Vergleichende volumetrische MR-Untersuchung der Corpus-callosum-Querschnittsfläche bei Schizophrenie, bipolarer Störung, Zwangserkrankung und gesunden Kontrollpersonen

Abstract

Obwohl die Schizophrenie schon lange im Fokus psychiatrischer neurobiologischer Forschung steht, sind wesentliche Aspekte ihrer Ätiologie und ihrer Pathogenese noch ungeklärt. Es werden sowohl Aspekte einer Hirnentwicklungsstörung als auch neurodegenerative Aspekte diskutiert. Dabei besteht Konsens darüber, dass nicht nur einzelne Hirnstrukturen, sondern vielmehr multiple Areale involviert sind, die in ihrer Interaktion zu einer neuronalen Netzwerkstörung führen. In den letzten Jahrzehnten wurden Veränderungen im Bereich des Corpus callosum als größte interhemisphärische Verbindung eine bedeutende Rolle in der Pathophysiologie der Schizophrenie zugeschrieben. Obwohl methodisches Vorgehen und Ergebnislage der Studien eher heterogen sind, wird eine Mitbeteiligung des CCs an der multifaktoriellen neuronalen Netzwerkstörung mit dem klinischen Konstrukt der Erkrankung Schizophrenie angenommen. Die vorliegende Arbeit befasste sich mit der diagnoseübergreifenden methodischen Vermessung des Balkens in seiner Gesamtfläche und seiner 5 Subsegmente auf mediansagittalen Bildern einer zerebralen Magnet-Resonanz-Tomographie. Aus einer Gesamtstichprobe von 224 Probanden konnten 35 ersterkrankte schizophrene Patienten, 23 chronisch schizophrene Patienten, 40 bipolare Patienten, 27 Zwangspatienten und 41 gesunde Kontrollpersonen MR-bildgebend untersucht werden. Die Messungen erfolgten mit dem Analyze-Programm auf T1-gewichteten MR-Aufnahmen (1,5 Tesla, 1cmm Voxel) nach der Region-of-Interest-Methode durch manuelles Tracing. Es wurden insgesamt 9 Wiederholungsmessungen durchgeführt, die bezüglich der callosalen Gesamtfläche eine sehr gute Retest-Reliabilität mit einer Intraclass-Korrelation von über 0.99 ergab und bezüglich der Segmentflächen (C1-C5) eine gute Retest-Reliabilität mit einer Intraclass-Korrelation von über 0.8. Bei der statistischen Auswertung (MANOVA) ergaben sich keine signifikanten Unterschiede der absoluten CC-Flächen weder bezüglich der Gesamtfläche noch der Subsegmente unter den Diagnosegruppen. Bei bipolaren Patienten ergaben sich für die relative callosale Gesamtfläche, sowie für die Segmente CC2 und CC4 signifikante Flächenreduktionen im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen. In der Gruppe der Zwangspatienten war das Segment CC4 signifikant im Vergleich zu den Kontrollen reduziert und das CC5 signifikant erhöht. Des Weiteren ergaben sich in der Analyse intervenierender Variablen wie Alter, Geschlecht oder Händigkeit signifikante Einflüsse auf die CC-Fläche unter den Diagnosegruppen. Es konnten allerdings keine signifikanten callosalen Flächenunterschiede unter den schizophrenen Patienten, sei es zwischen schizophren Ersterkrankten und chronisch Schizophrenen oder den beiden Schizophrenie-Gruppen versus den gesunden Probanden nachgewiesen werden. Die erwarteten callosalen Flächenunterschiede bei Schizophrenie im Vergleich zu gesunden Kontrollen bzw. zwischen erst- und chronisch schizophren Erkrankten konnte in dieser Studie nicht repliziert werden. Es gilt in Zukunft ein einheitliches methodisches Vorgehen zu entwickeln und Störfaktoren auszuschließen, um reliable und valide Ergebnisse zu gewährleisten.

Albeit schizophrenia is certainly among the most intensively studied psychiatric disorders, important aspects concerning the etiology and the pathogenesis are still unclear. Neurodevelopmental as well as neurodegenerative aspects are discussed. It is commonly assumed that not only single regions of the brain, but multiple brain areas are involved, which results in a disturbed neuronal network. In the past two decades, also deviations in the corpus callosum, which forms the largest interhemispheric connection, has been considered to play a crucial role in thepathophysiology of schizophrenia. In the presented work the total area of the corpus callosum and its five subsegments were measured by nuclear magnetic resonance imaging (MRI) and compared between different mental disorders and healthy control subjects. From the total study sample of 224 subjects 35 patients with first-episode schizophrenia, 23 patients with chronic schizophrenia, 40 bipolar patients, 27 patients with obsessive-compulsive disorder and 41 healthy control persons underwent magnetic resonance imaging.In T1 weighted images (1.5 Tesla, 1cmm voxels) the corpus callosum area and its subsegments have been measured according to the 'region-of-interest' method, involving manual tracing. Overall, the measuring has been repeated nine times, which leads to an excellent retest reliability with an intraclass correlation (ICC) concerning the callosal total area of over 0.99. Regarding the areas of the subsegments (C1-C5) a still sufficient retest reliability of 0.8 (ICC) could be achieved. The statistical evaluation (MANOVA) did not reveal any significant differences between the total CC areas, neither with respect to total area, nor with respect to the subsegments among the diagnostic groups. In the case of bipolar patients, significant area reductions in comparison to the healthy control group have been found for the relative callosal total area, as well as for subsegments CC2 and CC4. For patients with obsessive-compulsive disorder a significant reduction of subsegment CC4 and a significant enlargement of CC5 could be observed. In addition, the analysis of intervening variables revealed a significant dependency of the CC areas among the diagnostic groups on age, sex, or handedness. No significant differences regarding the total CC area between schizophrenia patients and healthy controls could be found. There was not a difference, neither between first-episode patients and controls nor between patients with chronic schizophrenia and controls, nor between the two groups of schizophrenia patients. In conclusion, the expected differences in callosal total area between schizophrenia patients and healthy subjects, or respectively between first-episode patients and the group of chronic schizophrenia patients, could not be detected this study. It is necessary to establish a uniform, methodological approach to eliminate intervening factors and toguarantee reliable results.