Kvantitativní zobrazování struktur krční páteře – pilotní studie DISC – (DISC)

ODŮVODNĚNÍ:

Cervikální degenerativní onemocnění plotének (CDDD) je důsledkem degenerace meziobratlových plotének a kloubů a může mít za následek kompresi cervikálního nervového kořene vedoucí ke klinickým symptomům radikulopatie, kompresi míchy s příznaky myelopatie nebo kombinaci obou. Výskyt CDDD roste se stárnutím populace, a proto se v nadcházejících letech očekává výrazný nárůst počtu operací pro symptomatické CDDD. Rozhodnutí a optimální načasování chirurgického zákroku proto zůstávají náročné.

V současné době rozhodnutí o operaci u pacientů se symptomatickou CDDD souvisí se symptomy, stejně jako s polohou a velikostí výhřezu disku na konvenčním zobrazování magnetickou rezonancí (MRI). Klasická magnetická rezonance však umožňuje pouze kvalitativní morfologické hodnocení a ponechává prostor pro subjektivní individuální interpretaci. Také výhřezy ploténky na konvenční MRI se často nacházejí u asymptomatických jedinců, zatímco u symptomatických jedinců typ a rozsah výhřezu ploténky nekoreluje se závažností symptomů. Současný standard využívající konvenční MRI celkově nemůže optimálně předvídat odpověď na operaci u pacientů se symptomatickou CDDD.

Kvantitativní zobrazování je rychle uznáváno jako doplněk ke konvenční MRI a odkazuje na přímé měření fyzikálních vlastností tkáně. Tyto nové techniky jsou slibné, protože jsou neinvazivní a mohly by potenciálně pomoci při určování objektivních limitů pro stádium herniace ploténky. Difuzní tenzorové zobrazování (DTI) je jednou z nejvíce studovaných kvantitativních technik a umožňuje hodnocení mikrostrukturálních změn. Metrika DTI frakční anizotropie (FA) byla prokázána jako platný biomarker pro zotavení po operaci u cervikální myelopatie i chirurgické selekce u lumbální radikulopatie. Nedávné zavedení zoomed-DTI (z-DTI) by navíc mohlo vést k větší přesnosti zobrazení, přičemž se ukázalo, že je proveditelné v krční páteři.

Krční mícha a její nervové kořeny jsou navíc vysoce vaskularizované a jejich perfuze by mohla být ohrožena kompresí způsobenou disk-herniací. Pomocí endogenní perfuzní techniky arterial spin labeling (ASL), stejně jako perfuzních technik založených na kontrastu, jako je kontrast susceptibility (DSC) a dynamický kontrast zvýšený (DCE), lze odhadnout stupeň ischemie, hypoxie a také zesílení signálu. ASL byla dvakrát studována pro mapování míšní perfuze a DSC bylo prokázáno jako proveditelné v páteři zdravých účastníků i pacientů s cervikální myelopatií. Navíc bylo pozorováno zvýšené zesílení signálu pro DCE v degenerativních ploténkách bederní páteře. Pokud je nám známo, nebyly provedeny žádné studie k posouzení perfuze cervikálních nervových kořenů, které jsou ohroženy cervikální radikulopatií v důsledku CDDD.

Kromě mikrostruktury a perfuze se mohou viskoelastické vlastnosti struktur krční páteře měnit v souvislosti s kompresí související s herniací ploténky. Proto by bylo zajímavé studovat mechanické vlastnosti, jako je tuhost a viskozita, které lze měřit pomocí Tomo-MRElastography (TMRE). Pokud je nám známo, žádná předchozí studie nehodnotila cervikální meziobratlové ploténky a páteřní struktury pomocí TMRE, takže jde o slibnou první studii.

A konečně, snímkování je poměrně časově náročná záležitost a zahrnutí dalších sekvencí jen prodlouží její zdlouhavost. Proto se vyvíjí několik metod, jak provádět zobrazování účinnějším způsobem. Jednou z nových metod je syntetická MRI (SyMRI). Výhodou SyMRI je zkrácení doby akvizice, možnost provedení automatické segmentace tkáně a odhadu objemu a získání kvantitativních parametrů. SyMRI byla jednou studována v páteři a byly zjištěny významné rozdíly v kvantitativních hodnotách meziobratlových plotének ve vztahu k hydratačnímu stavu ploténky.

Vzhledem k tomu, že v předchozích studiích nebylo prokázáno, že jediné měření je zlatým standardem, je pravděpodobné, že pro klinické použití je zapotřebí kombinace měření. Cílem této pilotní studie je proto prozkoumat multiparametrický kvantitativní MRI přístup zahrnující z-DTI, ASL, DSC, DCE, TMRE a SyMRI k měření krčních meziobratlových plotének, míchy a jejích nervových kořenů.

