Evaluación de las medidas ecográficas transorbitales del diámetro del nervio óptico en el contexto del volumen cerebral global y regional en la esclerosis múltiple

Jun 22, 2023

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 5578 (2023) Citar este artículo

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La ecografía transorbitaria (TOS) podría ser un método rápido y conveniente para detectar la atrofia del nervio óptico, posiblemente proporcionando un marcador que podría reflejar otros marcadores estructurales cuantitativos de la esclerosis múltiple (EM). Aquí evaluamos la utilidad de TOS como una herramienta complementaria para evaluar la atrofia del nervio óptico e investigamos cómo las medidas derivadas de TOS se corresponden con los marcadores cerebrales volumétricos en la EM. Reclutamos a 25 controles sanos (HC) y 45 pacientes con EM recurrente-remitente y realizamos un examen ultrasonográfico en modo B del nervio óptico. Además, los pacientes se sometieron a resonancias magnéticas para obtener imágenes FLAIR y STIR potenciadas en T1. Los diámetros del nervio óptico (OND) se compararon entre pacientes con HC, MS con y sin antecedentes de neuritis óptica (no-ON) utilizando un modelo ANOVA de efectos mixtos. La relación entre el OND promedio dentro del sujeto y las medidas volumétricas cerebrales globales y regionales se investigó utilizando FSL SIENAX, morfometría basada en vóxeles y FSL FIRST. OND fue significativamente diferente entre HC-MS (HC = 3,2 ± 0,4 mm, MS = 3 ± 0,4 mm; p < 0,019) y encontramos una correlación significativa entre OND promedio y cerebro completo normalizado (β = 0,42, p < 0,005), gris materia (β = 0,33, p < 0,035), materia blanca (β = 0,38, p < 0,012) y volumen de líquido cefalorraquídeo ventricular (β = − 0,36, p < 0,021) en el grupo de EM. La historia de ON no tuvo impacto en la asociación entre OND y los datos volumétricos. En conclusión, OND es un marcador sustituto prometedor en la EM, que se puede medir de manera simple y confiable usando TOS, y sus medidas derivadas corresponden a medidas volumétricas cerebrales. Debería explorarse más a fondo en estudios más amplios y longitudinales.

La esclerosis múltiple (EM) es una enfermedad inflamatoria autoinmune crónica del sistema nervioso central (SNC). Se caracteriza por episodios agudos de desmielinización y pérdida axonal crónica, que pueden conducir a un déficit neurológico y cognitivo irreversible1. La vía visual, especialmente el nervio óptico, no solo está comúnmente involucrada en la enfermedad, sino que también es uno de los primeros sitios donde se desarrolla la inflamación2. Los síntomas de la inflamación del nervio óptico, la neuritis óptica (NO), pueden incluir movimientos oculares dolorosos, seguidos de disfunción visual unilateral2. El pronóstico suele ser favorable incluso sin tratamiento3,4. Se informa que la neuritis óptica es la primera manifestación de la enfermedad en aproximadamente un tercio de los pacientes y alrededor del 70 % de los pacientes experimentan síntomas de ON5,6,7. Además, un estudio prospectivo a largo plazo ha demostrado que el 74 % de las mujeres y el 34 % de los hombres que habían padecido previamente ON habrán sido diagnosticados de EM en un plazo de 15 años8. Además, se demostró que la función del nervio óptico está alterada incluso en ausencia de neuritis óptica en pacientes con EM9.

El diagnóstico de la esclerosis múltiple se basa en sus características clínicas y la confirmación de la diseminación en el tiempo (DIT) y el espacio (DIS). Desde un punto de vista radiológico, el DIS puede demostrarse por lesiones en determinadas localizaciones predeterminadas (periventricular, (yuxta)cortical, infratentorial, espinal). En los últimos años ha habido un debate en curso sobre si las lesiones del nervio óptico contribuirían al criterio DIS. Mientras que los criterios MAGNIMS 201610 sugirieron incluir las lesiones del nervio óptico en los criterios DIS, la revisión de 2017 de los criterios McDonald11 no consideró las lesiones del nervio óptico de disfunción para DIS debido a evidencia insuficiente que lo respalda. El consenso MAGNIMS de 202112 también sugiere utilizar la RM del nervio óptico dedicada solo de manera opcional en el estudio diagnóstico.

