Bildgebung und Reha-Planung

Transkript

1 Bildgebung und Reha-Planung Martin Lotze 1, Sybille Roschka 1, Ulrike Horn 1, Martin Domin 1, Thomas Platz 2 1 Funktionelle Bildgebung Institut für Diagnostische Radiologie und Neuroradiologie Universität Greifswald 2 BDH-Klinik Greifswald

2 Fragestellung: > welche Funktion kann ein Patient nach Ausfällen durch Hirnschädigung erreichen? Historisch: Läsionsansatz: bei der Lokalisation/Ausmaß einer Schädigung entsteht folgender Funktionsausfall

3 Biomarker versus Monitoring: Wir unterscheiden: > Biomarker: neurophysiologische oder neuropathologische Parameter die den Blick in die Zukunft ermöglichen > Monitoring Parameter: die Prozesse dokumentieren und so sowohl Wissen um deren Hintergründe ermöglichen oder uns helfen gegenzusteuern wenn etwas schief läuft

4 Motorsystem Ø Grundlagen der Repräsentation bei Gesunden Lotze, Neuroreha, 2011

5 Parameter aus der Bildgebung: Strukturell Funktionell CCT MRT fmrt MR-Spektroskopie Diffusionstraktographie (DTI) Ruhe-fMRT DCM: dynamic causal modelling

6 Parameter aus der Neurophysiologie: motorische Antwort: MEP 0,15 MEP-Rekrutierung contralesional ipsilesional 0,05 MEP -0,

7 Handkraft Ø zumeist Extension genutzt (z.b. SAFE-score) Ø wer gut anfängt hat ein gutes Outcome; damit kann man die nur mild geschädigten bereits mit hoher Sicherheit prognostizieren (PREP-Score) Ø wer starke Beeinträchtigung hat kann viel dazugewinnen; hier spezifisch darzustellen wer wieviel von welcher Therapie profitiert Ø umso standardisierter (z.b. Vigirometer) und umso differenzierter (z.b. Seitenvergleich mit mehreren Erhebungen) umso genauer Vorhersage

8 Outcome? > ÜBERSCHRIFTEN BITTE IN VERSALIEN SCHREIBEN > Der Text der zweiten Ebene sieht so aus Diese kann auch in mehreren Teilen genutzt werden > Oder in mehreren Punkten Ebenso wie die dritte Ebene 8 /

9 Biomarker: Biomathematischer Ansatz: abhängige Variable Y (outcome) steht im Bezug zu einer oder mehreren unabhängigen Variablen X (Biomarker) Y = f (X) + ε wobei f: Zusammenhang (linear, nicht linear) und ε: Messfehler Je nach Annahme werden zur Darstellung des Zusammenhangs lineare (Regressionsanalysen) oder nicht lineare (z.b. Musteranalysen) durchgeführt Strimbu K, Tavel J a (2011): What are Biomarkers? Curr Opin HIV AIDS 5:

10 Monitoring: Welche Veränderungen (Bildgebung, Neurophysiologie, Testung) gehen mit der abhängigen Variablen (Kraft, Spitzfingereinsatz, Alltagseinsatz) einher (Korrelation). Monitoring-Variable sollte sensitiv und spezifisch sein z.b. fmrt-aktivierungsbalance in M1 ipsiläsional zu kontraläsional in einem Lateralitätsindex; oder Veränderung des MEP über die Zeit

11 Biomarkercharakterisierung Wie intakt ist die Struktur? (Lesion map, DTI) Wie gut kann sie genutzt werden? (MEP, fmrt) Kann der erwünschte Output erbracht werden? (Testung) Horn, Grothe, Lotze, 2016 Plastizitätsprozesse (Wiederaufbau von Verbindungen, Synapsen, Kompensation,..)

