Nye skanningsmetoder kan måske forudsige mén efter hjernerystelse

Avancerede skanningsmetoder, der tager udgangspunkt i MR-skanningens teknologi, kan potentielt forudsige graden af mén efter hjernerystelse – det viser en ny systematisk sammenligning af skanningsstudier fra 2020. Det vil på sigt kunne sikre en mere hensigtsmæssig tilgang og behandling af hjernerystelse.

Årligt bliver op til 600 ud af 100.000 personer ramt af en hjernerystelse. En større andel af disse oplever længerevarende konsekvenser af skaden. Symptomerne varierer ofte fra person til person, og en mangel på symptomatisk ensartethed gør det vanskeligt at forudsige, hvornår en person med hjernerystelse vil komme sig.1 Men med de nye skanningsmetoder er der håb forude for bedre at kunne forudsige forløbet og tilbyde den rette behandling til personer med hjernerystelse.  

CT- og MR-skanninger er ikke egnede

Konventionelle skanningsmetoder, som i dag bliver anvendt på hospitaler og klinikker, såsom CT og strukturel MR, er ikke egnede til at opdage subtile strukturelle eller funktionelle ændringer i hjernen, som ellers vurderes til at kunne spille en vigtig rolle for forløbet efter en hjernerystelse.2-5

DTI og rs-fMRI er lovende metoder

Inden for hjernerystelsesforskning har der de seneste år været en øget interesse for såkaldte MR-biomarkører. Denne betegnelse dækker over målbare indikatorer for biologiske processer – og her specifikt dem, som kommer til udtryk på forskellige typer af MR-skanninger. Forskerne håber på, at helt tidlige biomarkører, der viser henholdsvis ændringer i de aktivitetsmønstre, som hjernen generer i hviletilstand, og ændringer i hjernens forbindelser, vil kunne forudsige udfaldet for en person, der er blevet ramt af hjernerystelse. Dette vil kunne sikre en mere hensigtsmæssig diagnosticering og behandling af hjernerystelse.1 De mere avancerede DTI (diffusionsvægtet traktografi) og rs-fMRI (resting-state functional magnetic resonance imaging) metoder bliver i den forbindelse anset som lovende metoder til at detektere og objektivt karakterisere både mikrostrukturelle og funktionelle forandringer i hjernen.6-8 Begge tager afsæt i MR-skanningens teknologi, men undersøger andre parametre end strukturel MR.

Ændringer på DTI skyldes mikrostrukturelle ændringer

Ved brug af DTI undersøges helt små, strukturelle ændringer i forbindelse med hjernerystelse ved at billedliggøre spredning af vandmolekyler i hjernens fibre, den såkaldte hvide substans. I tilfælde af skade forventes skanningerne at vise ændringer i både retningen på og mængden af vandets spredning.1

Af den systematiske sammenligning fremgår det, at 7 ud af 10 studier understøtter, at DTI foretaget inden for en måned efter skaden er en brugbar metode til at forudse det kliniske udfald hos en person med hjernerystelse1. I den sammenhæng fremhæves ét parameter, fraktioneret anisotropi (FA), som den mest præcise biomarkør.1 FA beskriver vandets bevægelse langs enten én eller flere akser. Studier har særligt påvist ændringer i FA efter hjernerystelse i den forreste del af hjernen6 og corpus callosum9, som er et fiberbundt, der forbinder hjernens to halvdele. Hertil lader enten et øget eller nedsat FA-niveau til at kunne være udtryk for mikrostrukturel skade6.

Ændringer i blodtilførsel på rs-fMRI viser ændringer i hjernens funktion

rs-fMRI benyttes modsat DTI til at præcisere funktionelle ændringer i hjernen efter hjernerystelse. Her rettes fokus mod udsving i blodets iltniveau, når hjernen er i hviletilstand. Iltniveauet vil afsløre mængden af hjerneaktivitet og dermed give indblik i hjernens funktion. Ved rs-fMRI er der særligt tale om indblik i, hvordan diverse hjerneområder, der indgår i et givent netværk, samarbejder under hvile.1

Den systematiske sammenligning uddyber, at 4 ud af de 5 studier finder en sammenhæng mellem rs-fMRI-biomarkører og klinisk udfald. Det er dog fortsat uklart, om hjernerystelse resulterer i forhøjet eller nedsat aktivitet, og hvad udsvingene skyldes.1

Globale aktivitetsmønstre og aktivitet i det såkaldte default-mode-netværk lader til at være mest centrale.1 Et studie påviser, at akut (<10 dage) nedsat aktivitet i bl.a. default-mode-netværket hænger sammen med en højere grad af langvarige symptomer (>3 måneder).10 Andre studier viser, at øget global aktivitet i alle netværk syv dage efter skaden eller øget aktivitet i default-mode-netværket en måned efter skaden hænger sammen med flere symptomer.11,12

Nogle forskere foreslår, at opreguleret aktivitet kan skyldes patientens bekymringer om sin nuværende eller fremtidige symptombyrde.11 Andre forskere tolker overaktivering ét sted i hjernen som kompensation for nedsat aktivitet i andre områder.13