La elección de la modalidad para la detección de anomalías estructurales asociadas al nervio óptico es un tema de debate, existen varios candidatos. La tomografía de coherencia óptica (OCT) es un método basado en la interferometría que utiliza luz infrarroja de baja coherencia para representar objetos que dispersan la luz en alta resolución en dos dimensiones. Tiene una alta reproducibilidad intra e interobservador13,14, y se utiliza ampliamente en el examen de la vía visual anterior. La OCT ha demostrado ser fiable para detectar la atrofia de las fibras de la retina, que se correlaciona bien con la pérdida axonal15, la atrofia cerebral16,17,18 así como el grado de discapacidad17,19,20,21 y la discapacidad visual22,23,24 en pacientes con EM15 ,20,25,26,27,28,29. Además, estudios previos han demostrado que existe una estrecha correlación entre el grosor de la capa de fibras nerviosas de la retina (RNFL) y el diámetro del nervio óptico, lo que sugiere que al medir la OND, también se puede evaluar indirectamente la pérdida axonal30,31.

La ultrasonografía transorbitaria (TOS) es una técnica de cabecera no invasiva prometedora para examinar el nervio óptico. Las mediciones ultrasonográficas del diámetro de la vaina del nervio óptico (ONSD) se correlacionan bien con las mediciones de resonancia magnética tomadas a la misma distancia del disco óptico (3 y 5 mm)32. Además, TOS tiene una alta confiabilidad intra e interobservador, además de ser un método económico que cualquier médico puede dominar fácilmente33,34. Su uso está muy extendido en la evaluación de la hipertensión intracraneal mediante la medición del diámetro de la vaina del nervio óptico (ONSD), para lo cual ha demostrado ser útil35,36,37. El TOS también ha demostrado ser viable en el diagnóstico de la EM: al medir el diámetro del nervio óptico (OND) o el diámetro de la vaina del nervio óptico (ONSD), se puede revelar atrofia38,39,40 o inflamación41 del nervio, que puede ser una primera manifestación de la enfermedad. .

Estudios anteriores mostraron que la inflamación del sistema visual anterior llega también al sistema posterior a través de la degeneración axonal transináptica retrógrada42,43. Según esto, en teoría, es posible identificar biomarcadores entre las estructuras visuales anteriores, como el diámetro del nervio óptico (OND), que se puede medir fácilmente con ultrasonografía, que representan otros marcadores cuantitativos globales, como la atrofia cerebral y gris regional. volúmenes de materia. La prueba de esta teoría significaría que al medir el diámetro del nervio óptico, también se podrían evaluar indirectamente los parámetros cerebrales globales. Los estudios que investigan esta asociación entre los parámetros del nervio óptico y los marcadores convencionales relacionados con la EM informan resultados contradictorios y son pocos, centrándose principalmente en la relación entre el diámetro de la vaina del nervio óptico, los parámetros de la enfermedad y la estructura cerebral alterada39. Sin embargo, el diámetro del nervio óptico desnudo podría ser más representativo de la pérdida axonal, por lo que podría reflejar alteraciones cerebrales estructurales con mayor precisión15.

No está claro si los cambios estructurales del nervio óptico se traducen en atrofia cerebral o si se desarrollan de forma independiente como resultado de la naturaleza difusa de la EM. Dado que la atrofia cerebral global y las alteraciones estructurales del nervio óptico aparecen al principio de la enfermedad2 y continúan a lo largo del curso de la enfermedad, planteamos la hipótesis de que la OND se correlaciona con los volúmenes cerebrales globales y regionales. En este estudio transversal primero investigamos si OND difiere entre pacientes con EM e individuos sanos. Luego, también se examina la relación entre OND y marcadores de resonancia magnética estructural global y regional en pacientes con EM. Finalmente, evaluamos cómo la aparición previa de neuritis óptica influye en la correlación entre OND y los marcadores estructurales de resonancia magnética antes mencionados.

Se reclutaron 45 pacientes con edades comprendidas entre los 18 y los 50 años diagnosticados de esclerosis múltiple remitente-recurrente (EMRR) según los criterios de McDonald de 2005, 2010 o 2017 en función del momento del diagnóstico11,44,45. Todos ellos fueron reclutados de la Clínica Ambulatoria de Esclerosis Múltiple del Departamento de Neurología de la Universidad de Szeged. Los pacientes con EMRR solo se incluyeron si no habían tenido recaídas durante los tres meses anteriores al momento del examen y habían recibido terapia modificadora de la enfermedad. Entre los criterios de exclusión para los pacientes se encontraban condiciones oftalmológicas actuales (p. ej., glaucoma), enfermedades neurológicas distintas de la EMRR, así como cualquier enfermedad psiquiátrica y diabetes o hipertensión no tratada. Como grupo de control, reclutamos a 25 voluntarios sanos de la misma edad y género. Los criterios de exclusión para los controles fueron cualquier enfermedad neurológica, psiquiátrica u oftalmológica, así como diabetes o hipertensión no tratada. A los pacientes con EMRR se les realizó un examen neurológico para determinar su grado de discapacidad según la Escala Expandida del Estado de Discapacidad (EDSS)46. Los datos demográficos detallados de los participantes se describen en la Tabla 1.

