Kvantitativ billeddannelse af cervikale spinalstrukturer - DISC-pilotundersøgelsen - (DISC)

RATIONAL:

Cervical degenerative disc disease (CDDD) er konsekvensen af ​​degeneration af intervertebrale diske og led og kan resultere i kompression af den cervikale nerverod, der fører til kliniske symptomer på radikulopati, kompression af rygmarven med symptomer på myelopati eller en kombination af begge. Forekomsten af ​​CDDD stiger i takt med den aldrende befolkning, og følgelig forventes en betydelig stigning i antallet af indgreb for symptomatisk CDDD i de kommende år. Som sådan forbliver beslutningen om og optimal timing af operationen udfordrende.

I øjeblikket er beslutningen om operation hos patienter med symptomatisk CDDD relateret til symptomer samt position og størrelse af diskusprolaps på konventionel magnetisk resonansbilleddannelse (MRI). Konventionel MRI muliggør dog kun kvalitativ morfologisk evaluering, hvilket giver plads til subjektiv individuel fortolkning. Diskusprolapser på konventionel MR findes også ofte hos asymptomatiske individer, mens type og omfang af diskusprolaps hos symptomatiske individer ikke korrelerer med symptomernes sværhedsgrad. Samlet set kan den nuværende standard ved anvendelse af konventionel MR ikke optimalt forudsige respons på operation for patienter med symptomatisk CDDD.

Kvantitativ billeddannelse bliver hurtigt anerkendt som et supplement til konventionel MR og refererer til den direkte måling af vævs fysiske egenskaber. Disse nye teknikker er lovende, da de er ikke-invasive og potentielt kan hjælpe med at bestemme objektive cut-offs for et stadium af diskusprolaps. Diffusion tensor imaging (DTI) er en af ​​de mest undersøgte kvantitative teknikker og giver mulighed for evaluering af mikrostrukturelle ændringer. DTI fraktionel anisotropi (FA) metrikken blev demonstreret som gyldig biomarkør for helbredelse efter operation i cervikal myelopati samt kirurgisk selektion i lumbal radikulopati. Desuden kunne den seneste introduktion af zoomet-DTI (z-DTI) føre til større billednøjagtighed, mens det er bevist muligt i den cervikale rygsøjle.

Ydermere er den cervikale rygmarv og dens nerverødder stærkt vaskulariserede, og deres perfusion kan blive kompromitteret af diskusprolaps-relateret kompression. Ved at bruge den endogene perfusionsteknik arteriel spin-mærkning (ASL), samt kontrastbaserede perfusionsteknikker såsom modtagelighedskontrast (DSC) og dynamisk kontrastforstærket (DCE), kan graden af ​​iskæmi, hypoxi samt signalforstærkning estimeres. ASL er blevet undersøgt to gange til kortlægning af rygmarvsperfusion, og DSC blev påvist mulig i rygsøjlen hos raske deltagere såvel som patienter med cervikal myelopati. Derudover blev øget signalforstærkning observeret for DCE i degenerative diske i lændehvirvelsøjlen. Så vidt vi ved, er der ikke udført undersøgelser for at vurdere perfusion af de cervikale nerverødder, som er kompromitteret ved cervikal radikulopati på grund af CDDD.

Udover mikrostruktur og perfusion kan viskoelastiske egenskaber af cervikale spinalstrukturer ændre sig i forhold til diskusprolapsrelateret kompression. Derfor ville det være interessant at studere mekaniske egenskaber som stivhed og viskositet, som kan måles med Tomo-MRElastografi (TMRE). Så vidt vi ved, har ingen tidligere undersøgelse vurderet cervikale intervertebrale diske og spinale strukturer ved hjælp af TMRE, hvilket gør dette til en lovende første undersøgelse.

Endelig er billeddannelse en relativt tidskrævende sag, og at inkludere yderligere sekvenser vil kun øge dens længde. Derfor udvikles flere metoder til at udføre billeddannelse på en mere effektiv måde. En ny metode er Synthetic MRI (SyMRI). Fordele ved SyMRI er en reduceret optagelsestid, mulighed for at udføre automatisk vævssegmentering og volumen-estimering og optagelse af kvantitative parametre. SyMRI er blevet undersøgt én gang i rygsøjlen, og der blev fundet signifikante forskelle i kvantitative intervertebrale diskværdier i forhold til diskens hydreringsstatus.

Da ingen enkelt måling har vist sig at være den gyldne standard i tidligere undersøgelser, er det sandsynligt, at en kombination af målinger er nødvendig for klinisk anvendelse. Derfor er formålet med denne pilotundersøgelse at udforske en multiparametrisk kvantitativ MR-tilgang, herunder z-DTI, ASL, DSC, DCE, TMRE og SyMRI til at måle cervikale intervertebrale diske, rygmarven og dens nerverødder.

