung des zentralen Nervensystems Rückschlüsse auf den Entstehungszeitpunkt zu. Zerebrale Fehlbildungen entstehen durch eine Störung der Organogenese oder Histogenese des fetalen Gehirns im 1. und 2. Schwangerschaftstrimenon (bis maximal 30. SSW) [11]. So entsteht die Hemimegalenzephalie (Patient 3) zwischen der 8. und 15. SSW durch eine gestörte neuronale Proliferation mit überschießender Aktivität der periventrikulär gelegenen germinalen Matrix, die von einer Hypertrophie einzelner Hirnregionen bis zu einem überschießen- dem Wachstum einer Hemisphäre unter Einschluß des Kleinhirns und des ipsilateralen Hirnstamms reichen kann. Die bei Patient 1 gefundene Schizenzephalie entsteht zwischen der 8. und 24. SSW durch eine lokale Migrationsstörung, bei der eine Spaltbildung der grauen Substanz von der Pia bis zu den ependymalen Linien des Seitenventrikels entsteht. Die bei Patient 2 beobachtete Polymikrogyrie tritt dagegen um die 20. SSW als Folge einer ischämischen laminaren Nekrose im Kortex auf [2]. Die bei 4 Patienten gefundenen periventrikulären Läsionen sind Nekrosen der weißen Substanz dorsal und lateral der Seitenventrikel, die MR-tomographisch entweder als gliöse Narbe mit erhöhter Signalintensität im T2 oder als Substanzverlust in diesem Bereich sichtbar werden. Sie sind Folge hypoxisch-ischämischer Insulte ab der 24. SSW, da in diesem Zeitraum die arteriellen Endstromgebiete des unreifen zerebralen Gefäßsystems und damit die vulnerablen Zonen des fetalen Gehirns in diesem Bereich liegen [1]. Ab der 32. SSW bis zur Geburt nehmen die Kollateralen der versorgenden Gefäße zu, was zu einer Abnahme der Vulnerabilität der tiefen weißen Substanz führt [13]. Derartige Schädigungen sind häufige Ursache einer spastischen Diplegie bei Frühgeborenen. Ihr Auftreten wurde jedoch auch bei Reifgeborenen bereits mehrfach beschrieben und kann bei diesen Kindern als Hinweis für eine intrauterin erworbene Schädigung gewertet werden [8, 10]. So fanden sich in einer MR-Studie über die bilaterale spastische Zerebralparese periventrikuläre Läsionen bei 53% der Untersuchungen [6]. Die von uns verwendete genauere Unterteilung der periventrikulären Läsionen wurde nach Niemann et al. durchgeführt [7]. Sie bezeichneten Defekte, die mit einer Signalerhöhung im T2-gewichteten Bild einhergingen, als periventrikuläre Leukomalazie (mit oder ohne begleitenden Parenchymverlust), Läsionen ohne Signalerhöhung im T2-gewichteten Bild als periventrikulären Substanzdefekt. Letzterer wird als Folge eines periventrikulär gelegenen hämorrhagischen Infarkts angesehen [7]. Subkortikal-kortikale Läsionen entstehen in der späten Fetalzeit (ab der 34. SSW) oder frühen Neonatalzeit, Monatsschrift Kinderheilkunde

4 Originalien Tabelle 2 MR-Befunde und klinische Daten von zum Termin geborenen Kindern mit konnataler Hemiplegie Patient Schwangerschafts-/ Gestationsalter/ Seitenlokalisation Alter MR-Befunde Epilepsie Mentale Geburtsanamnese Geburtsgewicht der Hemiparese bei MR Entwicklung Entwicklungsstörungen 1 Unauffällig 40/3350 Links 2 4/12 Schizenzephalie rechts Sekundär generalisiert Normal 2 Unauffällig 40/3650 Links 3 7/12 Polymikrogyrie rechts>links, Sekundär generalisiert Retardiert Gliosen im Subkortex 3 Unauffällig 40/3100 Rechts 12 Hemimegalenzephalie links Sekundär generalisiert Retardiert Periventrikuläre Leukomalazie 4 Unauffällig 39/3100 Links 1 8/12 Periventrikuläre Normal Leukomalazie rechts 5 Unauffällig 40/3200 Rechts 13 Periventrikuläre Sekundär generalisiert Retardiert Leukomalazie links, Glisose