Hirnstörungen und Therapie

Abstrakt

Entdeckung therapiespezifischer Biomarker für das Postkommotionelle Syndrom mittels funktioneller neurokognitiver Bildgebung

Mark D. Allen, Caleb T. Epps

Hintergrund: Ein erheblicher Prozentsatz der Patienten mit einer Gehirnerschütterung leidet unter einem Postkommotionellen Syndrom (PCS). Die funktionelle Magnetresonanztomographie (MRT) zeigt bei PCS-Patienten unregelmäßige, vom Sauerstoffgehalt im Blut abhängige Signale. PCS-Biomarker mit funktionellen prädiktiven Werten müssen noch entdeckt und validiert werden. Daher beschreibt diese Studie fünf PCS-Biomarker und ihre therapeutische Anwendung.
Methoden: Es wurde ein neurokognitives Bildgebungsprotokoll entwickelt und anhand einer Gruppe gesunder Kontrollpatienten ein normativer Referenzatlas erstellt. Die Suche nach Biomarkerkandidaten wurde anhand einer ersten Stichprobe von PCS-Patienten durchgeführt. Die Probenvalidierung wurde für jeden Biomarker anhand einer neuen Stichprobe von PCS-Patienten durchgeführt, um Sensitivitäten/Spezifitäten zu bewerten. Eine multivariante Basisratenanalyse wurde mit 132 neuen Patienten durchgeführt und eine Basisraten-Grenzwertmatrix erstellt. Ein Beispiel für die therapeutische Anwendung des Biomarkers bei einem PCS-Patienten wird beschrieben.
Ergebnisse: Die fünf funktionellen Biomarker umfassten: Hypoaktivierung des frontalen Aufmerksamkeitssystems, Hypoaktivierung des subkortikalen Systems, Hyperaktivierung des visuellen Systems, Hypoaktivierung des verbalen Systems und Hyperaktivierung des frontalen/parietalen Systems. Die Sensitivitäten und Spezifitäten der einzelnen Biomarker werden berichtet. Zusammenfassend ergab sich unter Verwendung der Basisraten-Grenzwertmatrix und eines Grenzwerts mit 3/5 Biomarkern unterhalb des 10. Perzentils als Grenzwert eine geeignete Sensitivität (88 %) und Spezifität (99 %). Die Verwendung dieser Biomarker war entscheidend für die erfolgreiche Behandlung von Patient A.
Schlussfolgerung: Wir berichten über die Entdeckung von fünf funktionellen PCS-Biomarkern. Wir zeigen ein Beispiel für die therapeutische Anwendung der fünf Biomarker bei der erfolgreichen Behandlung von PCS. Diese Neurobildgebungs-Biomarker dienen dazu, die Diagnosemöglichkeiten und die anschließenden PCS-Rehabilitationsbemühungen zu verbessern.