Die periventrikuläre Leukomalazie (PVL) ist eine Erkrankung, die durch eine ischämische Schädigung der weißen Substanz neben den Seitenventrikeln des Gehirns gekennzeichnet ist. Sie tritt hauptsächlich aufgrund hypoxisch-ischämischer Ereignisse im dritten Trimester der Schwangerschaft oder in der Perinatalperiode auf.
Epidemiologie: Die Inzidenz der PVL bei Frühgeborenen wird auf 8–22 % geschätzt. Die Inzidenz der schwereren zystischen PVL liegt bei etwa 5 %.
Klinische Bedeutung: Eine PVL, die die Sehstrahlung betrifft, ist eine der häufigsten Ursachen für Sehbehinderungen bei Patienten mit Frühgeburtlichkeit. Obwohl die Befunde im Kindesalter Kinderophthalmologen gut bekannt sind, gibt es Patienten, die erst im Erwachsenenalter erstmals augenärztlich untersucht werden und Befunde aufweisen, die einem Strabismus oder einer Optikusneuropathie ähneln.
Ein charakteristischer ophthalmologischer Befund bei PVL ist die pseudoglaukomatöse Papillenexkavation, die das Risiko einer Fehldiagnose als Normaldruckglaukom birgt. Mit Fortschritten in der Perinatalversorgung hat sich die Überlebensrate von Frühgeborenen verbessert, und es wird erwartet, dass die Prävalenz von PVL in Zukunft weiter zunimmt.
QKann PVL im Erwachsenenalter auftreten?
A
PVL selbst ist eine perinatale Schädigung und tritt im Erwachsenenalter nicht neu auf. Es kann jedoch vorkommen, dass Patienten, die im Kindesalter nicht diagnostiziert wurden, im Erwachsenenalter wegen Sehverschlechterung oder Gesichtsfeldausfällen einen Augenarzt aufsuchen und dabei erstmals PVL festgestellt wird. Details finden Sie im Abschnitt „Diagnose und Untersuchungsmethoden“.
Der Schweregrad und das Ausmaß der ophthalmologischen klinischen Manifestationen der PVL hängen vom Ausmaß der Hirnschädigung ab.
Verschlechterung des Sehvermögens : ein- oder beidseitig. Der Schweregrad variiert je nach Ort der Schädigung.
Gesichtsfeldausfall : häufig überwiegend im unteren Gesichtsfeld. Kann als homonyme Hemianopsie unter Respektierung der horizontalen Mittellinie auftreten.
Doppelbilder : können bei begleitendem Innenschielen auftreten.
Störung der visuellen Aufmerksamkeit : kann sich als Schwierigkeit bei der Objekterkennung, Bewegungserkennung oder Tiefenwahrnehmung äußern.
Klinische Befunde (vom Arzt bei der Untersuchung festgestellte Befunde)
Das klinische Bild der PVL variiert je nach Ort der Schädigung. Die Merkmale der Befunde in Abhängigkeit vom Schädigungsniveau der Sehbahn sind unten dargestellt.
Prächiasmatische Läsion
Gleichseitige Sehverschlechterung und Gesichtsfeldausfall : entsprechend der Läsionsseite.
Farbsehstörung : begleitet von Dyschromatopsie.
Relativer afferenter Pupillendefekt (RAPD) : tritt bei einseitiger oder asymmetrischer Beteiligung auf der gleichen Seite auf.
Kontralateraler RAPD: charakteristischer Befund einer Tractus-opticus-Läsion.
Bandförmige (Schmetterlings-) Optikusatrophie: tritt am kontralateralen Auge auf. Spiegelt eine Schädigung der kreuzenden Fasern wider.
Postgenikuläre Läsionen
Optikusatrophie durch transsynaptische Degeneration: bei postgenikulären Läsionen im Erwachsenenalter normalerweise nicht vorhanden, aber bei perinatalen Schäden wie PVL kann es über transsynaptische Degeneration zu einer sekundären Optikusatrophie kommen.
Pseudo-glaukomatöse Exkavation: Papille normaler Größe mit großer, tiefer Exkavation.
Ein spezifischer Befund bei erwachsenen PVL-Patienten ist die wichtige Abgrenzung zum Normaldruckglaukom.
Merkmal
Glaukom
PVL
Papillenexkavation
Vertikale Erweiterung der Exkavation
Horizontale (bandförmige) Exkavation
Gesichtsfeldausfall
Häufig nasaler Stufendefekt
Unterer Gesichtsfeldausfall überwiegend
QWie unterscheiden sich die Gesichtsfeldausfälle bei PVL und Normaldruckglaukom?