im Thalamus und Hinterschenkel der Capsula interna links Periventrikulärer Substanzdefekt 6 Unauffällig 38/2920 Rechts 9/12 Periventrikulärer Normal Substanzdefekt links 7 Unauffällig 40/3200 Rechts 5 8/12 Periventrikulärer Retardiert Substanzdefekt links Subkortikale Leukomalazie 8 Unauffällig 38/3150 Links 8 3/12 Subkortikale Leukomalazie r Retardiert echts präzentral Subkortikal-kortikaler Substanzdefekt 9 Unauffällig 42/4230 Rechts 5 3/12 Defekt frontal li. und Vorder- Fokal Normal schenkel der Capsula interna 10 Unauffällig 38/2750 Rechts 15 Defekt frontoparietal links. Normal 11 Unauffällig 41/3950 Links 11 Defekt frontal rechts Normal 12 Unauffällig 41/3550 Rechts 8 6/12 Defekt parietotemporal links Fokal Normal und des Hinterschenkel der Atrophie der Capsula interna, Atrophie der Basalganglien links 13 Unauffällig 41/4300 Rechts 10/12 Defekt frontoparietotemporal Fokal Retardiert inks Atrophie der Basalganglien links 14 Notsectio, Beatmung 41/2820 Links 8/12 Defekt parietotemporal Lennox-Gastaut- Retardiert rechts, Atrophie im Syndrom Globus pallidus, Putamen von Infarkten in der Fetalzeit angesehen, perinatale Ereignisse besitzen demnach eine geringe Bedeutung für die Entstehung einer Hemiplegie bei Reifgeborenen [12]. Inwieweit größere Hirninfarkte perinatal ohne größere klinische Symptomatik auftreten können, ist jedoch in Diskussion geraten, da von Bouza et al. in einer prospektiven Studie bei perinatal wenig auffälligen Kindern postpartal ein Mediainfarkt mit entsprechenden neurologischen Spätschäden beobachtet wurde [3]. Bezüglich der Begleiterkrankungen zeigten unsere Patienten mit zerebralen Entwicklungsstörungen und subkortikal-kortikalen Substanzdefekten ein besonderes Risiko, an einer Epilepsie zu erkranken. Auch in früheren Studien konnte gezeigt werden, daß betete subkortikale Leukomalazie dar, die als hypoxisch-ischämische Schädigung im Bereich der subkortikalen Grenzzonen in der späten Fetal- oder frühen Neonatalzeit angesehen wird [1, 9, 11]. Eine sichere Unterscheidung zwischen intrauterin (in der Spätschwangerschaft) und intrapartal bzw. in der frühen Neonatazeit entstandenen Schäden ist bei den Kindern mit subkortikal-kortikalen Substanzdefekten allein aufgrund der bei einer späteren MR- Untersuchung erhobenen morphologischen Befunde nicht mehr möglich. Bei unseren Patienten waren bei 6 von 7 Kindern die Geburts- und Neonatalzeit unauffällig, weshalb eine intrauterine Schädigung naheliegt. Auch in einer Studie von Wiklund et al. wurden subkortikal-kortikale Läsionen als Folge da sich in dieser Entwicklungsphase ventrikulofugale Gefäße entwickeln und sich die arteriellen Endstromgebiete von der periventrikulären Region Richtung Kortex verschieben. Die Läsionen können fokal als Infarkt einer Zerebralarterie, parasagittal entsprechend der Grenzgebiete der arteriellen Gefäßversorgung oder diffus bei schweren generalisiserten Hypoxämien entstehen [1]. Derartige Schädigungen wurden früher als häufigstes Läsionsmuster bei reifgeborenen Kindern mit Hemiparesen beschrieben [4], in der MR-Studie von Steinlin et al. wurden sie bei 23% der Kinder gesehen [8]. Der Anteil in unserem Patientengut betrug 50%. Eine spezielle Form dieser Läsionsmuster stellt die bei 1 Patienten beobach- 360 Monatsschrift Kinderheilkunde