Todos los participantes dieron su consentimiento informado por escrito de acuerdo con la Declaración de Helsinki y el Comité de Ética de Investigación Biomédica Humana Regional e Institucional de la Universidad de Szeged, Szeged, Hungría, aprobó todos los protocolos experimentales (000002/2016/OTIG). Toda la investigación se realizó de acuerdo con las directrices y regulaciones pertinentes.

La medición ultrasónica en modo B se realizó en el sitio del examen ambulatorio utilizando el transductor lineal de 12 MHz de un sistema de ultrasonido GE Logiq P9. El transductor se colocó en el párpado de los pacientes de forma horizontal, con la lubricación adecuada aplicada. El índice mecánico se redujo por debajo de 0,4 y la duración del examen se limitó a un máximo de 3 min por ojo para evitar el daño térmico. Se realizó una exploración cuidadosa de la órbita en el plano horizontal para identificar el nervio óptico y se utilizó para la medición la parte que parecía más ancha en la evaluación visual. Las medidas se tomaron a una distancia de 3 mm del disco óptico en línea con el eje longitudinal como se describe en estudios previos37,38,47. El área hipoecogénica interna en la sección longitudinal se identificó como el nervio óptico y el área hiperecogénica externa como la vaina del nervio óptico. Medimos el diámetro de la zona hipoecogénica interna (fig. 1). El intervalo de tiempo promedio entre la última aparición documentada de neuritis óptica y la ecografía transorbitaria fue de 40 ± 37,141 meses para los pacientes con ON.

Ejemplo de medición del diámetro del nervio óptico con ultrasonografía transorbitaria. Los diámetros del nervio óptico se midieron a una distancia de 3 mm detrás del disco óptico en una vista longitudinal del nervio.

Los pacientes se sometieron a mediciones de resonancia magnética en un escáner 3T GE MR750W Discovery (GE, Milwaukee, EE. UU.) en el Departamento de Radiología de la Universidad de Szeged. Para cada paciente se adquirieron las siguientes imágenes de acuerdo con nuestras recomendaciones recientes48,49. Imágenes ponderadas en T1 de eco de gradiente estropeado rápido axial 3D (FSPGR) (TR = 450 ms, TE = 4,2 ms, FOV = 256 mm, grosor de corte de 1 mm, ángulo de giro 12), imágenes ponderadas en T1 de eco de espín 2D (SE) (TR = 500 ms, TE = 4,2 s, FOV = 240 mm, espesor de corte 1,4 mm, ángulo de giro 73), recuperación de inversión atenuada por fluido sagital 3D (FLAIR) (TR = 6,7 ms, TI = 1,8 ms, FOV = 250 ms, espesor de corte 1,4 mm) e imágenes de recuperación de doble inversión (DIR) 3D (TR = 7000 ms, TE = 90 ms, TI = 546 ms, TI2 = 2900 ms, FOV = 250 mm, espesor de corte 1,4 mm), 2D T2 axial y secuencias de eco de espín rápido ponderadas de densidad de protones (PD) de eco dual (TR = 3000 ms, TE = Min Full, TE2 = 102 ms, FOV = 240 mm, ángulo de giro 125, espesor de corte 3,0 mm) y corte coronal 2D Imágenes de recuperación de inversión tau (STIR) en el nervio óptico y el quiasma (TR = 3000 ms, TE = 42 ms, TI = 185 ms, FOV = 240 mm, ángulo de giro 111). Todas las imágenes de RM fueron evaluadas por un solo neurorradiólogo (ZTK) para reducir la variabilidad entre evaluadores50. Utilizamos secuencias potenciadas en T1 3D para análisis volumétricos, FLAIR sagital para detectar lesiones periventriculares y yuxtacorticales perpendiculares al cuerpo calloso, y secuencias DIR 3D para detectar lesiones (yuxta-)corticales. Las imágenes STIR coronales se utilizaron para identificar lesiones del nervio óptico, pero todas las demás secuencias se pusieron a disposición en caso de duda. La mediana de la brecha de tiempo entre las mediciones de MRI y TOS fue de 139 ± 77 días.

