Double Push Acoustic Radiation Force (DP ARF)-Ultraschall zur Überwachung der Degeneration bei Duchenne-Muskeldystrophie

Die Double Push Acoustic Radiation Force (DP ARF)-Bildgebung wird in 3 Kohorten von bis zu 10 Jungen mit DMD und bei gleichaltrigen Jungen ohne bekannte neuromuskuläre Störungen durchgeführt.

Die erste DMD-Kohorte wird im Alter von 5 bis 6 Jahren, die zweite im Alter von 7 bis 8 Jahren und die dritte im Alter von 9 bis 10 Jahren aufgenommen. Der M. rectus femoris (RF), der kraniale Sartorius (CS), der Gastrocnemius (GAST) und der seitliche Deltamuskel (DT) werden aufgrund ihrer bekannten phänotypischen Variation als Reaktion auf Dystrophinmangel untersucht. Der RF erfährt eine frühe Nekrose und Fettablagerung, der CS wird als relativ verschont angesehen, und der GAST scheint eine echte Hypertrophie zu durchlaufen. Der DT, der wie der GAST einer Hypertrophie unterliegt, wird ebenfalls untersucht, um festzustellen, ob die Auswirkungen des Dystrophinmangels zwischen den oberen und unteren Gliedmaßen variieren. Alle Jungen werden 4 Jahre lang dreimal jährlich abgebildet. Zusätzlich zur DP-ARF-Bildgebung alle 4 Monate werden die Jungen standardmäßigen quantitativen Muskeltests (QMT) und zeitgesteuerten Funktionstests (TFT) der Zeit bis zum Stehen, 6-Minuten-Gehen und 30-Fuß-Gehen unterzogen. Das Alter beim Verlust der Gehfähigkeit wird auch für jeden Jungen aufgezeichnet. Jungen mit DMD verlieren im Allgemeinen im Alter von 10 Jahren die Gehfähigkeit, daher erwarten wir, dass die 20 Jungen in den Kohorten im Alter von 7 bis 11 und 9 bis 13 Jahren im Laufe dieser Studie die Gehfähigkeit verlieren werden. Die 10 Jungen in der Kohorte im Alter von 5 bis 9 Jahren werden während der Studie wahrscheinlich nicht an Gehfähigkeit verlieren. Da das Hauptziel dieser klinischen Prüfung darin besteht, das Potenzial der DP-ARF-Bildgebung als relevantes Surrogat für die Überwachung des Krankheitsverlaufs und des Ansprechens auf Therapien zu bewerten, liegt der Schwerpunkt der Studie auf der Korrelation der DP-ARF-Ergebnisse mit Veränderungen der funktionellen Degeneration und der Zeit bis Verlust der Gehfähigkeit.

Diese Studie umfasst zwei experimentelle Komponenten, die über die Standardpraxis für DMD-Patienten hinausgehen: 1) DP-ARF-Ultraschallbildgebung des M. rectus femoris (RF), des kranialen Sartorius (CS), des Gastrocnemius (GAST) und des lateralen Deltamuskels (DT). 2) Quantitative Standard-Muskeltests (QMT) und zeitgesteuerte Funktionstests (TFTs) der Zeit bis zum Stehen, 6-Minuten-Gehen und 30-Fuß-Gehen, die alle vier Monate (dreimal jährlich) während der vierjährigen Dauer der Studie wiederholt werden.

Diese Studie beginnt mit der DP-ARF-Ultraschallbildgebung im Clinical Neurophysiology Laboratory während des ersten regelmäßig geplanten Forschungsbesuchs des freiwilligen Patienten. Von freiwilligen Patienten wird erwartet, dass sie ambulant behandelt werden. Wenn es sich bei einem freiwilligen Patienten jedoch um einen stationären Patienten handelt, kann die DP-ARF-Ultraschallbildgebung am Krankenhausbett des freiwilligen Patienten durchgeführt werden. Unmittelbar nach der DP ARF-Untersuchung wird der freiwillige Patient QMT und TFTs in der Abteilung für Physiotherapie unterzogen. QMT und TFT werden von ausgebildeten Physiotherapeuten durchgeführt. DP ARF-Ultraschallbildgebung, QMT und TFT werden wie oben beschrieben bei jedem der zwölf regelmäßig geplanten Forschungsbesuche der freiwilligen Patienten während der vierjährigen Studiendauer wiederholt. Wann immer möglich, werden wir Forschungsbesuche so planen, dass sie mit anderen klinischen Besuchen bei UNC zusammenfallen. Die Eltern oder Betreuer der Patienten erhalten eine Entschädigung in Höhe von 50 USD pro Besuch, um die Kosten für die Fahrt zum UNC, das Parken und das Mittagessen zu decken.

DP ARF wird auch bei 30 Jungen im Alter von 5 bis 14 Jahren ohne bekannte neuromuskuläre Erkrankungen durchgeführt. Die Bildgebung wird wie für die Jungen mit DMD beschrieben durchgeführt. Die DP-ARF-Ergebnisse, die bei Jungen ohne bekannte neuromuskuläre Störungen erzielt wurden, werden mit denen verglichen, die bei Jungen mit neuromuskulären Störungen erzielt wurden, um als Kontrolle für Veränderungen der muskelmechanischen Eigenschaften zu dienen, die bei normalem Muskelwachstum und normaler Entwicklung auftreten.