12 Wann brauchen wir Biomarker, Monitoring? Akutphase Subakutphase Chronische Phase Minuten Stunden Tage Wochen Monate Jahre Zelltod Entzündung Neuroprotek8on Neurorehabilitation Ambulantes Training Stephan & Lotze, Neurol. Rehabil., 2017

13 Läsionsgröße bzw. Lokalisation: > es kommt nicht sosehr darauf an wie groß die absolute Läsion ist sondern wo sie strategisch liegt und wie viel Ressourcen hierbei für die Einschränkungserholung geschädigt sind z.b. Lotze et al. NNR, 2012; Chen et al., Arch Phys Med Rehabil, 2000

14 Konnektivitätsparameter: aff naf Akute bis subakute Phase; n=19: A Diffusionsbildgebung B rescng state FC M1 il to M1 cl M1 il to SMA cl dpmc SMA dpmc M1 M1 M1 il to M1 cl M1 il to Pons il il cl M1 il to Cb cl B&B Test Motricity Index Cb Korrelation mit zeitgleichem Score Keine Prognosefunktion; hohe Variabilität über die Zeit Lindow et al., Frontiers Neuroscience, 2016

15 Studie zum Arm- Fähigkeits- Training (AFT); subakutes Stad.: > Bildgebung (Läsionskartierung; DTI: Fraktionelle Anisotropie der Pyramidenbahn) vorher > TMS vorher und nachher > Scores: NIHSS, Oldfield, Handkraft > Prädiktoren Motorik: Handkraft > Pädiktoren Bildgebung: Läsionsgröße, Intaktheit der Pyramidenbahn > Primäres Outcome: AFT > Sekundäres Outcome: TEMPA

16 Charakterisierung der Patienten: > 14 Patienten (60 Jahre), einzeitiger Schlaganfall, subakutes Stadium (4 Wochen) > milde Läsionslast (6 ccl); hohe motorische Anforderung initial: Handkraft 4 von 5. lesion map

17 Arm-Fähigkeits-Training Outcomeparameter (n=12) PredicCon parameters IntervenCon Training gain 0,15 0,05 grip strength RC TMS APB Conven8onal inward therapy with about 10h/week sec AAT gain -0, diffusion imaging AAT 3 weeks 1hour per day 35 LI pyramidal tract 30 AAT_start AAT_end Lotze et al., Frontiers Neurology/Stroke, 2018

18 Differenzen der Seiten (aff-non aff): aff HandkraL naf Diffusions bildgebung M1 il M1 cl Deutliche Seitendifferenz vor (T=5,72; p<0.001) und (T=4,75; p<0.001) nach dem Training Internal capsule il FA M1->CI t(12)=5.1 p<0.001 Internal capsule cl FA M1->Pons t(12)=6.2 p<0.001 Anterior Pons il Anterior Pons cl

19 Verlauf AFT über 3 Wochen: > Hohe Korrelation der Leistungsverbesserung in allen 8 Trainingselementen Mittel: 28%

20 AFT-Zugewinn und TEMPA-Zugewinn: > Hohe Korrelation der Fortschritte (gain) der trainierten Variable mit dem Alltagseinsatz (TEMPA) gain in TEMPA and in AAT TEMPA [sec] AAT [%] r=0.59; p=0.028

21 fmrt nach AFT über 3 Wochen: > Vor allem Aktivität im vpmc nimmt bei den Patienten im Verlauf zu HC Patienten prä Patienten post post minus prä Horn et al., Behav Brain Res, 2016

22 Biomarker: > Fraktionelle Anisotropie der Pyramidenbahn auf der betroffenen Seite sagt die AFT-Endwerte voraus: Stufenweise lineare Regression: r 2 =0,52 nicht aussagefähige Parameter: Griffstärke, MEP, Läsionsgröße FA Pyramidal Tract associacon_li_fa PLIC with AATgain AAT [%] ,15-0,12-0,09-0,06-0,03 0,00 0,03 LI_PLIC

23 Pyramidenbahn-Anteile IH CH dpmc vpmc M1 S1 SPL

24 Zusammenfassung: > initiale motor. Krafteinbuße ist stets ein Prädiktor für Outcome, ist vor allem für leicht betroffene Patienten aussagekräftig; MEP auch bei schwereren nutzbar (PREP) > Funktionelle Bildgebung derzeit nicht überzeugend für Outcome > die Pyramidenbahnintaktheit auf der geschädigten Seite sagt das Endergebnis (Handkraft) voraus aber kann auch Responder für Trainingsverfahren prädizieren > stabile strukturelle Parameter können gut zu Prognosen über das Therapieergebnis bei Beeinträchtigung der oberen Extremität herangezogen werden > Monitoring evtl. eher über sensitivere Maße (Bildgebung: fmrt; MEPs)

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