Después del procedimiento de imagen, clasificamos los parámetros oculares de los pacientes con EM en grupos según la presencia de lesiones del nervio óptico en la resonancia magnética y el historial de neuritis óptica. La historia clínica, los datos funcionales (PEV y/o agudeza visual) y estructurales (IRM) se extrajeron retrospectivamente de las historias clínicas para determinar la neuritis óptica previa. La clasificación detallada se muestra en la Tabla 2.

Para llevar a cabo el análisis de volumetría cerebral, utilizamos la biblioteca de software FMRIB (FSL v5.0.1051). Las estimaciones transversales de los volúmenes de tejido cerebral global y parcial, normalizados para el tamaño de la cabeza individual, se adquirieron utilizando FSL SIENAX52,53. Durante el transcurso de este análisis, se extraen imágenes del cráneo y no cerebrales y se realiza un registro afín aplicado al espacio estándar MNI152 para determinar el factor de escala volumétrico utilizado en el paso de normalización. Finalmente, la segmentación por tipo de tejido se realiza para obtener estimaciones separadas de materia gris (GM), materia gris cortical (o periférica) (pGM), materia blanca (WM) y volumen de LCR ventricular (vCSF)54. A partir de las imágenes T2 FLAIR, se crearon manualmente máscaras de lesiones binarias utilizando FSLeyes55, que luego fueron revisadas por dos neurorradiólogos experimentados (y ciegos) de forma independiente. Dado que las lesiones pueden influir en la segmentación y, en consecuencia, en la estimación del volumen, antes del análisis se utilizó la herramienta lesion_filling56 de FSL. Los datos volumétricos de las estructuras subcorticales se estimaron utilizando FSL FIRST, una herramienta de registro y segmentación basada en modelos, que utiliza modelos de forma deformable basados ​​en datos de entrenamiento previos para obtener un ajuste de forma óptimo para una variedad de estructuras subcorticales53; aquí nos enfocamos en los tálamos dada su estructura frecuentemente alterada y su relevancia para los procesos patológicos relacionados con la EM descritos en estudios previos57. Los datos volumétricos de las estructuras subcorticales también se normalizaron para el tamaño de la cabeza individual mediante la multiplicación con el factor de escala volumétrico obtenido durante el análisis SIENAX. Para investigar la relación entre las medidas volumétricas corticales y subcorticales y la OND promedio, calculamos la correlación parcial de Pearson, corrigiendo por edad y sexo, que supuestamente influyen en los volúmenes de las estructuras corticales y subcorticales58,59. Además, empleamos pruebas T de muestras independientes de Student para evaluar las diferencias en las medidas volumétricas entre pacientes con EM ON y no ON.

Las asociaciones entre el OND promedio y la densidad de materia gris cortical regional se investigaron con un protocolo optimizado de morfometría basada en vóxeles (VBM)60, utilizando la implementación de FSL61. Las imágenes ponderadas en T1 se extrajeron del cerebro y se segmentaron en materia gris, luego se normalizaron al espacio MNI152 mediante el registro no lineal con FNIRT para crear una plantilla específica del estudio. Luego, las imágenes individuales se registraron en esta plantilla y se suavizaron utilizando un kernel gaussiano isotrópico con una sigma de 3 mm. Antes del análisis se aplicó lesion_filling de FSL. En el análisis estadístico, también aplicamos una máscara GM estándar a la salida de VBM para minimizar la inclusión de cualquier posible diferencia de intensidad de la sustancia blanca. La inferencia estadística se realizó utilizando un enfoque basado en un modelo lineal general (GLM) implementado en la aleatorización de FSL, con una mejora de clústeres sin umbral para tener en cuenta la interdependencia espacial y la corrección de comparaciones múltiples mediante el control del error familiar62. Evaluamos los siguientes diseños en el marco GLM: correlación entre OND promedio y medidas voxelwise en todo el grupo de EM; diferencia de la pendiente de regresión entre OND promedio y medidas voxelwise en pacientes ON y no ON (interacción covariable continua). Incluimos la edad, el sexo y el tiempo entre las exploraciones de resonancia magnética y las mediciones de TOS como regresores molestos. Para los análisis de VBM, también probamos diseños que incluían además el factor de escala volumétrica de acuerdo con estudios previos42,43.

