CT-baseret modellering af knoglemikroarkitektur og frakturrisiko ved KOL

Denne translationelle undersøgelse søger at etablere en kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL)-specifik frakturforudsigelsesmodel ved hjælp af efterforskernes unikke computertomografi (CT)-baserede vurdering af perifer knoglemikroarkitektur. Osteoporose, en almindelig komorbiditet blandt patienter med KOL, fremskynder sygelighed og dødelighed. Grundlaget for denne komorbiditet er dårligt forstået, og dermed behovet for at karakterisere sammenhængen mellem KOL-relaterede faktorer og knoglemikroarkitektur og deres sammenhæng med frakturrisiko. Flere KOL-relaterede faktorer er forbundet med osteoporose. Forskellige KOL-relaterede årsager til knogletab kan ikke ensartet påvirke kortikale og trabekulære knoglestrukturer med varierende mekaniske konsekvenser, hvilket afspejler divergerende KOL-associeret frakturrisiko hos personer med lignende knoglemineraltæthed (BMD). Lidt er kendt om denne kobling, og studiets mål er at udfylde dette vidensgab ved hjælp af et klinisk egnet fremvoksende CT-baseret værktøj til karakterisering af knoglemikroarkitektur på perifere steder. Specifikt vil denne undersøgelse-(1) fastslå generaliserbarheden af ​​efterforskernes knoglemikroarkitekturvurdering anvendt på nye lavdosis/højopløsnings CT-scannere fra forskellige leverandører; (2) vurdere dets potentiale sammenlignet med dobbeltenergi røntgenabsorptiometri (DXA) for at forklare udbredte frakturer og forudsige hændelige frakturer blandt patienter med KOL; (3) kvantificere virkningen af ​​forskellige KOL-relaterede faktorer på knoglestrukturer og deres implikationer for frakturrisiko; (4) identificere KOL-undertyper med hurtig knoglestrukturel degeneration; og (5) udvikle en KOL-specifik model til vurdering af frakturrisiko ved hjælp af patientspecifikke data.

Undersøgelsen vil drage fordel af-(1) eksisterende KOL-patientkohorter med lungekarakterisering ved University of Iowa (UI) og Columbia University (CU), der repræsenterer et bredt demografisk område; (2) adgang til nye CT-scannere på begge steder; og (3) unikke billedbehandlingsmetoder til kvantificering af tredimensionelle knoglestrukturmålinger. Undersøgelsen vil rekruttere 550 rygere med og uden KOL fra UI- og CU-kohorterne af COPDGene- og SPIROMICS-studierne. Rygere uden KOL vil udgøre kontrolgruppen for undersøgelsen. Ved baseline og 3-årige opfølgningsbesøg vil undersøgelsesteamet indsamle-(1) data relateret til risikofaktorer; (2) en lateral rygsøjle-CT-spejderscanning for at vurdere vertebrale frakturer; (3) højopløsnings CT-scanninger af hofte og ankel til beregning af knoglestrukturmålinger; (4) helkrops-, rygsøjle- og hofte-DXA-scanninger til evaluering af knoglemineraltæthed og kropssammensætning; og (5) vurdering af DXA vertebral fraktur.

Denne undersøgelse vil etablere et fremspirende CT-baseret scanner-uafhængigt generaliserbart værktøj til at vurdere knoglerespons på forskellige terapeutiske indgreb, der sigter mod at bremse eller vende knogletab og muligvis genoprette knoglestrukturen, hvilket potentielt kan føre til mere patientspecifikke interventioner. Denne undersøgelse søger også at forklare sammenhængen mellem forskellige KOL-relaterede faktorer, knoglestrukturændringer og deres implikationer for frakturrisiko.

Endelig vil der blive udviklet en KOL-specifik model til vurdering af fraktur-risiko, der vil udnytte patientspecifikke demografiske, kliniske og radiografiske data og CT BMD ved rygsøjlen, samt knoglestrukturelle mål ved hofte og/eller ankel.