Moderní techniky MR zobrazení u roztroušené sklerózy

Overview

Magnetická rezonance (MR) je v současnosti klíčovou součástí diagnostiky roztroušené sklerózy. Kromě konvenčních technik založených na hodnocení počtu a lokalizace viditelných lézí mozku a míchy zaznamenáváme v posledních letech rychlý rozvoj nových technik MR zobrazení, které poskytují nové kvantitativní biomarkery lépe charakterizující patologické strukturální změny tkání centrálního nervového systému vzniklé v důsledku demyelinizačního onemocnění. V tomto článku jsou shrnuty nové trendy v MR diagnostice roztroušené sklerózy po stránce technických základů jednotlivých metod, možností analýzy dat i jejich praktického využití.

Klíčová slova:
roztroušená skleróza – zobrazení magnetickou rezonancí – zobrazení nervového systému – zobrazení tenzorů difuze – protonová magnetickorezonanční spektroskopie

Úvod

Roztroušená skleróza (RS) představuje chronické zánětlivé onemocnění centrálního nervového systému (CNS), které je z patomorfologického hlediska charakterizováno přítomností zánětlivé infiltrace, demyelinizace, axonálního poškození a gliózy v různých oblastech CNS. Predilekčně jsou postiženy zrakové nervy, mozkový kmen, mozeček, dále periventrikulární a subkortikální bílá hmota mozkových hemisfér [1]. Je též známo, že patologický proces u pacientů s RS není limitován pouze na bílou hmotu, nýbrž postihuje často i oblasti kortikální a hluboké subkortikální šedé hmoty mozku [2]

Magnetická rezonance (MR) hraje v současnosti klíčovou roli v diagnostice RS. MR diagnostika je založena především na využití T2 vážených sekvencí a zobrazení FLAIR (fluid attenuated inversion recovery), pomocí kterých lze detekovat hyperintenzní léze mozku či míchy. Ukazuje se však, že konvenční techniky MR zobrazení neumožňují zcela komplexní náhled na patofyziologické procesy v rámci RS. Tyto limitace lze dokumentovat např. poměrně chabou korelací MR nálezů s klinickou symptomatikou a diskrepancí mezi MR zobrazením a histopatologickými nálezy [3,4]. Dále je známo, že konvenční techniky MR mají relativně omezené možnosti detekce lézí šedé hmoty a difuzních změn v bílé hmotě [5]. V posledních letech se začínají využívat nejrůznější nové techniky MR zobrazení, jejichž rozvoj je spjat s celkovým vývojem MR technologie a které nabízejí komplexnější náhled na strukturální poškození CNS v rámci RS. U některých technik je nespornou výhodou možnost kvantifikace nejrůznějších parametrů, které se mohou stát cennými biomarkery v diagnostice a sledování vývoje demyelinizačního onemocnění. V dalších odstavcích pojednáme o vybraných technikách MR zobrazování z hlediska základů techniky a analýzy získaných dat i možností praktického využití u pacientů s RS.

Konvenční techniky

Detekce T2 hyperintenzních ložisek je základem konvenčního radiologického hodnocení MR vyšetření u pacientů s RS nebo s klinicky izolovaným syndromem (CIS), který představuje iniciální stadium demyelinizačního onemocnění [6]. Z hlediska diferenciální diagnostiky a predikce vývoje CIS do klinicky definitivní RS je zásadní zejména zhodnocení počtu a lokalizace ložisek, případně jejich postkontrastního sycení a dynamiky MR nálezu v čase. Tyto atributy jsou součástí původních tzv. McDonaldových kritérií, aktuálně v poslední revizi z roku 2010 s následným upřesněním doporučeními skupiny MAGNIMS pro radiologická diagnostická MR kritéria z 2016 (obr. 1) [7].

I v oblasti těchto tzv. konvenčních technik však dochází k určitému vývoji, v této souvislosti je významná zejména otázka senzitivity detekce ložisek. V oblasti zobrazení míchy je kromě T2 zobrazení k dispozici již běžně využívána sekvence STIR (short-tau inversion recovery), která disponuje lepším kontrastním rozlišením demyelinizačních lézí v porovnání s T2 váženým obrazem, a usnadňuje tak jejich detekci [8]. Zejména na 3T MR přístrojích lze s výhodou využít též nové techniky 3D zobrazení sekvencí FLAIR, které disponují vyšší senzitivitou pro detekci demyelinizačních ložisek bílé hmoty mozkové [9].