El análisis estadístico se llevó a cabo utilizando RStudio versión 1.263. Los paquetes car64 y lme465 se utilizaron para la evaluación estadística y la construcción de modelos. Se usó ggplot266 para la visualización. Para evaluar la correlación entre el diámetro del nervio óptico y los parámetros clínicos y volumétricos, se utilizó un modelo lineal de efectos mixtos. En el modelo, el sujeto era el efecto aleatorio y los grupos (HC-MS, ON-non-ON), edad, sexo, volumen cerebral y de lesión normalizado y recuento de lesiones se manejaron como efectos fijos separados. Se calculó ANOVA a partir del modelo para evaluar la variabilidad entre grupos. Los ojos de los pacientes se inspeccionaron de forma independiente porque un promedio de los dos ojos podría ser engañoso y la diferencia dentro de un mismo paciente, en cuanto a la lateralidad y la afectación de la neuritis óptica, es insignificante según estudios previos39,67. Sin embargo, dado que usamos el OND promedio como variable independiente en el análisis de resonancia magnética, también probamos si el OND promedio difiere entre HC y el grupo de EM agrupado, y pacientes con y sin antecedentes de ON usando pruebas T de muestras independientes. El nivel de significación se fijó en α = 0,05. También evaluamos si la duración de la enfermedad, la EDSS y el volumen total de la lesión se correlacionan con la OND promedio. No se han realizado correcciones estadísticas para comparaciones múltiples.

Los pacientes con (n = 23) y sin antecedentes de neuritis óptica (n = 22) no difirieron en términos de duración de la enfermedad, carga lesional (prueba t de Student; p < 0,26 y p < 0,23) o EDSS (Mann-Whitney prueba U; p < 0,8). Los participantes sanos (n = 25) no se diferenciaron del grupo con EM (n = 45) en términos de edad (prueba t de Student; p < 0,3) y distribución por sexo (prueba exacta de Fisher; p < 0,2). Tampoco hubo diferencias en la distribución por edad (prueba t de Student; p < 0,825) y sexo (prueba exacta de Fisher; p < 0,212) entre los grupos ON (n = 23) y NON (n = 22). Si bien no se probó formalmente en el momento del TOS, la agudeza visual de los pacientes se recopiló retrospectivamente de sus expedientes clínicos y todos los pacientes tenían una agudeza visual de 1 o corregida a 1.

El diámetro del nervio óptico (OND) en pacientes con EM fue significativamente menor que el de los controles sanos (HC = 3,174 ± 0,376 mm, n = 50; MS = 2,974 ± 0,407 mm, n = 90; p < 0,0178) (Fig. .2a). No hubo diferencia significativa de OND entre los grupos ON y NON (ON = 3,113 ± 0,422 mm, n = 31; NON = 2,901 ± 0,384 mm, n = 59; p < 0,089) (Fig. 2b). No encontramos diferencias significativas entre los diámetros de los nervios ópticos que tenían lesiones detectables por RM en su interior (2,99 ± 0,482 mm, n = 31) y los que no las tenían (2,959 ± 0,372 mm, n = 59) (Fig. 2c). La OND promedio también fue menor en el grupo combinado de EM (n = 45) en comparación con HC (n = 25; p < 0,022), pero no difirió entre los pacientes con (n = 23) y sin antecedentes de ON (n = 22).

Diferencia de OND entre grupos. ( a ) Diferencia de diámetro entre los grupos HC y MS. El diámetro del nervio óptico en pacientes con EM fue significativamente menor que el de los controles sanos (HC = 3,174 ± 0,376 mm, n = 50; MS = 2,968 ± 0,406 mm, n = 90; p < 0,0178). (b) Diferencia de diámetro entre los grupos HC, ON y NON. Los diámetros en los grupos ON-NON no difirieron significativamente (ON = 3,113 ± 0,422 mm, n = 31; NON = 2,901 ± 0,384 mm, n = 59; p < 0,089). (c) Diferencia de diámetro entre los nervios ópticos que tenían lesiones detectables por resonancia magnética dentro de ellos (lesión positiva, n = 31) y los que no las tenían (lesión negativa, n = 59). No encontramos diferencias significativas entre los dos grupos.

Ni la duración de la enfermedad (grupo ON: R = 0,06, p < 0,75, n = 31; grupo no ON: R = 0,065, p < 0,062, n = 59), ni las puntuaciones EDSS (grupo ON: R = 0,15, p < 0,42, n = 31; grupo sin ON: R = 0,015, p < 0,91, n = 59) han mostrado una correlación significativa con el diámetro del nervio óptico en cualquiera de los grupos al considerar los ojos individualmente o cuando se utilizó la OND promedio ( grupo ON: n = 23; grupo NO: n = 22).