DP-ARF-Ultraschall ist eine nicht-invasive diagnostische Bildgebungstechnologie, die mit handelsüblichen klinischen Ultraschallbildgebungsgeräten durchgeführt wird - dem Siemens Acuson Antares-Bildgebungssystem, das für Forschungszwecke ausgestattet ist, und VF10-5- oder VF7-3-Linear-Array-Schallköpfen (Siemens Medical Solutions, USA Inc. Ultrasound Division) . Die DP-ARF-Bildgebung wird von einem professionellen Sonographen, Lehrkräften und/oder wissenschaftlichen Hilfskräften im Aufbaustudium in der UNC-CH Joint Department of Biomedical Engineering durchgeführt. Der Sonograph erfasst DP-ARF-Ultraschalldaten mit angepasstem B-Mode (für anatomische Referenz) in den rechten RF-, CS-, GAST- und DT-Muskeln von freiwilligen Patienten. Freiwillige Patienten werden gebeten, sich in der Klinik für Klinische Neurophysiologie auf einen Untersuchungstisch zu legen (ambulant) oder in ihren Krankenhausbetten zu bleiben (stationär). Das Kopfende des Untersuchungstisches/-bettes kann auf einen Winkel von etwa 45 Grad angehoben werden, um die interessierenden Muskeln mit der Ultraschallbildgebung am besten sichtbar zu machen.

Sobald der freiwillige Patient positioniert ist, wird Ultraschallgel auf die Hautoberfläche des freiwilligen Patienten über den interessierenden Muskeln aufgetragen. Der Ultraschall-Bildgebungswandler wird dann auf das Gel gelegt. Sobald der erste interessierende Muskel lokalisiert ist, beginnt die DP-ARF-Ultraschallbildgebung. Wir werden den Schallkopf so ausrichten, dass er Ultraschalldaten quer zu den Muskelfasern in der Mitte des Muskels in Längsrichtung mit drei wiederholten Akquisitionen erfasst. Wir werden dann unseren Schallkopf um 90 Grad drehen, um die Bildebene parallel zu den Muskelfasern auszurichten. Der zuvor abgebildete Querschnitt wird mit drei wiederholten Aufnahmen ungefähr in der Mitte des Sichtfelds der Bildgebung positioniert. Die Orientierung der Muskelfasern wird ungefähr sein, wie aus der Anatomie vermutet wird. Die axiale Fokustiefe des DP ARF wird auf die Mitte des Muskels gerichtet, etwa 20–30 mm.

Die Zeitdauer für die DP-ARF-Datenerfassung in jedem Muskel wird auf weniger als 10 Minuten geschätzt. Sobald die DP-ARF-Bildgebung an einem Muskel abgeschlossen ist, wird die DP-ARF-Bildgebung an den anderen interessierenden Muskeln durchgeführt. Sobald alle 4 Muskeln (RF, CS, GAST und DT) abgebildet sind, wird das Studienverfahren für den DP-ARF-Bildgebungsteil der Studie abgeschlossen.

Für den zweiten Teil der Studie, der kurz (weniger als 4 Stunden) nach Abschluss der DP-ARF-Bildgebung beginnt, wird der freiwillige Patient einem klinisch standardmäßigen quantitativen Muskeltest (QMT) der maximalen freiwilligen isometrischen Kontraktion (MVIC) im rechten RF, CS unterzogen , GAST und DT. Der freiwillige Patient wird außerdem zeitgesteuerten Funktionstests (TFTs) nach klinischem Standard unterzogen, die (1) die Zeit zum Aufstehen aus der Rückenlage in den Stand, (2) die zurückgelegte Strecke in sechs Minuten und (3) die Zeit zum Gehen von 30 Fuß umfassen.

Die Teilnahme der freiwilligen Patienten endet, sobald beide Studienteile eins (DP-ARF-Ultraschallbildgebung) und zwei (QMT und TFT) zwölfmal über 4 Jahre abgeschlossen sind. Daher werden alle vier Monate regelmäßig geplante Nachsorgebesuche der freiwilligen Patienten erforderlich sein. Der freiwillige Patient wird um Zustimmung gebeten, und seine Eltern werden gebeten, ihrem Sohn zu erlauben, sich (1) einer DP-ARF-Ultraschallbildgebung seiner rechten RF-, CS-, GAST- und DT-Muskeln und (2) QMT und TFTs der Zeit bis zum Stehen zu unterziehen, 6 -Minuten zu Fuß und 30 Fuß zu Fuß. Es werden keine zusätzlichen Verfahren oder Anforderungen vorgeschlagen. Jeder andere Aspekt der Behandlung von freiwilligen Patienten für DMD wird gemäß dem normalen Behandlungsstandard durchgeführt, wie klinisch indiziert.