Další zajímavou možností je zobrazení „double inversion recovery“ (DIR). Tato sekvence pomocí dvou inverzních pulzů potlačuje zároveň signál mozkomíšního moku i bílé hmoty mozkové, čímž zvyšuje kontrast mezi bílou hmotou a kortexem [10]. Bylo prokázáno, že tato sekvence vykazuje vyšší senzitivitu pro detekci lézí v bílé hmotě oproti T2 a FLAIR vzhledem k vyššímu kontrastu ložisek vůči okolí, umožňuje též lepší detekci lézí infratentoriálních (obr. 2) [11]. Další výhodou techniky DIR je lepší detekce intrakortikálních lézí [12]. Již delší dobu je z histopatologických studií známo, že kortikální postižení je součástí patofyziologie tohoto onemocnění [13] a pomocí techniky DIR byly kortikální léze prokázány řadou autorů, a to i v nejčasnějších stadiích onemocnění [14] nebo u pacientů bez viditelných lézí v bílé hmotě [15]. Někteří autoři též poukazují na signifikantní korelace počtu kortikálních lézí s tíží kognitivního deficitu u pacientů s RS [16] nebo na korelace s mírou fyzické disability [14].

Na hranici konvenčních technik MR zobrazení lze řadit susceptibilně vážené zobrazení (susceptibility-weighted imaging, SWI). Susceptibilitou označujeme fyzikální vlastnost, která charakterizuje míru magnetizace určitého materiálu v magnetickém poli [17]. Celkovou susceptibilitu mozkové tkáně určuje převážně podíl diamagnetické vody ve tkáni, přítomnost paramagnetického železa, stupeň oxygenace krve v kapilárách a vénách a v neposlední řadě zastoupení diamagnetických složek myelinu [18]. Jednou ze zajímavých možností této techniky je zobrazení centrální venuly v rámci demyelinizačních lézí (obr. 3), což umožňují silně paramagnetické vlastnosti deoxyhemoglobinu v těchto žilních strukturách [19]. Histopatologické studie potvrzují perivenózní lokalizaci demyelinizačních plak [20], v souladu s tím řada studií pomocí SWI zobrazení prokázala přítomnost centrální vény u většiny demyelinizačních ložisek u pacientů s RS v porovnání s významně menším zastoupením tohoto nálezu u ložisek odlišné etiologie [21,22]. Autoři Tallantyre et al udávají 80% výskyt perivenulárních ložisek ze všech hodnocených T2 hyperintenzních lézí u skupiny pacientů s RS oproti 19 % u kontrolní skupiny subjektů s T2 hyperintenzními ložisky jiné etiologie. Jako hraniční hodnota pro odlišení pacientů s RS je zde uváděno 40 % perivenulárně lokalizovaných lézí [22]. V další práci autorů Kilsdonk et al je dokumentován relativně menší rozdíl v zastoupení lézí s centrální venulou u pacientů s RS (74 %) oproti pacientům s ložisky vaskulární etiologie (47 %). Při stanovení cut-off hodnoty 52 % však při společném hodnocení celkového počtu ložisek a přítomnosti centrální venuly bylo stále možné odlišit jednotlivé etiologicky různé skupiny pacientů se senzitivitou a specificitou 88 % [23]. SWI tak skýtá určitý potenciál pro odlišení demyelinizačních lézí od ložisek odlišné etiologie, což lze považovat v rámci diagnostiky RS za obecný problém. Zároveň je však třeba říci, že specificita tohoto biomarkeru není doposud zcela ověřena a byla studována jen ve vztahu k omezenému množství patologických stavů mimo RS. Jeho spolehlivost proto musí být ještě ověřena [24]. Praktickému využití této techniky též příliš nepřispívá skutečnost, že je v současnosti doménou převážně experimentálních „high-field“ MR přístrojů [25].