Nuestro análisis mostró que OND individual en el grupo de EM (n = 90) se correlacionó significativamente con el volumen cerebral total normalizado (β = 0.279; p < 0.007), y dentro de los pacientes, el grupo NON (n = 59) mostró una correlación significativa ( β = 0,359; p < 0,009), después de corregir por edad, sexo, tamaño de la cabeza (es decir, factor de escala), duración de la enfermedad, EDSS y volumen de la lesión. También encontramos una correlación significativa entre el OND promedio y el volumen cerebral total normalizado (β = 0.421, p < 0.005), volumen GM (β = 0.326, p < 0.035), volumen WM (β = 0.379, p < 0.012) y volumen vCSF ( β = –0,357, p < 0,021) en el grupo de EM combinado (n = 45), corregido por edad, sexo y tiempo entre las mediciones de TOS y MRI. La correlación siguió siendo significativa para todo el cerebro y el volumen de materia gris cuando el OND promedio se normalizó para el tamaño de la cabeza con el factor de escala volumétrica (volumen total del cerebro: β = 0,32, p < 0,039; volumen GM: β = 0,322, p < 0,038). Encontramos que el volumen de la lesión no se correlacionó significativamente con el diámetro del nervio óptico. Por otro lado, el recuento de lesiones en el grupo NON (n = 59) se correlacionó bien con OND (β = -0,412; p < 0,002). No se ha revelado una correlación significativa entre los volúmenes de la estructura subcortical de OND.

No encontramos correlación entre el OND promedio y la densidad de materia gris regional en el análisis de VBM (R = 0.14, p <0.36).

No encontramos interacción entre las diferencias de los grupos OND promedio y ON-NON (n = 23 y n = 22 respectivamente) en el análisis de VBM, lo que significa que no hubo diferencias con respecto a las pendientes de regresión del cambio regional de materia gris-OND entre los pacientes ON y NON MS. Con respecto a los volúmenes cerebrales globales, la asociación entre OND promedio y los parámetros derivados de SIENAX retuvo significación estadística cuando también corregimos por la historia de ON; de hecho, la correlación se hizo más fuerte (NBV: β = 0,47, p < 0,002; GM: β = 0,392, p < 0,011; WM: β = 0,449, p < 0,003; vCSF: β = − 0,36, p < 0,021).

En nuestro estudio mostramos que el diámetro del nervio óptico (OND) era menor en pacientes con EMRR en comparación con la población sana, y que el diámetro del nervio óptico se correlacionó bien con las medidas de atrofia cerebral. No se encontró correlación entre la OND y los volúmenes regionales de materia gris.

A lo largo de los años, se evaluaron numerosos biomarcadores para ver cuáles podrían ayudar en el proceso de diagnóstico de la EM o predecir de manera confiable varios aspectos de la misma, como la respuesta a la terapia, la progresión y el pronóstico. La pérdida axonal es uno de los factores más importantes que contribuyen a la discapacidad irreversible en la EM, por lo que si fuera posible evaluarla, podría convertirse en un nuevo biomarcador útil de la EM19. Los estudios proporcionan evidencia de la degeneración axonal transsináptica en la vía visual de los pacientes con EM42,43, lo que sugiere que, en teoría, la pérdida axonal y otros parámetros cerebrales globales podrían estimarse indirectamente mediante el examen del sistema visual anterior. Sin embargo, el método de examen óptimo de las estructuras ópticas es un tema de debate.

Mientras que OCT es un método más preciso que puede diferenciar bien entre varias capas de la retina, el ultrasonido transorbitario (TOS) solo es capaz de estimar aproximadamente la integridad de estas capas, ya que solo puede examinarlas como un todo. A pesar de esto, la ecografía todavía tiene ventajas que incluyen su bajo requisito de habilidad, alta accesibilidad y alta confiabilidad intra e interobservador31,35,38,39,67. Además, también es un método viable para evaluar el estado del nervio óptico tanto en la inflamación aguda como en la atrofia crónica40,41,68,69,70,71.