A
Bei PVL ist ein bilateraler unterer Gesichtsfeldausfall unter Respektierung der horizontalen Mittellinie charakteristisch, während beim Normaldruckglaukom bogenförmige Skotome und nasale Stufendefekte als nervenfaserbedingte Gesichtsfeldausfälle häufig sind. Auch das Muster der Papillenexkavation unterscheidet sich: Bei PVL zeigt sich eine horizontale (bandförmige) Exkavation.
Die PVL entwickelt sich vor dem Hintergrund der Unreife der periventrikulären Blutversorgung während der fetalen Phase. Die periventrikuläre Gefäßentwicklung bleibt bis zur späten Schwangerschaft unvollständig und ist daher anfällig für schädliche Ereignisse in dieser Zeit.
Die wichtigsten Risikofaktoren sind:
Perinatale Hypoxie: der stärkste und direkteste Risikofaktor.
Intrauterine Infektion: Die entzündliche Zytokinreaktion auf eine bakterielle Infektion schädigt die Vorläuferzellen der Oligodendrozyten.
Chorioamnionitis: Die mütterliche Infektion wirkt sich auf die weiße Substanz des fetalen Gehirns aus.
Vorzeitiger Blasensprung: Beteiligt sowohl durch erhöhtes Infektionsrisiko als auch durch Auslösung einer Frühgeburt.
Dysregulation des zerebralen Blutflusses: aufgrund der für Frühgeborene typischen hämodynamischen Instabilität.
Neonatale Hypoglykämie und Krampfanfälle: perinatale Komplikationen, die die Schädigung verschlimmern können.
Zur Beurteilung von Gesichtsfeldausfällen und Exkavation der Papille bei erwachsenen Patienten mit Frühgeburtsanamnese ist eine detaillierte Erhebung der perinatalen Vorgeschichte unerlässlich. Der erste Schritt zur Verdachtsdiagnose und Diagnose einer PVL ist die Anamneseerhebung.
Die OCT ist eine wichtige Untersuchung zur Unterscheidung zwischen pseudo-glaukomatöser Exkavation und echtem Glaukom bei PVL1).
Merkmal
Glaukom
Pseudo-glaukomatöse PVL
RNFL-Ausdünnung
Sanduhrförmig (superior-inferior betont)
Diffus oder nasal betont
Papillomakuläres Bündel
Bis zum Endstadium erhalten
Kann Ausdünnung zeigen
Zeitlicher Verlauf
Progressiv
Nicht progressiv, stabil
Die Verlaufsbeurteilung mittels OCT ist besonders nützlich für die Differentialdiagnose; bei PVL bleibt die Dicke der retinalen Nervenfaserschicht über einen langen Zeitraum stabil, was ein entscheidender Unterschied zum Glaukom ist.
MRT : Die wichtigste Untersuchung zur definitiven Diagnose der PVL1). Charakteristische Befunde sind eine erhöhte periventrikuläre Signalintensität in T2-gewichteten Aufnahmen und eine verminderte Volumen der weißen Substanz in T1-gewichteten Aufnahmen. Es zeigt sich eine ex-vacuo-Erweiterung des Trigonums, des Hinterhorns und des Temporalhorns der Seitenventrikel mit wellenförmiger Ventrikelkontur.
CT : Zeigt hypodense Areale in der periventrikulären weißen Substanz, tiefe und prominente Sulci mit Ventrikelerweiterung sowie eine unregelmäßige Form der Seitenventrikel.
Funktionelle MRT (fMRT) : Kann das Ausmaß der PVL mithilfe visueller Stimulation detaillierter beurteilen.
Flash-visuell evozierte Potenziale (Flash-VEP) : Werden verwendet, um die Sehschärfe bei Patienten zu schätzen, bei denen die Beurteilung des Sehvermögens schwierig ist.
Die neuroradiologischen Befunde der PVL korrespondieren mit dem Zeitpunkt und der Schwere der Schädigung. Initial zeigt sich eine periventrikuläre Nekrose der weißen Substanz, die in der subakuten Phase zur Bildung intraparenchymaler Zysten führen kann. Im Spätstadium kommt es zu Parenchymverlust und Ventrikelerweiterung. Die topografischen anatomischen Merkmale der Schädigung korrelieren in der Regel mit dem Typ und der Schwere des Gesichtsfelddefekts.
