Atrofia cerebral en esclerosis múltiple Conceptos prácticos y útiles para el uso diario. Dr. Edgardo Cristiano

Transcripción

1 Atrofia cerebral en esclerosis múltiple Conceptos prácticos y útiles para el uso diario Dr. Edgardo Cristiano

2 Atrofia cerebral en EM La atrofia cerebral se inicia en etapas precoces de la EM y progresa a lo largo de la evolución de la enfermedad La presencia de atrofia global y regional desde el inicio de la enfermedad ha sido asociada a una mayor riesgo de progresión de la discapacidad física y cognitiva en el corto/ mediano plazo

3 Atrofia cerebral en EM Diferentes técnicas automatizadas han sido diseñadas para medir la atrofia cerebral en los pacientes.

4 Cómo medir atrofia cerebral SIENA Estima el porcentaje de cambio en el volumen cerebral entre 2 imágenes correspondientes a un mismo sujeto, en diferentes momento en el tiempo Medición longitudinal de la atrofia SIENAX Estima el volumen cerebral total a partir de una única imagen Medición transversal de la atrofia VOXEL BASED MORPHOMETRY Medición de atrofia cortical y subcortical localizadas

5 SIENA - BET (Brain Extraction Tool) Proceso completamente automático Segmentación de todo aquello que no es tejido cerebral (cráneo) El cerebelo se incluye dentro del tejido segmentado así como la porción superior del tronco encefálico Tiempo de procesamiento de los datos < 1 minuto

6 SIENA - FLIRT (FMRIB s Linear Image Registration Tool) Antes de que puedan encontrarse diferencias entre las 2 imágenes, las mismas deben ser alineadas Proceso completamente automático Tiempo de procesamiento de datos < 10 minutos

7 SIENA - Estimación de la atrofia Determina los límites entre el parénquima cerebral y los espacios que contienen líquido cefalorraquídeo Utiliza FAST ( tissue segmentation )

8 SIENA - Estimación de la atrofia Convierte los datos en porcentaje de cambio de volumen en el parénquima cerebral estimando área y volumen cerebral Error aproximado del 0.2%

9 SIENAX - Estimación de la atrofia Estima el volumen cerebral total a partir de una única imagen Medición transversal de la atrofia /home/fsl/desktop/_12_06-08 BET (Brain extraction results)

10 Final SIENAX segmentation results ( Whole-brain segmentation ) Estimated volumes: Tissue Grey White Brain Volume Unnormalised-volume

11 Voxel Based Morphometry Medición de atrofia cortical y subcortical localizadas con técnicas de Voxel Based Morphometry

12 Conclusiones Actualmente existen técnicas sensibles y precisas para la medición de atrofia longitudinal, transversal o segmentaria en pacientes con enfermedad desmielinizante Estas técnicas permiten monitorear la progresión del proceso degenerativo en diferentes etapas evolutivas de la enfermedad y el potencial impacto sobre el mismo de las terapias inmunomoduladoras o inmunosupresoras

13 Atrofia cerebral en esclerosis múltiple Rol actual y futuro

14 Limitaciones de la RM convencional en EM Existe una débil asociación entre los hallazgos en secuencias convencionales de RM y la evolución del status clínico en pacientes con EM Relativa falta de especificidad de estas técnicas en: Evaluar sustrato heterogéneo de la enfermedad Medir daño fuera de las lesiones focales (SBAN) Cuantificar la pérdida de volumen cerebral

15 Técnicas NO convencionales en EM Permiten obtener mayor información acerca de los procesos de degeneración axonal y adaptación funcional

16 Atrofia cerebral en EM La atrofia cerebral es un fenómeno precoz en la EM La reducción del volumen cerebral por año es de alrededor: % en EM % en controles sanos Atrophy time course in MS2 Theoretical population atrophy curves Whole Central (ventricle) brain Very late Late stages progressive Early progressive Atrophy CI S Relapsi ng Time 1. Barkhof F et al. Nat Rev Neurol 2009; 2. Reproduced with permission of SAGE. Simon JH. Mult Scler 2006; 12 (6): Copyright 2006 by SAGE; 3. Fotenos AF et al. Arch Neurol 2008

17 Atrofia cerebral en EM Diversos estudios han demostrado que la atrofia cerebral: 1. Progresa durante la evolución de la EMRR 2. Puede ser detectada desde el primer evento desmielinizante clínico aún cuando el paciente no cumpla criterios de EM Atrophy of the corpus callosum associated with transcallosal bands. Series from a patient presenting with a CIS and a positive MRI from the CHAMPS trial Barkhof F et al. Nat Rev Neurol 2009; 2. Simon JH. Mult Scler 2006; 3. Calabrese M et al. Arch Neurol 2009; 4. Prinster A et al. Mult Scler 2010; 5. Minneboo A et al. JNNP 2008; 6. Losseff NA et al. Brain 1996; 7. Zivadinov R, Bakshi R. J Neuroimaging Image courtesy of Professor Barkhof, VU University Medical Center, Amsterdam 1.