En nuestro estudio, utilizamos la ultrasonografía en modo B para investigar cómo varía el diámetro del nervio óptico entre los grupos de EM y HC y encontramos diámetros significativamente más pequeños en el grupo de EM, lo que respalda la viabilidad de la OND como marcador complementario de la progresión de la enfermedad en la EM. Esto confirma los resultados de estudios recientes31,39,40, en los que los autores también han encontrado que el diámetro es menor en la EM utilizando medidas de TOS. Tomamos nuestras medidas en la sección longitudinal y no en la sección transversal, porque según un estudio anterior38, la medición de la sección transversal no solo es poco confiable, sino también difícil de realizar correctamente. Otros estudios han demostrado que no existe una diferencia significativa entre los valores medidos a 3 mm ya 5 mm en MS. En nuestro caso, las medidas se tomaron a 3 mm por detrás de la papila. Según nuestro examen de resonancia magnética, el grupo con lesiones presentes en el nervio óptico (grupo con lesiones) no se ha diferenciado significativamente del grupo que no tenía lesiones (grupo sin lesiones). Esto podría atribuirse a la subestimación de las lesiones del nervio óptico, que se debe en parte a la resolución espacial relativamente pobre de la secuencia utilizada en la imagen del nervio.

Descubrimos que el diámetro promedio del nervio óptico (OND) se correlaciona con los datos volumétricos del cerebro en nuestra muestra. Hasta donde sabemos, esto no ha sido investigado antes; varios estudios examinaron las asociaciones entre el diámetro de la vaina del nervio óptico (ONSD) y los volúmenes cerebrales totales/parciales, que son medidas importantes en el seguimiento de la EM según la evaluación clínica de "sin evidencia de actividad de la enfermedad" (NEDA-4)72. Sin embargo, no hemos encontrado correlación entre ONSD y datos volumétricos. Esto podría indicar que el OND desnudo refleja la pérdida de volumen cerebral con mayor precisión. También sugiere que la medición ultrasonográfica del diámetro del nervio óptico podría aumentar las técnicas actuales de monitoreo basadas en resonancia magnética. No pudimos replicar descripciones previas de degeneración transináptica bidireccional en la vía visual42,43; esto sugiere que la asociación entre el volumen cerebral global y parcial y la OND podría atribuirse a la naturaleza difusa de la enfermedad más que a alteraciones específicas del sistema visual. Otra posible explicación es que los pacientes de nuestro estudio se encontraban en las primeras etapas de la enfermedad y la degeneración transsináptica no podía alcanzar niveles detectables. Uno de estos estudios también informó que el grosor de la corteza visual solo se correlacionó con alteraciones del sistema visual anterior en pacientes con antecedentes de neuritis óptica previa43. Investigamos directamente el efecto de la ON previa en la asociación entre el diámetro del nervio óptico y el volumen cerebral. No hubo diferencia en las pendientes de regresión en los análisis regionales y la correlación entre OND y los volúmenes cerebrales globales siguió siendo significativa cuando corregimos por la historia de neuritis óptica (ON). Estos resultados indican que la historia previa de ON tiene poca o ninguna influencia en la asociación entre OND promedio y medidas volumétricas cerebrales.

La falta de correlación entre OND y otros parámetros de la enfermedad (duración de la enfermedad, EDSS) fue un resultado inesperado, ya que estudios previos15,31,38,39 han demostrado una correlación inversa entre estos valores, lo cual es de esperar ya que la atrofia es continua durante el curso de la enfermedad. Sin embargo, los resultados son contradictorios: un estudio no informó asociaciones entre OND y la duración de la enfermedad, pero mostró que OND y EDSS se correlacionan47.

Con nuestro enfoque TOS estandarizado, examinamos solo la parte más anterior de los nervios ópticos. Sin embargo, las lesiones de EM son más comunes en la parte anterior del nervio óptico que en la parte posterior73, lo que podría influir en nuestras mediciones del diámetro del nervio óptico.