El Beltagi et al. (2022) berichteten über einen 21-jährigen Mann, bei dem eine durch PVL verursachte Optikusatrophie 5 Jahre lang fälschlicherweise als Normaldruckglaukom diagnostiziert wurde 1). Der korrigierte Visus betrug rechts 6/36 und links 6/12, der Augeninnendruck war mit 14 mmHg normal. Die MRT zeigte eine okzipital betonte periventrikuläre Volumenminderung der weißen Substanz und Glioseveränderungen, was zur Diagnose einer PVL mit Beteiligung der Sehstrahlung führte. Nach Absetzen der Glaukomtherapie zeigte sich im etwa 2-jährigen Verlauf keine Progression des Gesichtsfelddefekts.
Normaldruckglaukom: die wichtigste Differenzialdiagnose. Früher Beginn, Therapieresistenz und ein Gesichtsfelddefekt, der die horizontale Mittellinie respektiert, sind Hinweise auf eine PVL 1).
QWarum wird PVL leicht mit einem Normaldruckglaukom verwechselt?
A
Die durch PVL verursachte transsynaptische Degeneration führt zu einer großen Exkavation und Gesichtsfeldausfällen bei normal großer Papille, was zusammen mit einem normalen Augeninnendruck einem Normaldruckglaukom sehr ähnelt. Ein junges Alter und ein trotz Behandlung stabiler Verlauf sind Hinweise für die Differenzialdiagnose. Eine detaillierte perinatale Anamnese ist unerlässlich.
Augenärztliches Management : Durch kontinuierliche Gesichtsfelduntersuchungen und OCT können die nicht-progressive Optikusatrophie im Rahmen der PVL und ein neu auftretendes Glaukom unterschieden werden.
Refraktionskorrektur : PVL-Patienten weisen häufig Astigmatismus oder Hyperopie auf, sodass regelmäßige Anpassungen der Refraktionskorrektur erforderlich sind.
Rehabilitation : Eine umfassende Rehabilitation mit Sprachtherapie, Physiotherapie und kognitiver Therapie wird empfohlen.
Ein chirurgischer Eingriff ist bei den ophthalmologischen Befunden der PVL in der Regel nicht gerechtfertigt. Bei Vorliegen eines Strabismus kann im Kindesalter eine Schieloperation durchgeführt werden.
6. Pathophysiologie und detaillierter Pathomechanismus
Die Pathophysiologie der PVL wird in zwei Schritten verstanden: ischämische Schädigung der periventrikulären weißen Substanz, gefolgt von transsynaptischer Degeneration.
Primäre Schädigung: Ischämie der periventrikulären weißen Substanz
Die periventrikuläre Region des Fötus entspricht einer vaskulären Wasserscheidezone, und die Gefäßversorgung bleibt bis zur späten Schwangerschaft unreif. Tritt in dieser Zeit ein hypoxisch-ischämisches Ereignis auf, kommt es zu folgenden Zellschäden.
Exzitotoxizität : Hypoxie-Ischämie führt zu einer unzureichenden Glutamataufnahme durch Neuronen und Astrozyten, was zu neuronalen Schäden durch überschüssiges Glutamat führt.
Reperfusionsschaden : Die Reperfusion von ischämischem Gewebe verursacht Gefäßschäden, eine erhöhte Produktion reaktiver Sauerstoff- und Stickstoffspezies sowie eine abnorme Entzündungsreaktion.
Schädigung von Oligodendrozyten-Vorläuferzellen : Entzündliche Zytokine und Toxine als Reaktion auf eine bakterielle Infektion schädigen selektiv die für die Myelinisierung verantwortlichen Oligodendrozyten-Vorläuferzellen.
Diese Mechanismen führen zu Zelltod und Ausdünnung der periventrikulären weißen Substanz. PVL tritt bevorzugt in der tiefen periventrikulären weißen Substanz um das Trigonum auf, wo eine aktive Myelinisierung stattfindet.
Sekundäre Schädigung: Transsynaptische Degeneration und Optikusatrophie
Die Sehstrahlung entspringt dem Corpus geniculatum laterale und verläuft benachbart zum Seitenventrikel, wodurch sie bei PVL leicht geschädigt wird. Die axonale Durchtrennung der Sehstrahlung führt zu einer transsynaptischen Degeneration, die retrograd über das Corpus geniculatum laterale hinaus bis zur Atrophie der retinalen Ganglienzellen reicht.
