スポーツ関連脳震盪における縦方向の白質異常。拡散MRIによる研究

Longitudinal white-matter abnormalities in sports-related concussion: A diffusion MRI study.

• Yu-Chien Wu
• Jaroslaw Harezlak
• Nahla M H Elsaid
• Zikai Lin
• Qiuting Wen
• Sourajit M Mustafi
• Larry D Riggen
• Kevin M Koch
• Andrew S Nencka
• Timothy B Meier
• Andrew R Mayer
• Yang Wang
• Christopher C Giza
• John P DiFiori
• Kevin M Guskiewicz
• Jason P Mihalik
• Stephen M LaConte
• Stefan M Duma
• Steven P Broglio
• Andrew J Saykin
• Michael A McCrea
• Thomas W McAllister

抄録

目的:

スポーツ関連脳震盪（SRC）後の白質の縦断的な回復過程を、SRCを発症した大学スポーツ選手を対象に拡散テンソル画像法（DTI）を用いて研究することを目的としています。

OBJECTIVE: To study longitudinal recovery trajectories of white matter after sports-related concussion (SRC) by performing diffusion tensor imaging (DTI) on collegiate athletes who sustained SRC.

方法:

大学生アスリート（n = 219、脳震盪評価・研究・教育コンソーシアムから、脳震盪を起こしたアスリート82名、接触スポーツの対照者68名、非接触スポーツの対照者69名）を対象とした。参加者は4つの時点で臨床評価とDTIを行った。受傷後24～48時間、無症状状態、復帰後7日目、受傷後6ヵ月目の4つの時点で臨床評価とDTIを行った。DTI指標の群間差を調査し、持続的な異常のある白質領域を特定するために、トラクトベースの空間統計を使用した。一般化線形混合モデルを用いて、縦断的な変化と転帰指標とDTI指標との関連を検討した。Cox比例ハザードモデルを用いて、白血球異常の回復時間への影響を検討した。

METHODS: Collegiate athletes (n = 219, 82 concussed athletes, 68 contact-sport controls, and 69 non-contact-sport controls) were included from the Concussion Assessment, Research and Education Consortium. The participants completed clinical assessments and DTI at 4 time points: 24 to 48 hours after injury, asymptomatic state, 7 days after return-to-play, and 6 months after injury. Tract-based spatial statistics was used to investigate group differences in DTI metrics and to identify white-matter areas with persistent abnormalities. Generalized linear mixed models were used to study longitudinal changes and associations between outcome measures and DTI metrics. Cox proportional hazards model was used to study effects of white-matter abnormalities on recovery time.

結果:

脳挫傷を負った選手の白質では、受傷後24～48時間および無症状になった時点を超えた時点で、DTIによる平均拡散率が対照群に比べて有意に高かった。白質の影響範囲は時間の経過とともに減少したが、胼胝の一部ではすべての時間帯で群間差が持続していた。さらに、急性脳震盪時の平均拡散率の上昇が大きいほど、臨床的転帰指標（Brief Symptom Inventoryスコアや症状重症度スコア）の悪化や回復時間の延長と関連していた。接触スポーツを行った対照群と非接触スポーツを行った対照群では、DTI指標に有意差は認められなかった。

RESULTS: In the white matter of concussed athletes, DTI-derived mean diffusivity was significantly higher than in the controls at 24 to 48 hours after injury and beyond the point when the concussed athletes became asymptomatic. While the extent of affected white matter decreased over time, part of the corpus callosum had persistent group differences across all the time points. Furthermore, greater elevation of mean diffusivity at acute concussion was associated with worse clinical outcome measures (i.e., Brief Symptom Inventory scores and symptom severity scores) and prolonged recovery time. No significant differences in DTI metrics were observed between the contact-sport and non-contact-sport controls.

結論:

白質の変化はSRC後、受傷後6ヶ月で明らかになったが、接触スポーツでは観察されなかった。さらに、持続的な白質異常は臨床転帰と回復時間の遅延と関連していた。

CONCLUSIONS: Changes in white matter were evident after SRC at 6 months after injury but were not observed in contact-sport exposure. Furthermore, the persistent white-matter abnormalities were associated with clinical outcomes and delayed recovery time.

Copyright © 2020 The Author(s). Published by Wolters Kluwer Health, Inc. on behalf of the American Academy of Neurology.