Nuestro estudio no está exento de limitaciones. Dado que los pacientes incluidos en nuestro estudio se encontraban en buenas condiciones clínicas, nuestros análisis se centraron en el extremo inferior de la escala EDSS. La inclusión proporcional de otras partes de la escala podría resultar en encontrar una correlación entre los datos clínicos y el diámetro del nervio óptico. Las medidas ultrasonográficas se tomaron en el momento de las visitas ambulatorias, cuando todos los pacientes incluidos estaban asintomáticos durante al menos 3 meses. En el caso de pacientes con antecedentes positivos de ON esto indica que han transcurrido al menos 3 meses entre la presentación inicial de la neuritis óptica y la medición ecográfica. Además, la atrofia focal del nervio óptico no se ha investigado en las resonancias magnéticas, lo que también podría influir en nuestros resultados. Otra limitación es que, aunque hemos recopilado datos retrospectivos sobre la agudeza visual, esta no se midió durante la visita ambulatoria, antes de la medición ultrasonográfica. Esto podría mejorarse en un estudio futuro, en el que se realice una evaluación funcional del sistema visual (como la agudeza visual y los potenciales evocados visuales) junto con la evaluación estructural. Además, el intervalo de tiempo entre los síntomas de la neuritis óptica y las mediciones ultrasonográficas fue relativamente largo y mostró una gran variabilidad, lo que podría dificultar aún más la interpretación de nuestros resultados. Como se mencionó anteriormente, mejorar la resolución de las secuencias de imágenes utilizadas para visualizar las lesiones del nervio óptico podría generar un recuento de lesiones más preciso en el nervio y, por lo tanto, una correlación más auténtica con otras mediciones. Otras limitaciones incluyen el número relativamente bajo de participantes y el diseño transversal de nuestro estudio. Estos pueden mejorarse en el futuro mediante estudios más amplios y longitudinales.

En conclusión, nuestros hallazgos confirman los resultados de estudios previos de que la ecografía transorbitaria es un método de examen paraclínico válido capaz de detectar la atrofia del nervio óptico en las primeras etapas de la EM. También informamos una asociación entre el diámetro promedio del nervio óptico y los datos volumétricos del cerebro, que combinados con los resultados de estudios previos, sugieren que al medir la OND, se puede estimar indirectamente la pérdida axonal y la atrofia cerebral, lo que convierte a la OND en un posible biomarcador de la actividad de la enfermedad. y TOS, un método adicional de examen de cabecera viable y accesible.

Los conjuntos de datos analizados y el código utilizado durante el estudio actual no están disponibles públicamente debido a que contienen información personal sobre los participantes del estudio; pero están disponibles del autor correspondiente a petición razonable.

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El autor (PF) recibió el apoyo de una subvención OTKA (FK 135870). El autor (ZTK) recibió el apoyo de una subvención OTKA (K 139415).

Financiamiento de acceso abierto proporcionado por la Universidad de Szeged.

Departamento de Radiología, Centro Clínico Albert Szent-Györgyi, Universidad de Szeged, Szeged, Hungría

István Antal Szabolcs, Dániel Veréb, András Király, Eszter Tóth, Krisztián Kocsis & Tamás Kincses Zsigmond

Departamento de Psiquiatría, Centro Clínico Albert Szent-Györgyi, Universidad de Szeged, Szeged, Hungría

Balint Kinces

Instituto de Radiología Diagnóstica e Intervencionista y Neurorradiología, Hospital Universitario de Essen, Essen, Alemania

Balint Kinces

Departamento de Neurología, Centro Clínico Albert Szent-Györgyi, Universidad de Szeged, Szeged, Hungría

Bence Bozsik, Péter Faragó, Nikoletta Szabó, Krisztina Bencsik, Péter Klivényi & Zsigmond Tamás Kincses

Departamento de Neurobiología, Ciencias del Cuidado y Sociedad, Karolinska Institutet, Estocolmo, Suecia

gorrión daniel

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Todos los autores contribuyeron al concepto y diseño del estudio. SIA: preparación de material, recopilación y análisis de datos, visualización, preparación del borrador original. BK: recopilación y análisis de datos, revisión del borrador original. DV: conceptualización, recopilación y análisis de datos, metodología, revisión y edición del borrador original. AK: conceptualización, supervisión, recolección de datos, administración de proyectos. ET: conceptualización, investigación, revisión del borrador original. BB: investigación, conceptualización, revisión del borrador original. PF: conceptualización, adquisición de fondos, revisión del borrador original. NS: conceptualización, revisión del borrador original, supervisión. KK: conceptualización, recopilación y análisis de datos, supervisión, administración de proyectos. KB: conceptualización, supervisión, recursos. PK: conceptualización, supervisión, recursos. ZTK: supervisión, conceptualización, captación de fondos, recursos, revisión y edición del borrador original.

Correspondencia a Zsigmond Tamás Kincses.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Antal, SI, Kincses, B., Veréb, D. et al. Evaluación de las medidas ecográficas transorbitales del diámetro del nervio óptico en el contexto del volumen cerebral global y regional en la esclerosis múltiple. Informe científico 13, 5578 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-31706-5

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Recibido: 05 Agosto 2022

Aceptado: 16 de marzo de 2023

Publicado: 05 abril 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-31706-5

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