Další známkou, kterou lze pozorovat na sekvencích typu SWI, jsou plošné hypointenzity v rámci demyelinizačních lézí nebo jemný hypointenzní lem v periferii ložisek. Tyto nálezy jsou též některými autory uváděny jako relativně specifické pro CIS nebo RS v porovnání s jinými druhy neurologických onemocnění [23,26], ačkoli patofyziologický podklad tohoto jevu není doposud zcela objasněn; zvažován je zejména podíl depozit metabolitů železa, případně i role volných radikálů ve spojitosti se zánětlivým procesem [27].

Volumometrie

V souvislosti s nástupem nových léčebných preparátů jsou vyvíjeny velké snahy najít spolehlivé prognostické markery, pomocí nichž by bylo možné individuálně predikovat budoucí průběh a aktivitu choroby. Jako slibné se v této souvislosti jeví zejména měření počtu a objemu T2 hyperintenzních lézí a kvantifikace stupně mozkové atrofie (obr. 4). Výhodou těchto technik jsou obvykle semiautomatizované postupy a skutečnost, že jsou jako zdrojová data využity konvenční sekvence MR zobrazení, které jsou zároveň použity pro běžné radiologické hodnocení. Pro validní volumometrickou analýzu však i tyto konvenční sekvence musí splňovat určité náležitosti, a to zejména dostatečné prostorové rozlišení; pro účely hodnocení mozkové atrofie je obvykle využívána 3D T1 sekvence gradientního echa s velikostí voxelu kolem 1 mm³. Pro kvantifikaci T2 hyperintenzních lézí lze s výhodou využít 3D FLAIR sekvence turbo-spinového echa s variabilní hodnotou sklápěcího úhlu disponující obdobně vysokým rozlišením [28]. MR protokoly používané pro diagnostiku RS je tedy třeba do určité míry optimalizovat, aby data bylo možné použít pro validní měření objemu. Zejména pro účely longitudinálního sledování vývoje onemocnění u individuálních pacientů je pro dosažení co nejkonzistentnějších výsledků třeba zdůraznit také potřebu standardizace zobrazovací diagnostiky. Jedná se o provádění kontrolních vyšetření pokud možno na stejném MR přístroji za pomoci standardního diagnostického protokolu a provádění analýz obrazových dat při použití stále stejných softwarových nástrojů. Již v počátku onemocnění může zjištění počtu případně objemu hyperintenzních ložisek v T2 obraze pomoci v odhadu pacientovy prognózy. Samotná přítomnost T2 hyperintenzních ložisek v počátku onemocnění s sebou nese riziko konverze CIS do klinicky definitivní RS v dlouhodobém horizontu v 60– 80 % oproti 20% riziku konverze při negativním vstupním MR nálezu [6]. Řada autorů však udává též asociaci počtu a celkového objemu T2 hyperintenzních ložisek detekovaných v počátku onemocnění se zvýšeným rizikem pozdější konverze do klinicky definitivní RS [29].

Podle starších studií při dalším sledování koreluje počet a objem lézí s vývojem dlouhodobé disability již relativně méně. Tento jev je označován jako klinicko-radiologický paradox [30]. Další longitudinální studie nicméně prokázaly korelaci zhoršení klinického stavu v delším časovém období s vyšším počtem a objemem ložisek detekovaných v několika prvních letech onemocnění [31]. Někteří autoři poukazují též na význam objemu T2 hyperintenzních ložisek na vstupním MR vyšetření z hlediska rozvoje krátkodobé disability se zhoršením skóre EDSS (Expanded Disability Status Scale) [32,33]. Dalším parametrem, který lze pomocí výpočetní analýzy obrazu kvantifikovat z konvenčních technik T1 3D zobrazení, je míra mozkové atrofie. Progresivní ztráta objemu mozkové tkáně je obvyklým rysem RS, za níž stojí zejména ztráta myelinu a oligodendrocytů a v neposlední řadě i ztráta neuronů a neuroglie šedé hmoty mozkové [34,35]. Již v roce 1999 autoři Dastidar et al prokázali korelaci objemu kompartmentu mozkomíšního moku vyjadřujícího stupeň atrofie s klinickým skóre EDSS [36]. Mozková atrofie bývá též považována za poměrně časnou známku RS a její vývoj v prvním roce je významným prediktivním faktorem pro budoucí zhoršení [37]. Autoři Min neboo et al poukazují na význam míry atrofie mozku pro predikci vývoje klinického postižení v prvních letech onemocnění RS [32].

