Podélné hodnocení strukturální plasticity míchy pomocí DTI u pacientů s SCI

Dnes jsou zlatými standardy pro neurologickou klasifikaci poranění míchy (SCI) Mezinárodní standardy pro neurologickou klasifikaci poranění míchy (ISNSCI), které zahrnují testy motorických a kožních senzorických funkcí, a měření nezávislosti míchy (SCIM). Tato standardní opatření mají velmi důležité aplikace v rehabilitaci SCI jako primární klinická a výsledná opatření. Navzdory důležitosti a užitečnosti jejich aplikací mají tato standardní opatření svá omezení. Například ISNSCI, zamýšlený jako klinický klasifikační systém, je subjektivní a relativně necitlivý na inkrementální neurofyziologické a funkční změny během akutních i chronických fází zotavování. Kromě toho ISNSCI nemůže hodnotit funkci míchy (SC) pod neurologickou úrovní. U některých pacientů, jako jsou děti a pacienti se souběžným poraněním mozku, nelze spolehlivé hodnocení dokončit kvůli jejich omezenému kognitivnímu zapojení do procesu hodnocení. Zobrazování magnetickou rezonancí (MRI) bylo navrženo jako objektivnější nástroj, který lékařům pomůže stanovit prognózu. Nedávná studie však ukázala, že konvenční klinická MRI nekoreluje dobře se skóre naměřenými pomocí ISNSCI.

Diffusion Tensor Imaging (DTI) je pokročilý nástroj MRI schopný zkoumat informace o integritě bílé hmoty prostřednictvím měření směrové difúze molekul vody, čímž poskytuje více mikroskopických detailů než konvenční MRI. Nedávné poznatky naznačují, že DTI je slibným, neinvazivním a objektivním nástrojem pro hodnocení a sledování strukturálních změn v drahách axonů bílé hmoty po SCI. Naše předběžná data ukázala významnou odchylku indexů DTI od normativních hodnot zdravých subjektů u pacienta s SCI, jehož konvenční skenování T2 se zdálo být normální (viz část s předběžnými údaji). Pravděpodobným vysvětlením této pozorované změny indexů DTI je degenerace a demyelizace v sestupných axonálních drahách. Přestože byl DTI použit na zvířecích modelech k měření vývoje poranění v SC a ukázal se jako velmi slibný při detekci patologických změn v SC, nejsou k dispozici žádná longitudinální data DTI získaná z lidských SC, která by naznačovala citlivost techniky DTI při detekci progrese SCI. nebo zotavení. Je DTI schopen detekovat strukturální změny probíhající v SC v průběhu rehabilitace u jedinců s SCI? Budou tyto naměřené parametry DTI korelovat se skóre založenými na ISNSCI? Základní hypotézou současné studie je, že rehabilitace může usnadnit opravu SC vlákenného traktu spolu se spontánními adaptacemi po zranění, aby pomohla znovu propojit některá poraněná nervová vlákna s motoneurony ovládajícími svaly, a to zase zlepší aktivitu motoneuronu a podpoří svalovou funkci, a všechny tyto změny lze detekovat navrženými longitudinálními protokoly DTI a standardními klinickými nástroji pro hodnocení motorických funkcí. Očekávané výsledky získané touto longitudinální studií by podpořily aplikaci DTI při sledování plastických změn u poraněného SC a opatření odvozená od DTI by potenciálně mohla pomoci lékařům objektivněji diagnostikovat zranění a odhadnout jeho progresi, což je rozhodující pro cílené plánování. terapie. Je však mimo rozsah tohoto návrhu rozlišovat příspěvky ke strukturálním změnám vyskytujícím se v SC mezi spontánními a léčebnými faktory. Protože je neetické neléčit pacienty, nelze toto omezení v současné studii na lidech překonat. Vzhledem k tomu, že primárním zaměřením studie je longitudinální sledování strukturálních změn SC pomocí neurozobrazování spíše než určování relativních příspěvků k těmto změnám spontánním zotavením a léčbou, omezení by nemělo významně ovlivnit kvalitu naší studie. Pro testování hypotézy navrhují vyšetřovatelé následující specifické cíle.

Cíl 1: Sledovat strukturální změny SC u pacientů s neúplným SCI (iSCI) pomocí DTI. Každý pacient v navrhované studii bude skenován pokrývající celou cervikální oblast SC pomocí sekvence DTI na začátku, 2 týdny, 1 měsíc, 3 měsíce a 6 měsíců po zahájení standardní rehabilitační intervence. Indexy DTI (podrobnosti viz metody) budou kvantifikovány a porovnávány ve všech časových bodech. Předchozí longitudinální mozkové DTI studie na lidech a zvířatech naznačují, že DTI je citlivý na detekci strukturálních změn bělejší hmoty mozku 24 hodin (studie na zvířatech) a 3 měsíce (nepublikované výsledky lidské DTI skupinou PI) po poranění mozku a 6 měsíců po počátečním skenování u pacientů s amyotrofickou laterální sklerózou (ALS) (údaje DTI byly v této studii k dispozici pouze 6 měsíců po počátečním skenování). Vyšetřovatelé předpokládají, že navrhovaný protokol DTI bude schopen zachytit strukturální změny v SCI v průběhu jeho zotavení.

Cíl 2: Korelovat plasticitu SC projevující se změnami indexů DTI s klinickým hodnocením poranění a senzomotorické funkce. Kvantitativní indexy DTI budou korelovány s klinickými diagnózami SCI a klinickým hodnocením senzomotorických funkcí horních a dolních končetin pacientů. Předpokládá se, že index DTI SCI bude významně korelovat s klinickou diagnózou a skóre horní a dolní senzomotorické funkce. Parametr DTI je velkým příslibem jako biomarker SCI a očekává se, že bude mít prognostickou hodnotu při predikci funkčního výsledku rehabilitačního programu.