Skanningsmetoder kræver stadig mere forskning

Flere studier påviser altså en sammenhæng mellem ændringer i hjernen vist ved de avancerede skanninger og patienters mén efter hjernerystelse. Dog er årsagerne til sådanne sammenhænge ikke tydelige på baggrund af eksisterende forskning.1 Derfor er der fortsat behov for at klarlægge de biologiske processer, som ligger bag skanningernes fund. Dette med henblik på at inddrage både individuelle faktorer og effekten af andre neurale processer som f.eks. inflammation.1

Dertil kommer, at der er metodiske udfordringer med disse studier. F.eks. er det vanskeligt at sammenligne resultater på tværs af studier, idet studierne ofte bygger på små patientgrupper, og har varierende inklusionskriterier, symptomatiske kriterier og procedurer.1 Derudover er det metodisk udfordrende, at funktionelle forandringer kan skyldes mikrostrukturelle skader og omvendt. Af den grund, og fordi de færreste studier benytter både DTI- og rs-fMRI-skanninger, vil det være godt, hvis fremtidige studier kombinerer de to metoder.

Læs mere om DTI og rs-fMRI.

 

Kilder

1: Puig J, Ellis MJ, Kornelsen J, Figley TD, Figley CR, Daunis-i-Estadella P, Mutch AC, Essig M. Magnetic Resonance Imaging Biomarkers of Brain Connectivity in Predicting Outcome after Mild Traumatic Brain Injury: A Systemic Review. J Neurotrauma. 2020;37:1761-76. 
DOI: 10.1089/neu.2019.6623.

2: Iverson GL. Outcome from mild traumatic brain injury. Curr. Opin. Psychiatry. 2005;18:301–317. 
DOI: 10.1097/01.yco.0000165601.29047.ae.

3: Kurca E, Siva S, Kucera P. Impaired cognitive functions in mild traumatic brain injury patients with normal and pathologic magnetic resonance imaging. Neuroradiology. 2006;48:661–669. 
DOI: 10.1007/s00234-006-0109-9.

4: Le TH, Gean AD. Neuroimaging of traumatic brain injury. Mt. Sinai J. Med. 2009;76:145–162. 
DOI: 10.1002/msj.20102.

5: Hammond DA, Wassermann BA. Diffuse axonal injuries: pathophysiology and imaging. Neuroimaging Clin. N. Am. 2002;12:205–216. 
DOI: 10.1016/s1052-5149(02)00011-4.

6: Eierud CC, Craddock C, Fletcher S, Aulakh M, King-Casas B, Kuehl D, LaConte SM. Neuroimaging after mild traumatic brain injury: Review and meta-analysis. NeuroImage: Clinical. 2014;18:283-94. 
DOI: 10.1016/j.nicl.2013.12.009.

7: Jaiswal MK. Toward a high-resolution neuroimaging bio- marker for mild traumatic brain injury: from bench to bedside. Front. Neurol. 2015;6(148)
https://doi.org/10.3389/fneur.2015.00148.

8: Gardner A, Kay-Lambkin F, Stanwell P, Donnelly J, Williams WH, Hiles A, Schofield P, Levi C, Jones DK. A systematic review of diffusion tensor imaging findings in sports-related concussion. J. Neurotrauma. 2012;29:2521–2538. 
DOI: 10.1089/neu.2012.2628.

9: Mayer AR, Hanlon FM, Ling JM. Gray matter abnormalities in pediatric mild traumatic brain injury. J Neurotrauma. 2015;32:723–30. 
DOI: 10.1089/neu.2014.3534.

10: Madhavan R, Joel SE, Mullick R, Cogsil T, Niogi SN, Tsiouris AJ, Mukherjee P, Masdeu JC, Marinelli L, et al. Longitudinal resting state functional connectivity predicts clinical outcome in mild traumatic brain injury. J. Neurotrauma. 2019;36:650–660. 
DOI: 10.1089/neu.2018.5739.

11: van der Horn HJ, Scheenen ME, de Koning ME, Liemburg EJ, Spikman JM, and van der Naalt J. The default mode network as a biomarker of persistent complaints after mild traumatic brain injury: a longitudinal functional magnetic resonance imaging study. J. Neurotrauma. 2017;1(34):3262–3269. 
DOI: 10.1089/neu.2017.5185.

12: Churchill NW, Hutchison MG, Richards D, Leung G, Graham SJ, Schweizer TA. Neuroimaging of sport concussion: persistent alterations in brain structure and function at medical clearance. Scientific reports. 2017;7(1):8297. 
DOI: 10.1038/s41598-017-07742-3.

13: Messé A, Caplain S, Pélégrini-Issac M, Blancho S, Lévy R, Aghakhani N, Montreuil M, Benali H, Lehéricy S. Specific and evolving resting-state network alterations in post-concussion syndrome following mild traumatic brain injury. PloS One 6. 2013;8(10):e65470. 
DOI: 10.1371/journal.pone.0065470.