18 PBVC / year corrected for baseline NBV Atrofia cerebral y estadio evolutivo de la EM CIS n = 157 RRMS n = 579 SPMS n = 139 PPMS n = NBV, normalised brain volume; PPMS, primary progressive MS. Reproduced with permission. N=963. De Stefano N, Giorgio A, Battaglini M, Rovaris M, Sormani MP, Barkhof F, Korteweg T, Enzinger C, Fazekas F, Calabrese M, Dinacci D, Tedeschi G, Gass A, Montalban X, Rovira A, Thompson A, Comi G, Miller DH, Filippi M. Assessing brain atrophy rates in a large population of untreated multiple sclerosis subtypes. Neurology 2010; 74 (23):

19 Neurología 2010; 25 (7): Casos Controles (n= 20) (n= 30) ± ± ± VCT (x106mm3) VSG (x106mm3) < VSB (x106mm3) Sexo femenino Edad media (años) EDSS p

20 Tasa de atrofia cerebral en pacientes con y sin progresión de la discapacidad (IQR 1.3; 0.3) (IQR 1.7; 0.5)* 2 3 SIN progresión decon progresión de la discapacidad la discapacidad Variaciones anualizadas en el EDSS según % de cambio en el volumen cerebral Cambios anualizados en el EDSS % de cambio en el volumen cerebral / año Atrofia cerebral y su correlación con la discapacidad física R= 0.23 p= % de cambio en el volumen cerebral / año La atrofia cerebral es un biomarcador que permite cuantificar la progresión de la discapacidad física Reproduced from Minneboo A et al. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2008; 79: Minneboo A et al. JNNP 2008; 2. Bermel RA, Bakshi R. Lancet Neurol 2006; 3. Popescu V et al. Poster P336 presented at

21 Atrofia cerebral y su correlación con la discapacidad física

22 EDSS deterioration Baseline GMF Stable Worsened OR (CI) = 0.79 ( )* p=0.01 Baseline average GM MTR Grey matter fraction at baseline predicts disability accumulation and cognitive decline after 13 years Cognitive deterioration Stable Worsened OR (CI) = 1.50 ( )* p=0.08 Grey matter damage is one of the key factors associated with long-term accumulation of disability and cognitive impairment in MS n = 73 (20 patients with CIS, 34 with RRMS, and 19 with SPMS). All patients started immunomodulatory and / or immunosuppressive treatment (25/73 patients started treatment during the first year of follow-up). Twenty-two patients changed from immunomodulatory to immunosuppressive treatment during the 13-year follow-up. *Multivariate random forest analyses. GM MTR, grey matter magnetisation transfer ratio; OR, odds ratio. Filippi M et al. Neurology 2013

23 No evidence of disease activity (NEDA) Disease progression No evidence of disease activity currently defined as:1,2 X No sustained disability progression Brain volume Disability X No relapses Relapses X No MRI activity (new / enlarging T2 lesions or Gd+ lesions) MRI activity Inflammation Neurodegeneration Reprinted (adapted) from Drug Des Devel Ther 4, Barten LJ et al. New approaches in the management of multiple sclerosis, , Copyright (2010), with permission from Dove Medical Press.1. Havrdová E et al. Lancet Neurol 2009; 2. Giovannoni G et al. Lancet Neurol 2011

24 Four measures of disease activity Measurement of brain atrophy will play increasing roles in MS research, in the diagnosis and staging of the disease, and in management of MS treatment1 Disease progression X No sustained disability progression Brain volume Disability X No relapses Relapses X No MRI activity (new / enlarging T2 lesions or Gd+ lesions) MRI activity Inflammation Neurodegeneration X Reducing disease-related brain volume loss Reprinted (adapted) from Drug Des Devel Ther 4, Barten LJ et al. New approaches in the management of multiple sclerosis, , Copyright (2010), with permission from Dove Medical Press. 1. Radü EW et al. Swiss Med Wkly 2013

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26 Atrofia cerebral en EM La atrofia cerebral es un biomarcador útil que permite cuantificar el proceso neurodegenerativo presente en la EM y aportar información acerca del probable efecto neuroprotector de los fármacos en los ensayos clínicos Barkhof F et al. Nat Rev Neurol 2009; 2. Simon JH. Mult Scler 2006; 3. Calabrese M et al. Arch Neurol 2009; 4. Prinster A et al. Mult Scler 2010; 5. Minneboo A et al. JNNP 2008; 6. Losseff NA et al. Brain 1996; 7. Zivadinov R, Bakshi R. J Neuroimaging Image courtesy of Professor Barkhof, VU University Medical Center, Amsterdam 1.

27 Medición de la atrofia cerebral en EM

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29 Muchas gracias Tte. Gral. J. D. Perón Buenos Aires, Argentina Tel.: (5411)