OBJEKTIV:

Denne undersøgelse vil bestå af tre dele. Det primære formål med del 1 er at evaluere gennemførligheden af ​​de kvantitative MR-sekvenser (f.eks. z-DTI, ASL, DSC, DCE, TMRE og SyMRI) til vurdering af cervikale spinale strukturer (f.eks. intervertebrale diske, rygmarv og nerverødder) hos raske deltagere og patienter med symptomatisk CDDD. Det primære formål med del 2 er at bestemme en sammenhæng mellem de kvantitative MR-sekvenser af cervikale spinalstrukturer til kliniske resultater hos patienter med symptomatisk CDDD. Endelig er det primære formål med del 3 at etablere en sammenhæng mellem kvantitative MR-sekvenser af cervikale spinalstrukturer og kirurgisk behandling inden for 6 måneder efter opfølgning.

STUDIEDESIGN:

En prospektiv pilotundersøgelse.

STUDIEBEFOLKNING:

Studiepopulationen består af raske deltagere og patienter med symptomatisk CDDD med radikulopati, myelopati eller radiculomyelopati. Aldersmatchede raske deltagere vil blive inkluderet. Deltagerne har ingen tidligere historie med cervikal diskusprolaps eller cervikal kirurgi, en tilstrækkelig forståelse af det hollandske sprog og ingen kontraindikationer for en MR-scanning.

INTERVENTION:

Alle deltagere vil blive udsat for adskillige MR-sekvenser ved hjælp af en topmoderne 3T Siemens MRI-scanner, der er tilgængelig i UMCG. Først gennemgår alle deltagere (raske deltagere og patienter med symptomatisk CDDD) en baseline neurologisk undersøgelse. Derudover udfylder deltagerne følgende spørgeskemaer: Neck Disability Index (NDI), Visual Analogue Scale (VAS) for arm- og nakkesmerter, modificeret Japanese Orthopedic Association (mJOA), Nurick grade, EuroQol 5-Dimension 5-Level (EQ-5D) -5L), Work Ability Single Item (WAI-SI) og Central Sensibilization Inventory (CSI). Alle deltagere gennemgår MR-scanning: lokalisator & T2-vægtet anatomisk (konventionel MR), z-DTI, ASL, DSC, DCE, TMRE og SyMR. Den samlede scanningstid vil være cirka 40 minutter. Til vurdering af reproducerbarhed vil 10 raske deltagere og 10 patienter blive scannet 2 gange på forskellige dage/tidspunkter. Patienterne med symptomatisk CDDD vil have endnu et studiebesøg efter 6 måneders opfølgning for at vurdere deres behandlingsstatus (efter at have været opereret ja/nej; i tilfælde af ja også operationens karakteristika), for at udfylde ovennævnte spørgeskemaer og få foretaget en MR-scanning med yderligere sekvenser.

HOVEDSTUDIEPARAMETRE/ENDPOINTS:

Primære endepunkter er den tekniske gennemførlighed og repeterbarhed for de kvantitative MR-sekvenser (dvs. z_DTI, ASL, DSC, DCE, TMRE og SyMRI) af cervikale spinale strukturer (dvs. intervertebrale diske, rygmarv og nerverødder) hos raske deltagere og patienter med symptomatisk CDDD. Også en korrelation mellem kvantitative MR-sekvenser af cervikale spinalstrukturer og klinisk svækkelse hos patienter med symptomatisk CDDD vil blive bestemt. Klinisk svækkelse vil blive målt med Neck Disability Index (NDI) for cervikal radikulopati, modificeret Japanese Orthopedic Association Score (mJOA) for cervikal myelopati og NDI samt mJOA for radiculomyelopati.

ART OG OMFANG AF BYRDEN OG RISICI FORBUNDET MED DELTAGELSE, FORDELE OG GRUPPERELATHEDSRELATERET:

Alle deltagere (raske og patienter) skal have en konventionel MR-scanning med kvantitative MR-sekvenser, som vil tage cirka 40 minutter. De fleste MRI-sekvenser, der anvendes i denne undersøgelse, er ikke-invasive og involverer ikke nogen ioniserende stråling. DSC og DCE kræver dog administration af en boluskontrast. Kontrastmidlet, der vil blive brugt, er Dotarem. Uden kontraindikationer for en MR-scanning eller kontrastmiddel er helbredet ikke i fare. Der er en overordnet ubetydelig risiko for deltagerne, baseret på NFU's risikoklassificeringstjekliste. Derfor kan efterforskerne konkludere, at dette studie er et lavrisikostudie.