Je však třeba se zmínit o tom, že měřené změny objemu mozku nemusí být dány pouze skutečnou atrofií podmíněnou ztrátou mozkové tkáně. V několika studiích byl pozorován pokles objemu mozku především v prvním roce imunomodulační léčby oproti kontrolním skupinám. Naopak v druhém a třetím roce byl pozorován protektivní efekt léčby v podobě redukce ztráty objemu mozku [38]; obdobné změny byly patrny též u pacientů léčených natalizumabem [39]. Tento jev, označovaný jako „pseudoatrofie“, by mohl být spojen s ústupem edému mozkové tkáně v úvodu léčby a je třeba s ním počítat při interpretaci výsledků studií zkoumajících protektivní účinky léčby u pacientů s RS [40].

Je též známo, že jednotlivé oblasti mozku mohou atrofovat různou rychlostí; např. atrofie corpus callosum, thalamu, hypothalamu, putamen, nucleus caudatus či mozkového kmene se ukázala jako významný prediktor konverze CIS do klinicky definitivní RS [41,42]. Za významné lze považovat zejména změny objemu thalamů a kalózního tělesa. Řada autorů uvádí silné korelace atrofizace thalamu s klinickou progresí onemocnění [43]. Autoři Vaněčková et al udávají atrofii kalózního tělesa v průběhu prvního roku onemocnění jako významný prediktor rozvoje pozdější disability. Pro kvantifikaci je zde využito jednoduché a v praxi aplikovatelné měření plochy kalózního tělesa na sagitálních MR obrazech [44]. Klinický význam atrofie v ostatních zmiňovaných oblastech je třeba ještě ověřit [43].

Regionální změny objemu mozku je obecně možné kvantifikovat pomocí různých více či méně automatizovaných technik. Jako příklad lze uvést volně dostupné softwarové nástroje VBM (voxel-based morphometry) platformy SPM (statistical parametric mapping) [45]. Obdobná je situace v případě volumometrické analýzy celkového objemu mozku, jako příklad automatizovaného řešení umožňujícího stanovení celkového objemu mozku, objemu šedé a bílé hmoty a objemu kompartmentu mozkomíšního moku můžeme uvést software SIENAX [46].

Z výše uvedeného je zřejmé, že kvantifikace počtu a objemu T2 hyperintenzních lézí i měření mozkové atrofie je cenný nástroj umožňující predikovat klinický vývoj u pacientů s RS a sledovat odpověď na léčbu. Tyto techniky tak mají reálnou šanci prosadit se v praxi a stát se standardní součástí MR diagnostiky u pacientů s RS. Většímu praktickému rozšíření těchto metod doposud brání zejména nutnost použití externích softwarových aplikací, což zvyšuje časovou náročnost a celkově v praxi komplikuje hodnocení. Byla by proto žádoucí širší implementace vysoce automatizovaných softwarových nástrojů do komerčních aplikací využívaných pro rutinní hodnocení MR vyšetření.

Zobrazení difuze

Jako difuze se označuje náhodný pohyb molekul vody ve tkáni označovaný jako tzv. Brownův pohyb. Citlivosti sekvencí spinového i gradientního echa MR zobrazení vůči tomuto jevu lze docílit použitím přídatného magnetického gradientu, jehož charakteristiku (zejm. amplitudu a časový průběh) vyjadřuje tzv. b faktor [47]. Míru difuzivity molekul vody ve tkáni se dá vyjádřit číselně hodnotou ADC (apparent diffusion coefficient). K výpočtu ADC mapy je třeba dvou měření s různou hodnotou b faktoru.

