Leistet die Magnetization-Transfer-Ratio (MTR) einen Beitrag zur Diagnostik und Differenzialdiagnostik der Demenzen?

Zusammenfassung

Ziel: Die Magnetization-Transfer-Ratio (MTR) gilt als geeignet zur Quantifizierung der strukturellen Integrität des Hirngewebes. Der Beitrag zur Differenzialdiagnostik der Demenzen ist zu prüfen und gegenüber neueren Theorien der Genese von Altersdemenzen zu diskutieren. Methodik: Bei 61 Patienten wurden zusätzlich zur strukturellen Magnetresonanztomographie die MTRs in 10 Regions of Interest (ROI) in einer T1-gewichteten Spinechosequenz untersucht. Die Mittelwerte der MTR wurden mit dem Alter, dem Geschlecht, der kognitiven Einbuße und den klinischen Diagnosen korreliert. Es wurden Sensitivität, Spezifität, positiver und negativer Vorhersagewert resp. die korrekte Klassifikation ermittelt. Ergebnisse: Für kognitiv Gesunde sind die MTR-Mittelwerte nur schwach signifikant korreliert für das Alter und den Hippokampus resp. für das Geschlecht und den dorsalen Balken. Die MTR-Messung im frontalen Marklager und die kognitive Einbuße bei Demenzen sind hochsignifikant korreliert. Die differenzialdiagnostische Zuordnung über die MTR erfolgt auf dem Niveau zwischen etwa 50 % und 70 %. Ausnahmen sind der PPV von mehr als 80 % für keine vs. vaskuläre Demenz und NPV für vaskuläre vs. Alzheimer-Demenz resp. mehr als 90 % für keine vs. Alzheimer Demenz. Schlussfolgerung: Die MTR weist Veränderungen im Gehirn von kognitiv gesunden gegenüber dementen Patienten nach und ist mit der kognitiven Einbuße, nicht aber mit Alter und Geschlecht korreliert. Damit eignet sich die MTR prinzipiell für die Diagnostik der Altersdemenzen. Die regional und global ermittelten Werte für MTR liefern aber keinen wesentlichen Beitrag zur Differenzialdiagnostik der Altersdemenzen. Danach sind die pathophysiologischen, der MTR zugrunde liegenden Veränderungen im Hirnparenchym für beide Formen der Altersdemenz nicht signifikant zu unterscheiden. Die Ergebnisse stützen die Diskussion um die Synergie von vaskulären und degenerativen Komponenten der Altersdemenzen.

Abstract

Purpose: The magnetization transfer ratio (MTR) is a MR-based neuroimaging procedure aiming at the quantification of the structural integrity of brain tissue. Its contribution to the differential diagnosis of dementias was examined and discussed in relation to the pathogenesis of age-related dementias. Materials and Methods: Sixty-one patients from a memory clinic were diagnosed by general physical and neuropsychiatric examination, and underwent neuropsychologic testing and neuroimaging using MRI. Their clinical diagnoses were based on standard operational research criteria. Additionally, the MTR in 10 defined regions of interest (ROI) was determined. This investigation was performed using a T1-weighted SE sequence. Average MTR values were determined in the individual ROI and their combinations and correlated with the age, gender, cognitive impairment and clinical diagnosis. Sensitivity, specificity, positive and negative predictive value were determined, as well as the rate of correct classifications. Results: For cognitive healthy subjects, the MRT values correlate only mildly, though significantly, with age in the hippocampus and with gender in the dorsal corpus callosum. In contrast, the MTR in the frontal white matter correlates strongly and highly significantly with cognitive impairment in patients with dementia. The differential diagnostic assignment of Alzheimer’s disease versus vascular dementia by MTR provides a correct classification of approximately 50 % to 70 %. PPV for no dementia vs. vascular dementia or the NPV for vascular vs. Alzheimer’s disease are considerably higher exceeding 80 %. For no dementia vs. Alzheimer’s disease, the NPV was over 90 %. Conclusion: MTR values indicate functional changes in the brain tissue between cognitive healthy and demented patients, and correlate with the cognitive loss, but not with age and gender. In principle, the MTR is suitable for the diagnosis of age-related dementias, but does not contribute substantially to the differential diagnosis of vascular dementia vs. Alzheimer’s disease. The present results support the assumption of a synergy between vascular and degenerative components of age-related dementias.

Key words

Magnetic resonance imaging (MRI) - magnetization transfer ratio (MTR) - dementia - structural integrity - diagnosis

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