OBJEKTIVNÍ:

Tato studie se bude skládat ze tří částí. Primárním cílem části 1 je vyhodnotit proveditelnost kvantitativních MRI sekvencí (např. z-DTI, ASL, DSC, DCE, TMRE a SyMRI) pro hodnocení struktur krční páteře (např. meziobratlových plotének, míchy a nervových kořenů) u zdravých účastníků a pacientů se symptomatickou CDDD. Primárním cílem části 2 je určit korelaci mezi kvantitativními sekvencemi MRI struktur cervikální páteře a klinickým výsledkem u pacientů se symptomatickou CDDD. A konečně, primárním cílem části 3 je stanovit korelaci mezi kvantitativními MRI sekvencemi struktur krční páteře a chirurgickou léčbou během 6 měsíců sledování.

DESIGN STUDIE:

Prospektivní pilotní studie.

STUDIJNÍ POPULACE:

Populaci studie tvoří zdraví účastníci a pacienti se symptomatickou CDDD s radikulopatií, myelopatií nebo radikulomyelopatií. Budou zahrnuti zdraví účastníci stejného věku. Účastníci nemají žádnou předchozí anamnézu výhřezu ploténky nebo operace děložního čípku, dostatečně rozumí nizozemštině a nemají žádné kontraindikace pro vyšetření magnetickou rezonancí.

ZÁSAH:

Všichni účastníci budou podrobeni několika MRI sekvencím za použití nejmodernějšího 3T Siemens MRI skeneru dostupného v UMCG. Nejprve všichni účastníci (zdraví účastníci a pacienti se symptomatickou CDDD) podstoupí základní neurologické vyšetření. Kromě toho účastníci vyplňují následující dotazníky: Index postižení krku (NDI), Vizuální analogová škála (VAS) pro bolest paží a krku, upravená japonská ortopedická asociace (mJOA), Nurick grade, EuroQol 5-Dimension 5-Level (EQ-5D -5L), jednotlivá položka pracovní schopnosti (WAI-SI) a centrální inventář senzibilizace (CSI). Všichni účastníci podstoupí skenování magnetickou rezonancí: lokalizační a T2-vážené anatomické (konvenční MRI), z-DTI, ASL, DSC, DCE, TMRE a SyMR. Celková doba skenování bude přibližně 40 minut. Pro posouzení reprodukovatelnosti bude 10 zdravých účastníků a 10 pacientů skenováno dvakrát v různé dny/časy. Pacienti se symptomatickým CDDD budou mít další studijní návštěvu po 6 měsících sledování za účelem posouzení jejich léčebného stavu (po operaci ano/ne; v případě ano i charakteristiky operace), k vyplnění výše uvedených dotazníků a provedení MRI s dalšími sekvencemi.

HLAVNÍ PARAMETRY/KONCOVÉ BODY STUDIE:

Primárními cílovými body jsou technická proveditelnost a opakovatelnost pro kvantitativní MRI sekvence (tj. z_DTI, ASL, DSC, DCE, TMRE a SyMRI) struktur krční páteře (tj. meziobratlových plotének, míchy a nervových kořenů) u zdravých účastníků a pacientů se symptomatickou CDDD. Rovněž bude stanovena korelace kvantitativních MRI sekvencí struktur krční páteře s klinickým postižením u pacientů se symptomatickou CDDD. Klinické poškození bude měřeno indexem postižení krku (NDI) pro cervikální radikulopatii, modifikovaným skóre japonské ortopedické asociace (mJOA) pro cervikální myelopatii a NDI a také mJOA pro radikulomyelopatii.

POVAHA A ROZSAH BURDER A RIZIKA SPOJENÁ S ÚČASTÍ, VÝHODY A SKUPINY:

Všichni účastníci (zdraví i pacienti) budou potřebovat konvenční MRI sken s kvantitativními MRI sekvencemi, který zabere přibližně 40 minut. Většina sekvencí MRI použitých v této studii je neinvazivní a nezahrnuje žádné ionizující záření. DSC a DCE však vyžadují podání bolusové kontrastní látky. Kontrastní látkou, která bude použita, je Dotarem. Bez jakýchkoli kontraindikací pro vyšetření magnetickou rezonancí nebo kontrastní látkou není zdraví ohroženo. Pro účastníky existuje celkově zanedbatelné riziko, jak vyplývá z Kontrolního seznamu klasifikace rizik NFU. Vyšetřovatelé proto mohou dojít k závěru, že tato studie je studie s nízkým rizikem.