Je známo, že v rámci demyelinizačních lézí dochází ke změnám difuzivity. Autoři Christiansen et al publikovali již v roce 1993 práci analyzující ADC hodnoty u malé skupiny pacientů s RS s nálezem signifikantně vyšších ADC hodnot chronických demyelinizačních lézí v porovnání s normálně vyhlížející bílou hmotou (normal appear ing white matter; NAWM), ale též zvýšení ADC hodnot u akutních plak [48]. Obdobně Yurtsever et al udávají zvýšení ADC hodnot u aktivních lézí v porovnání s NAWM [49]. Novější údaje však poukazují na skutečnost, že difuzivita akutních demyelinizačních lézí se rapidně mění zejména v prvních 10 dnech od ataky. Autoři Eisele et al popisují obraz restrikce difuze se snížením ADC hodnot u akutních lézí v rozmezí 0– 7 dní od vzniku klinických obtíží, pseudonormalizaci ADC hodnot v 7.– 10. dni a zvýšení ADC hodnot v rozmezí 10 dní až 4 týdnů (obr. 5) [50]. Lze tak říci, že změny difuzivity patří do obrazu RS a z pohledu neuroradiologa tak mohou mít určitý význam v diferenciální diagnostice tohoto onemocnění. V neposlední řadě můžeme uvést též změny difuzivity u ložisek progresivní multifokální leukoencefalopatie (PML), která je možnou komplikací u pacientů s RS léčených biologickou léčbou [51].

Technika zobrazení tenzoru difuze (diffusion tensor imaging; DTI) je postavena na principech difuzního MR zobrazení. Klíčovým prvkem je zde však detekce směrové závislosti difuzivity molekul vody ve tkáni v závislosti na směru použitého magnetického gradientu, tzv. anizotropie difuzivity [52]. Tuto směrovou závislost lze charakterizovat pomocí opakovaných měření s proměnnou orientací směru magnetického gradientu. Konečným výsledkem je matematická konstrukce 3D elipsoidu, jehož tvar a orientace charakterizují anizotropii difuze v jednotlivých voxelech. Tvar elipsoidu může být popsán pomocí tří hodnot, které reprezentují velikost tří jeho hlavních os. Z těchto parametrů se dá vypočíst několik skalárních veličin, z nichž prakticky nejvýznamnější jsou hodnoty frakční anizotropie (FA) udávající relativní míru anizotropie v daném voxelu a střední difuzivita (mean diff usivity; MD) či ADC, jež vyjadřují celkovou míru difuzivity nezávislé na anizotropii difuze [47].

Bylo zjištěno, že pomocí kvantifikace uvedených skalárních parametrů lze citlivě detekovat strukturální patologii tkání CNS u nejrůznějších onemocnění; zejména index FA je v současnosti považován za parametr senzitivní k narušení integrity bílé hmoty a je také jedním z nejčastěji sledovaných parametrů ve studiích využívajících DTI zobrazení [53]. V minulosti byla publikována celá řada studií využívajících DTI pro detekci patologických změn mozku či míchy u pacientů s RS. Existují např. důkazy o korelaci parametrů difuzivity s histopatologickými nálezy demyelinizace a axonální dezintegrace [54]. Tyto patologické změny vedou k nárůstu difuzivity napříč nervovými trakty způsobujícímu mimo jiné pokles hodnot parametru FA v důsledku snížené anizotropie difuzivity. V souladu s tím je zjištění, že dochází k signifikantní změně skalárních parametrů difuzivity v rámci T2 hyperintenzních ložisek v porovnání s NAWM [55]. Patrně nejpozoruhodnější je skutečnost, že lze prokázat změny difuzivity i v rámci samotné NAWM i NAGM (šedá hmota normálního vzhledu) v poměru se zdravými jedinci [56]. DTI je tak možno vnímat jako citlivější metodu pro detekci patologických změn u pacientů s RS v porovnání s konvenčními technikami MR zobrazení. Někteří autoři poukazují též na korelaci změn difuzivity mozku s tíží klinického postižení např. po stránce motorických [57] či kognitivních [58] funkcí. Technika DTI byla v minulých letech aplikována úspěšně i pro zobrazení míchy u pacientů s RS, kdy byla prokázána korelace parametrů DTI s tíží klinického postižení [59] a obdobně jako v případě mozku je poukazováno na abnormality FA v oblastech míchy bez patologického nálezu na konvenčních sekvencích [60].