5 Literatur Abb. 3a,b Patient 7, 5 Jahre, periventrikulärer Substanzdefekt links mit Erweiterung des Seitenventrikels, T1-gewichtete Aufnahme koronar (a) und parasagittal (b) Abb. 4 Patient 9, 11 Jahre, subkortikal-kortikaler Substanzdefekt rechts frontal, T1-gewichtete Darstellung axial Abb. 5 Patient 13, 10 Monate, zystischer subkortikal-kortikaler Substanzdefekt frontoparietotemporal links, T1-gewichtetes Bild axia sonders kortikale Läsionen mit dem Auftreten eines Anfallsleidens assoziiert sind [3, 4, 10]. Mit Hilfe der MR-Tomographie konnte also bei allen Patienten das morphologische Substrat der sich klinisch als Hemiparese manifestierenden Funktionsstörung dargestellt werden. Mit dem derzeitigen Wissen über Entstehungsmechanismen und Entstehungszeiträume der jeweiligen Läsionen konnte bei der Hälfte der Patienten die Schädigung als sicher intrauterin erworben diagnostiziert werden. Bei den anderen Patienten lag eine Schädigung vor, die aufgrund der Schädi- gungsmuster in der Spätschwangerschaft oder perinatal erworben sein mußte. 6 dieser 7 Patienten zeigten jedoch eine unauffällige Neonatalperiode, so daß auch hier davon ausgegangen werden kann, daß das Schadensereignis zum Zeitpunkt der Geburt bereits abgeschlossen war. Bemerkenswert ist dabei auch die Tatsache, daß die Schädigung des Fetus bzw. ein auslösendes Ereignis von der Schwangeren selbst nicht bemerkt wurde und auch die üblichen Vorsorgeuntersuchungen während der Schwangerschaft keinen Hinweis auf eine derartige Störung ergaben. 1. Barkovich AJ,Truwit CL (1990) Brain damage from perinatalasphyxia: correlation of MR findings with gestational age. AJNR Am J Neuroradiol 11: Barkovich AJ, Gressens P, Evrard P (1992) Formation, maturation and disorders of brain neocortex. AJNR Am J Neuroradiol 13: Bouza H, Dubowitz LM, Rutherford M, Cowan F, Pennock JM (1994) Late magnetic resonance imaging and clinical findings in neonates with unilateral lesions on cranial ultrasound. Dev Med Child Neurol 36: Kotlarek F, Rodewig R, Bruell D, Zeumer H (1981) Computed tomographic findings in congenital hemiparesis in childhood and their relation to etiology and prognosis. Neuropediatrics 12: Krägeloh-Mann I, Hagberg G, Meisner C, Haas G, Eeg-Olofsson KE, Selbmann HK, Hagberg B, Michaelis R (1995) Bilateral spastic cerebral palsy a collaborative study between south-west germany and western sweden. III. Aetiology. Dev Med Child Neurol 37: Krägeloh-Mann I, Peterson D, Hagberg G, Vollmer B, Hagberg B, Michaelis R (1995) Bilateral spastic cerebral palsy MRI pathology and origin. Analysis from a representative series of 56 cases. Dev Med Child Neurol 37: Niemann G,Wakat JP, Krägeloh-Mann I, Grodd W, Michaelis R (1994) Congenital hemiparesis and periventricular leukomalacia: pathogenetic aspects on magnetic resonance imaging. Dev Med Child Neurol 36: Steinlin M, Good M, Martin E, Bänziger O, Largo RH, Boltshausser E (1993) Congenital hemiplegia: morphology of cerebral lesions and pathogenetic aspects from MRI. Neuropediatrics 24: Uvebrant P (1988) Hemiplegic cerebral palsy: aetiology and outcome. Acta Paediatr Suppl 345: Wiklund LM, Uvebrant P (1991) Hemiplegic cerebral palsy: correlation between CT morphology and clinical findings. Dev Med Child Neurol 33: Wiklund LM, Uvebrant P, Flodmark O (1990) Morphology of cerebral lesions in children with congenital hemiplegia. A study with computed tomography. Neuroradiology 32: Wiklund LM, Uvebrant P, Flodmark O (1991) Computed tomography as an adjunct in etiological analysis of hemiplegic cerebral palsy. II: Children born at term. Neuropediatrics 22: Volpe JJ (1998) Brain injury in the premature infant: overview of clinical aspects, neuropathology, and pathogenesis. Semin Pediatr Neurol 5: Monatsschrift Kinderheilkunde