Die morphologischen Veränderungen des Sehnervs unterscheiden sich je nach Zeitpunkt der Schädigung.
Frühe Schädigung: Der Axonverlust in der Phase hoher Plastizität des Skleralkanals führt zu einer Verkleinerung der Papille und einer kleinen Exkavation (Befund ähnlich einer Optikushypoplasie) 1).
Späte Schädigung: Der Verlust retinaler Ganglienzellaxone durch transsynaptische Degeneration nach Etablierung des Skleralkanals führt zu einer Ausdünnung des neuroretinalen Randsaums und einer großen Exkavation bei normal großer Papille, was einem Normaldruckglaukom ähnelt 1).
Das Corpus geniculatum laterale ist anatomisch und funktionell topografisch organisiert, daher hängen die Funktionsausfälle bei PVL-Patienten stark vom Ort der Schädigung ab. Bei Beteiligung extrastriärer visueller Assoziationsareale können auch Störungen der Objekterkennung, Bewegungswahrnehmung und visuellen Aufmerksamkeit auftreten.
Die Bedeutung der OCT bei Erkrankungen der Sehbahn liegt darin, dass die Messung der peripapillären retinalen Nervenfaserschichtdicke (cpRNFL) eine indirekte Beurteilung aller retinalen Ganglienzellen ermöglicht und die Messung des makulären Ganglienzellkomplexes (GCC) eine frühere Schadenserkennung erlaubt. Es gibt Berichte, dass OCT auch bei Läsionen der Sehbahn hinter dem Corpus geniculatum laterale Auffälligkeiten zeigt, was das Konzept der transsynaptischen Degeneration bei PVL stützt.
QWas ist eine transsynaptische Degeneration?
A
Transsynaptische Degeneration bezeichnet ein Phänomen, bei dem nach einer Schädigung eines Teils eines neuronalen Schaltkreises auch die über Synapsen verbundenen vorgeschalteten oder nachgeschalteten Neuronen sekundär atrophieren und degenerieren. Bei der PVL breitet sich die Schädigung der Sehstrahlung retrograd über das Corpus geniculatum laterale bis zu den retinalen Ganglienzellen aus und führt zu einer Optikusatrophie.
7. Aktuelle Forschung und Zukunftsperspektiven (Berichte aus der Forschungsphase)
Die Wirksamkeit der Hypothermiebehandlung als neuroprotektive Therapie für perinatale hypoxisch-ischämische Hirnschädigung wird untersucht. Die Ganzkörperkühlung des Neugeborenen könnte das Fortschreiten der Hirnschädigung hemmen, aber die Evidenz speziell für PVL ist begrenzt.
Diffusions-Tensor-Bildgebung (DTI) : Eine Technik zur quantitativen Beurteilung der Integrität von weißen Substanzfasern. Eine verringerte fraktionelle Anisotropie (FA) im unteren Längsbündel wurde bei Patienten mit zerebraler Sehstörung berichtet, was auf einen Zusammenhang mit Objekterkennungsstörungen hindeutet.
Hochwinklige Diffusionsbildgebung (HARDI) : Ermöglicht die Visualisierung von sich kreuzenden Fasern mit höherer Auflösung als DTI. Bei PVL-Patienten wurde eine Reduktion der weißen Substanzfasern im unteren Längsbündel, unteren fronto-okzipitalen Bündel und oberen Längsbündel berichtet. Schäden dieser weißen Substanzbahnen korrespondieren mit Störungen der visuellen Verarbeitung im dorsalen Pfad (Raumwahrnehmung) und ventralen Pfad (Objekterkennung).
Die Diffusionsbildgebung ist vielversprechend für eine detailliertere Bewertung der Beziehung zwischen Struktur und Funktion, aber für die klinische Anwendung sind weitere Studien erforderlich.
El Beltagi AH, Barakat N, Aker L, et al. Optic cupping secondary to periventricular leukomalacia: A potential mimic for normal pressure glaucoma. Radiol Case Rep. 2022;17(11):4264-4267.
Pereira S, Vieira B, Maio T, Moreira J, Sampaio F. Susac’s Syndrome: An Updated Review. Neuroophthalmology. 2020;44(6):355-360. PMID: 33408428.
Tan A, Fraser C, Khoo P, Watson S, Ooi K. Statins in Neuro-ophthalmology. Neuroophthalmology. 2021;45(4):219-237. PMID: 34366510.
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