Índice Bitalámico como posible nuevo biomarcador de atrofia talámica en pacientes con Esclerosis Múltiple

Abstract

Multiple sclerosis (MS) is the most common chronic and inflammatory demyelinating neurodegenerative disease in young adults with poorly understood pathophysiology. Cerebral Atrophy (CA) has been recognized as a marker of disease progression, which affects the regions affected by its different phenotypes as a child Relapsed-Remission Multiple Sclerosis (RRMS), Progressive Primary Multiple Sclerosis (PPMS), Secondary Multiple Sclerosis Progressive (SMSP), and Progressive Relapsed Multiple Sclerosis (PRMS). This has generated interest in the exploration and quantification of the volume of the structures of the Central Nervous System (CNS). The quantification of CA is limited to the evaluation of cadaveric specimens, but the advent of Magnetic Resonance Imaging (MR) and volumetric software recognized in vivo intracranial volume, taking into account the inherent limitations such as the need for machinery additionally, specialized software and trained personnel restricted to its use in the field of research. Thalamic Atrophy (TA) has been directly related to the neurodegeneration process that implies an alteration of the clinical assessment scales (Expanded Disability Status Scale (EEED), Ambulatory Index (AI), among others), so The Thalamic Volume (TV) has been proposed as a marker of progression and assessment of the response to Modified Disease Therapy (MDT). The evaluation of the TV has been determined directly (volumetry by thalamic segmentation -VTS-), this being the gold test for the in vivo quantification of the volume of the thalamus), and indirectly (amplitude of the third ventricle -ATV-), with proper relation to clinical evaluation tests. In our work we propose a new linear morphometric measurement by MRI, the Bitalamic Index (BI), the quality can obtain the initial evaluation and follow-up studies; This was compared with another morphometric linear measure that is the ATV and with the VTS that is the gold test in the quantification of thalamic atrophy in vivo, to determine if the BI allows quantifying the thalamic atrophy and can be used in the analysis of images of patients with MS by the radiologist and the treating neurologist. For this purpose, a correlation study of concordance type was conducted that sought to determine if the IB measurement correlated with the ATV measurements and the VST issued by the volBrain version 1.0 free access program, to determine thalamic atrophy. Since there was no reference in the literature to determine whether the loss of brain volume secondary to gender and age in the Colombian population behaved similarly to that reported in the information libraries of international literature, it was also determined the thalamic volume of a seemingly comparable population without the diagnosis of MS or of the known neurological disease chosen at random, to verify whether the report issued by the volBrain program could be taken as a reference. Taking into account that these results are valid for the population of patients who were analyzed and cannot be extrapolated beyond these. The results that the BI does not allow to quantify the thalamic atrophy, on the other hand, the increase in the ATV is acceptably related to the atrophy of the thalamus, something already reported in the literature. Therefore, it can be concluded that new measures should be explored in two-dimensional images for the quantification of TA, since the volume by segmentation programs imply an increase in time and resources, which restricts their use in clinical practice.

La Esclerosis Múltiple (EM) es la enfermedad neurodegenerativa desmielinizante crónica e inflamatoria más común en adultos jóvenes de fisiopatología pobremente entendida. La Atrofia Cerebral (AC) ha sido reconocida como un marcador de progresión de la enfermedad, que dependiendo de las regiones afectadas debutará con sus diferentes fenotipos como son Esclerosis Múltiple Recaída-Remisión (EMRR), Esclerosis Múltiple Primaria Progresiva (EMPP), Esclerosis Múltiple Secundaria Progresiva (EMSP), y Esclerosis Múltiple Recaída Progresiva (EMRP). Esto ha generado interés en la exploración y cuantificación del volumen de las estructuras del Sistema Nervioso Central (SNC). La cuantificación de la AC se limito inicialmente a la evaluación de especímenes cadavéricos, pero el advenimiento de la Resonancia Magnética (RM) y de los softwares de volumetría permitió la estimación in vivo del volumen intracraneal, teniendo como limitaciones inherentes como son la necesidad de maquinaria adicional, software especializado y de personal entrenado restringiendo su uso al campo de la investigación. La Atrofia Talámica (AT), ha sido relacionada directamente con el proceso de neurodegeneración que conlleva a alteración de las escalas de valoración clínica (Escala Expandida del Estado de Discapacidad (EEED), Índice Ambulatorio (IA), entre otras), por lo que el Volumen Talámico (VT) ha sido propuesto como marcador de progresión y de valoración de la respuesta a la Terapia Modificadora de la Enfermedad (TME). La evaluación del VT se ha determinado de manera directa (volumetría por segmentación talámica -VST-), siendo esta la prueba de oro para la cuantificación in vivo de volumen de los tálamos), e indirecta (amplitud del tercer ventrículo -ATV-), con adecuada relación con las pruebas de evaluación clínica. En nuestro trabajo planteamos una nueva medida lineal morfométrica por RM, el Índice bitalámico (IB), la cual se puede obtener de los estudios de evaluación inicial y de seguimiento; este se comparó con otra medida lineal morfométrica que es la ATV y con la VST que es la prueba de oro en la cuantificación de atrofia talámica in vivo, para determinar si el IB permite cuantificar la atrofia talámica y puede ser usado en el análisis de las imágenes de los pacientes con EM por parte del radiólogo y el neurólogo tratante. Para este propósito se realizó un estudio de correlación de tipo concordancia que busco determinar si la medición del IB se correlacionaba con las medidas de ATV y la VST emitido por el programa de acceso libre volBrain versión 1.0, para determinar atrofia talámica. Dado que no se contaba con un referente en la literatura para determinar si la pérdida de volumen encefálico secundario al género y la edad en la población colombiana se comportaba de manera similar que la reportada en las bibliotecas de información de la literatura internacional, se determino también el volumen talámico de una población aparentemente comparable sin el diagnóstico de EM ni de enfermedad neurológica conocida escogida de manera aleatoria, para verificar si el reporte emitido por el programa volBrain podría ser tomado como referencia. Teniendo en cuenta que estos resultados son válidos únicamente para la población de pacientes que fue analizada y no pueden extrapolarse más allá de estos. Los resultados mostraron que el IB no permite cuantificar adecuadamente la atrofia talámica, en cambio el aumento en la ATV se relaciona aceptablemente con la atrofia de los tálamos, algo ya reportado en la literatura. Por lo anterior se puede concluir que se deben explorar nuevas medidas en las imágenes bidimensionales para la cuantificación de AT, ya que los programas de volumetría por segmentación implican un aumento en el tiempo y los recursos lo que restringe su uso en la práctica clínica.