Analyse af knoglemikroarkitektur som en klinisk biomarkør til billedbaseret frakturrisikovurdering.

Osteoporose er en almindelig sygdom blandt ældre, hvis progression fører til en øget risiko for knoglebrud, hvilket kan påvirke livskvaliteten negativt og øge aldersrelateret sygelighed/dødelighed. National Osteoporosis Foundation forudsagde, at i 2015 vil osteoporose være ansvarlig for tre millioner frakturer, hvilket resulterer i 25,3 milliarder dollars i sundhedsomkostninger. Dette fremhæver et presserende behov for metoder til nøjagtigt at forudsige risikoen for osteoporotisk fraktur til klinisk vurdering og håndtering af osteoporose.

I klinisk praksis er dobbelt-energi røntgenabsorptiometri (DEXA) den traditionelle og eneste metode til diagnosticering af osteoporose baseret på BMD-målinger. DEXA har dog visse begrænsninger, og der er et betydeligt overlap i BMD-værdier mellem individer, der udvikler frakturer, og dem, der ikke gør. Dette afspejler, at BMD ikke fanger alle de faktorer, der bidrager til knoglestyrken. En sådan faktor er trabekulær mikroarkitektur af knogler, velkendt i definitionen af ​​osteoporose.

Ex vivo undersøgelser har vist, at trabekulær knoglemikroarkitektur udgør en vigtig komponent i knoglestyrken, uafhængig af BMD. Trabekulær mikroarkitektur tages dog ikke med i vurderingen af ​​frakturrisiko i klinisk praksis. Adskillige billeddannelsesteknikker er blevet gennemgået som potentielle kandidater til klinisk evaluering af trabekulær knoglemikroarkitektur. Teknologiske forbedringer inden for røntgenbilleder med høj opløsning og MR giver stadig mere præcise data om knoglemikroarkitektur, men kan kun bruges på perifere steder (lårben og underarm) og er endnu ikke blevet indarbejdet i standardiserede kliniske billeddannelsesprotokoller på grund af manglen på centrale vurdering af stedet (lændehvirvelsøjlen), hvor osteoporotiske frakturer er mest udbredt.

Den nuværende litteratur antyder et potentiale for at øge den diagnostiske nøjagtighed af forudsigelse af knoglestyrke ved at inkorporere avancerede matematiske deskriptorer af knoglestruktur. Projektets samarbejdspartnere i Rochester har vist, at geometriske træk, der karakteriserer det femorale trabekulære rum, kan komplementere konventionelle BMD-målinger og forbedre forudsigelse af knoglestyrke i ex vivo femur-prøver. Der er dog kun gjort en lille indsats for rent faktisk at bruge denne komplementære billedinformation i klinisk praksis. Denne undersøgelse bør fremme den videre udvikling af disse teknikker og implementering i klinisk praksis.

Vores mål er at begynde at bygge bro mellem fundamental forskning i forudsigelse af knoglestyrke og klinisk håndtering af osteoporose, hvilket afspejler en translationel forskningstilgang fra "bænk til sengekant". Til dette formål vil en ny metode blive evalueret ved både en retrospektiv analyse og en prospektiv pilotundersøgelse. Det specifikke valg af at bruge dual-energy CT (DECT) til det prospektive pilotstudie er motiveret af potentialet til at forbedre BMD-måling ud over, hvad kvantitativ CT (QCT) kan, og det giver også mulighed for materialenedbrydning til calcium- og bløddelskomponenter, som har applikationer til andre klinisk relevante sygdomsenheder og i sidste ende vil resultere i den udbredte tilgængelighed af denne relativt nye teknologi.