MRT-Quantifizierung der Lungenfibrose bei Sklerodermie-Patienten (IRMSCLERO)

Sklerodermie ist eine chronische Bindegewebserkrankung mit wenig verstandenem Ursprung. Die Prävalenz liegt zwischen 100 und 260 Fällen pro Million Einwohner in Europa und den Vereinigten Staaten, wobei Frauen überwiegen (3/1). Eine Lungenbeteiligung ist häufig und wird bei 70 bis 100 % der Patienten beobachtet. Es ist die häufigste Todesursache bei Sklerodermie.

Es gibt hauptsächlich zwei Formen: die diffuse fibrotische interstitielle Pneumonitis, die in den meisten Fällen in Form einer unspezifischen interstitiellen Pneumonie auftritt (76 %), und die pulmonale arterielle Hypertonie (PAH). PAH bei Sklerodermie kann sekundär zu Lungenfibrose sein oder sich bei Patienten ohne Parenchymbeteiligung eigenständig entwickeln.

CT und Lungenfunktionstests spielen eine sehr wichtige Rolle bei der Erkennung und Nachsorge von Patienten mit Lungenerkrankungen im Zusammenhang mit Sklerodermie. Die Analyse der HRCT, die nach Milchglastrübungen, Netzen, Traktionsbronchiektasen, vorwiegend subpleural, basal und posterior sucht, bleibt jedoch semiquantitativ und zeigt eine große Variabilität zwischen den Beobachtern, wenn sie auf einer visuellen Beurteilung basiert.

Die Diagnose und Stadieneinteilung chronischer Lungenerkrankungen wie Sklerodermie ist eine große Herausforderung sowohl für die Patientenversorgung als auch für die Zulassung neuer Behandlungen.

Die Magnetresonanztomographie (MRT) von Lungenerkrankungen kann eine nicht-invasive Beurteilung der Lungenfibrose ermöglichen, wobei Bedenken hinsichtlich der Strahlendosis der CT umgangen werden.

Ziel der Studie ist die Entwicklung eines quantitativen bildgebenden Biomarkers auf Basis der MRT zur Beurteilung des Schweregrades einer Lungenerkrankung und zur Überwachung des Krankheitsverlaufs. Fibrotische Veränderungen erhöhen die Lungensteifheit und induzieren eine restriktive Lungenerkrankung mit vermindertem Lungenvolumen bei PFT. Daher stellten die Forscher die Hypothese auf, dass die Beurteilung der Lungenelastizität eine Unterscheidung zwischen fibrotischem und gesundem Lungenparenchym ermöglichen würde. Für jeden Probanden untersuchen sie einen allgemeinen "Elastizitätsindex" (basierend auf dem gesamten Krankheitsvolumen) sowie die räumliche Verteilung elastischer Eigenschaften. Diese Eigenschaften werden unter Verwendung einer verformbaren Registrierung zwischen exspiratorischen und inspiratorischen MR-Bildern berechnet. Für die Darstellung der Lungengewebeausdehnung werden sie mehrere Surrogate anhand der Determinante der Jacobi-Zahl des Deformationsfeldes untersuchen.

Ziel ist es, eine Kohorte von 30 Patienten zu evaluieren, die gemäß den GAP-Kriterien in 3 Gruppen eingeteilt sind:

• 10 Patienten mit leichter Lungenfibrose (VFC > 75 % theoretisch und DLCO/VA > 55 %)
• 10 Patienten mit mäßiger Lungenfibrose (VFC 50-75 % und DLCO 36-55 %)
• 10 Patienten mit schwerer Lungenfibrose (VFC <50 % theoretisch oder DLCO/VA <35 %).

Sie werden mit einer Kontrollgruppe von 10 gesunden Probanden verglichen.

Einschluss- und Nichteinschlusskriterien werden in einem nächsten Abschnitt entwickelt. Alle Patienten werden während ihrer jährlichen Nachsorge im Cochin-Krankenhaus rekrutiert.

Das Verfahren wird am Ende einer kardialen MRT durchgeführt, die im Rahmen der Standardnachsorge des Patienten durchgeführt wird. Für die Erfassung der Herz- und Lungen-MRT-Bilder wird eine 12-Kanal-Oberflächenantenne installiert. VIBE (Volumetrische interpolierte Atemanhalteuntersuchung) T1-Sequenzen mit einer Dauer von 17 Sekunden (TR: 2,73 ms, TE: 0,05 ms, Neigungswinkel: 5,5) werden nach einer tiefen Inspiration und dann einer tiefen Exspiration erfasst.

Die elastische Registrierung der beiden Sequenzen wird mit einer hauseigenen Software durchgeführt, die am CentraleSupelec (Center for Visual Computing) entwickelt wurde. Die Registrierung wird es ermöglichen, einen globalen Lungenelastizitätsindex zu bestimmen und gesunde von fibrotischen Lungenbereichen zu trennen. Markierungen werden manuell auf vordefinierten anatomischen Zielen auf inspiratorischen und dann exspiratorischen MR-Bildern platziert, um die Qualität der automatischen Registrierung zu überprüfen.

Dies wird von zwei unabhängigen Beobachtern durchgeführt, und der Abstand zwischen den von den beiden Beobachtern gesetzten Markierungen wird mit den Ergebnissen der automatischen Registrierung verglichen.

Klinische Daten für alle Patienten der Kohorte werden gesammelt, einschließlich klinischer Vorgeschichte, Geschlecht, Alter, Assoziation mit anderen systemischen Erkrankungen, Positivität biologischer Marker und laufender Behandlung. Diese Daten werden aus den Patientenakten des Cochin-Krankenhauses abgerufen.

MRT-Bilder werden auch verwendet, um die Exspirations- und Inspirationslungenvolumina zu berechnen, um sie mit den während der PFT erfassten Volumina zu vergleichen.

Die Daten werden prospektiv erhoben, mit nur einer Auswertung für jeden Patienten.

Die Sammlung der Patientendaten und die Bilderfassung beginnen nach der Genehmigung der Studie durch die Ethikkommission (Comité de Protection des Personnes, CPP) und die Nationale Kommission für Informatik und bürgerliche Freiheiten (CNIL).

Die Stärke der Jacobians (Verformungskräfte) bei der Durchführung einer elastischen Registrierung wird mit dem FVC unter Verwendung des Spearman-Korrelationskoeffizienten verglichen.