Existuje celá řada přístupů k metodice analýzy dat DTI. Za nejjednodušší lze považovat měření parametrů difuzivity v rámci manuálně definovaných oblastí zájmu (region of interest; ROI) ve zvolených oblastech mozku či míchy. Nevýhodu tohoto postupu mohou představovat nepřesnosti v umístění ROI a následné zkreslení výsledků. S tímto problémem se snaží vypořádat někt ré automatizované techniky analýzy DTI dat, jako je např. TBSS (tract-based spatial statistics). Tato metoda umožňuje analýzu difuzivity v celém měřeném objemu a je vhodná zejména pro skupinové statistické zpracování (obr. 6). Je zde využito nelineární registrace map FA následované konstrukcí skeletonu hlavních traktů bílé hmoty a projekcí voxelů jednotlivých subjektů na tento skeleton. Tím je minimalizováno nechtěné zahrnutí voxelů šedé hmoty do analýzy [61]. V případě zobrazení míchy existuje relativně méně možností výpočetní analýzy obrazových dat. I zde však již bylo popsáno několik technik využívajících semiautomatické či automatické postupy při segmentaci celé míchy nebo šedé a bílé hmoty [62], které mohou být využity i v rámci vyhodnocení difuzních parametrů (obr. 7).

Závěrem této části je třeba poznamenat, že DTI je stále spíše v pozici výzkumné aplikace než prakticky používaného diagnostického nástroje. Jednou z limitací, které brání většímu rozšíření této techniky, je poměrně velká časová náročnost DTI sekvencí. Dalším a patrně významnějším problémem je obecný nedostatek standardizace po stránce vlastní akvizice dat a jejich následné softwarové analýzy. Doposud není zcela vyřešena otázka reprodukovatelnosti měřených skalárních parametrů difuzivity při vyšetřeních na různých přístrojích [63] nebo s nastavením různých akvizičních parametrů [64], což komplikuje porovnávání výsledků různých studií a stanovení obecněji platných prahových hodnot.

Zobrazení magnetizačního transferu

Zobrazení magnetizačního transferu (magnetization transfer imaging; MTI) představuje další metodu, která jde za hranice konvenčních technik MR zobrazení a umožňuje detekovat diskrétní patologické změny tkáně mozku či míchy, k nimž dochází v rámci demyelinizačního onemocnění. Tato technika využívá odlišností v chování volných protonů obsažených v molekulách vody v porovnání s vázanými protony, u kterých v důsledku magnetických interakcí s okolními makromolekulami dochází k velmi rychlému rozfázování magnetizace a jsou proto charakterizovány velmi krátkými T2 časy. V případě, že jsou vázané protony saturovány pomocí zvláštního saturačního radiofrekvenčního pulzu („off-resonance“), dojde k výměně magnetizace (magnetizačnímu transferu) mezi těmito protony a protony volnými, což ovlivní magnetizaci volných protonů [65]. Tento jev vede k viditelnému snížení intenzity signálu v MR obraze, existují však i možnosti jeho kvantifikace. Patrně nejčastěji používaný a nejjednodušší způsob je využití indexu MTR (magnetization transfer ratio), který představuje relativní rozdíl mezi dvěma měřeními, z nichž pouze u jednoho z nich je aplikován zmiňovaný „off-resonance“ saturační pulz. MTR tak nepřímo odráží míru zastoupení makromolekul ve tkáni a umožňuje mimo jiné detekovat ztrátu myelinu a v menší míře axonální dezintegraci [66]. Na využití MTI v diagnostice RS lze nahlížet jako na určitou paralelu DTI. Byla prokázána redukce MTR akutních i chronických demyelinizačních lézí [67], obdobně jako u DTI byla i v případě MTI zaměřena pozornost na změny v rámci NAWM i NAGM s průkazem signifikantní redukce MTR u nejrůznějších fenotypů RS vč. nejčasnějších klinických stadií [68]. Abnormality MTR též dle některých autorů korelují s délkou trvání onemocnění a s tíží klinického postižení [68,69].

MR spektroskopie

MR spektroskopie je analytická metoda umožňující detekci a kvantifikaci různých sloučenin ve tkáni. K získání MR spektra je možno využít jádra různých prvků, v klinické praxi se však nejčastěji používá jádro vodíku [70]. V praxi se obvykle uplatňuje jedna ze dvou základních technik spektroskopického zobrazení. První z nich je tzv. single-voxel spektroskopie (SVS), která zobrazuje spektrum metabolitů z jediného předem definovaného voxelu. Druhou možností je spektrální akvizice z více voxelů širší oblasti mozku označovaná někdy jako „magnetic resonance spectroscopy imaging“ (MRSI) nebo „chemical shift imaging“. Pomocí obou zmiňovaných technik lze detekovat koncentraci nejrůznějších metabolitů v mozkové tkáni, jako jsou např. tuky, aminokyseliny (zejm. alanin, glutamin), laktát, N-acetylaspartát (NAA), kreatin (Cr), a myo-inositol [71].

