Integrität/Demyelinisierung der Radiatio optica, Morphologie der Papille und Kontrastsensitivität bei Glaukompatienten

Zusammenfassung

Hintergrund: Beim primären Offenwinkelglaukom (POWG) und seiner nicht barotraumatischen Untergruppe, dem Normaldruckglaukom (NDG), sind die pathophysiologischen Unterschiede nicht ganz geklärt. Eine Mitbeteiligung des 4. Neurons der Sehbahn (Sehstrahlung) erscheint aufgrund experimenteller Studien möglich. Ziel der vorliegenden Studie war die Beurteilung der Sehstrahlung mittels magnetresonanzbasiertem Diffusion Tensor Imaging (DTI). Die Diffusions- und Anisotropie-Parameter der Sehstrahlung als Marker der axonalen Integrität bzw. Demyelinisierung/Gliazellschädigung wurden herangezogen, um den Zusammenhang mit der Papillenmorphologie (BLDF, lineare Diskriminanzfunkrion nach Burk) und der Kontrastsensitivität (FDT, Frequenzverdopplungstest) zu untersuchen.

Patienten und Methoden: In diese prospektive Beobachtungsstudie wurden 13 POWG-Patienten, 13 NDG-Patienten sowie 7 Kontrollpatienten gleichen durchschnittlichen Alters eingeschlossen. Ein halbautomatischer Algorithmus für die Segmentierung der Sehstrahlung wurde angewendet und die Diffusions- und Anisotropie-Parameter berechnet. Die Bedeutung der unterschiedlichen Kovariaten Alter, BLDF und FDT für die DTI-Parameter wurde mittels partieller Korrelationsanalyse analysiert.

Ergebnisse: Eine Analyse der Kovariaten ergab teilweise erhebliche Autokorrelationen zwischen den Kovariaten. Nach Korrektur der Messdaten um die Kovariaten waren die Korrelationen zwischen den DTI-Parametern und BLDF in allen Gruppen signifikant. FDT korrelierte nur in der Kontroll- und POWG-Gruppe mit den DTI-Parametern. In der NDG-Gruppe jedoch war wegen einer starken Streuung der FDT-Werte eine Korrelation zwischen FDT und DTI-Parametern auch nach Datenkorrektur nicht nachweisbar.

Schlussfolgerung: Nach statistischer Eliminierung der Autokorrelation der Kovariaten Alter, BLDF und FDT korreliert die Papillenmorphologie bei den Kontrollpatienten und bei den Glaukompatienten mit der axonalen Integrität bzw. Demyelinisierung/Gliazellschädigung der Sehstrahlung. Die beeinträchtigte Kontrastsensitivität ist beim NDG im Gegensatz zum POWG variabel und nicht eindeutig mit dem Zustand des 3. oder 4. Neurons assoziiert. Die Autokorrelationen zwischen den einzelnen Parametern stellen ein wichtiges Element bei der Beurteilung der Sehbahn dar.

Abstract

Background: In primary open angle glaucoma (POAG) and its non-barotraumatic subgroup, normal tension glaucoma (NTG), the pathophysiological differences are not clear. A participation of the 4th neuron of the visual pathway (optic radiation) appears possible on the basis of related experimental studies. The goal of the present study was the evaluation of the optic radiation by diffusion tensor imaging (DTI), which is based on the magnetic resonance imaging. The diffusion and anisotropy parameters of the optic radiation as a marker of axonal integrity and demyelination/damage of glial cells, respectively, were used to investigate the relation between the morphology of the papilla (BLDF, linear discriminant function of Burk) and the contrast sensitivity (FDT, frequency doubling test).

Patients and Methods: In this prospective observational study 13 POAG patients, 13 NTG patients, and 7 control patients of the same mean age were included. For segmentation of the optic radiation a semi-automated algorithm was applied and the diffusion and anisotropy parameters were calculated. The importance of the covariates age, BLDF, and FDT for the DTI parameters was determined using partial correlation analysis.

Results: Analysis of the covariates partially showed a clear autocorrelation. The correlations between the DTI parameters and BLDF were significant in all groups after correction of the measurement values for the covariates. FDT correlated with DTI parameters in controls and POAG. The NTG group did not show this correlation due to a strong spreading of the FDT values.

Conclusion: After statistical elimination of the autocorrelation of the covariates age, BLDF, and FDT the morphology of the papilla correlated with the axonal integrity and demyelination/glia cell impairment of the optic radiation in controls and glaucoma. In NTG the impaired contrast sensitivity is highly variable and is not associated with the condition of the 3rd or 4th neuron, respectively, as compared to POAG. The autocorrelation between individual covariates represents an important element for the judgement of the visual pathway.

Schlüsselwörter

Diffusion Tensor Imaging - Glaukom - Sehstrahlung - Papillenmorphologie - Kontrastsensitivität

Key words

diffusion tensor imaging - glaucoma - optic radiation - morphology of the papilla - contrast sensitivity

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