Pro potřeby diagnostiky pacientů s RS se nejčastěji užívá detekce a kvantifikace NAA, resp. poměru NAA/ Cr, dále cholinu, laktátu a myo-inositolu. NAA je obsažen v mitochondriích neuronů, v axonech a dendritech, jeho pokles proto nastává při jejich poškození či zániku. Ke snížení jeho koncentrace ale může dojít i relativně při edému či přechodně při omezení neuronální funkce. Pokles NAA je patrný zejména v akutní fázi onemocnění (obr. 8), během remise potom může docházet k jeho částečné normalizaci. Cholin je za normálních okolností vázán v buněčných membránách, k nárůstu detekovatelné volné porce dochází při rozpadu buněk. K tomu může docházet např. při zánětu, tedy i v případě akutní fáze RS. Obdobně v akutní fázi RS pozorujeme nárůst hodnot laktátu následkem zvýšené anaerobní glykolýzy v terénu zánětu. Bylo zjištěno, že nárůst hodnot myoinositolu je spojen s vyšší metabolickou či proliferační aktivitou astrocytů v plakách RS na rozdíl od lézí bílé hmoty jiné etiologie [72].

Výsledky studií vč. metaanalýz nejsou zatím jednotné. Přesto naznačují, že by pokles koncentrace NAA mohl být markerem predikce klinického postižení pacientů s RS, a to zejména u již léčených pacientů vzhledem k jeho částečné normalizaci v průběhu terapie [71,73]. Detekce sníženého obsahu NAA a zároveň zvýšených hodnot cholinu a laktátu se jeví jako potenciální marker akutního postižení bílé hmoty časově předcházející korelát v konvenčním obraze MR [72].

Závěr

Přestože konvenční radiologické hodnocení přítomnosti viditelných lézí mozku a míchy zůstává doposud hlavním nástrojem v oblasti MR diagnostiky RS, existuje nepřeberné množství důkazů o novějších technikách, jako jsou např. DTI, MTI či spektroskopie, které umožňují přesněji detekovat patologické změny tkání CNS. Tyto techniky proto mají potenciál stát se cenným nástrojem v rámci diferenciální diagnostiky v iniciálních stadiích demyelinizačního onemocnění a v dalším průběhu objektivním markerem či prediktorem klinického vývoje a odpovědi na léčbu. Určitou nevýhodou těchto technik jsou nároky na skenovací čas (zejm. DTI a spektroskopie) a obecným problémem výše diskutovaných metod je doposud nedostatek standardizace akvizičních protokolů a v některých případech i omezená reprodukovatelnost měřených dat mezi různými MR přístroji [63]. Dalším aspektem, který do určité míry brání většímu praktickému rozšíření těchto metod, je nejednotnost technik softwarové analýzy naměřených dat a poměrně malá míra implementace automatizovaných technik analýzy obrazu do komerčního softwarového vybavení dodávaného hlavními výrobci MR přístrojů. Budoucí výzkum by proto měl být zaměřen na tyto otázky úzce spojené s technikou vyšetření a na hledání nových dobře reprodukovatelných a kvantifikovatelných parametrů. Půjde-li vývoj tímto směrem, lze v budoucnu očekávat inkorporaci hodnocení těchto nových biomarkerů v rámci standardní diagnostiky u pacientů s RS.

Autoři deklarují, že v souvislosti s předmětem studie nemají žádné komerční zájmy.

Redakční rada potvrzuje, že rukopis práce splnil ICMJE kritéria pro publikace zasílané do biomedicínských časopisů.

Tato práce byla podpořena grantem MZ ČR NV15-32133A a fondy Lékařské fakulty MU na podporu juniorského výzkumníka (M. Keřkovský).

MUDr. Miloš Keřkovský, Ph.D.

Klinika radiologie a nukleární medicíny LF MU a FN Brno

Jihlavská 20

625 00 Brno

e-mail: kerkovsky.milos@fnbrno.cz

Přijato k recenzi: 26. 3. 2017

Přijato do tisku: 25. 10. 2017