Spinal Segment MRI Perfusion and Diffusion Response to Spinal Manipulation in Low Back Pain Patients

Unspezifische Kreuzschmerzen (LBP) sind in entwickelten Ländern eine sehr häufige Erkrankung mit einer Punktprävalenz zwischen 15 % und 30 % und einer Lebenszeitprävalenz von etwa 70 %. Als nicht-invasive Behandlungsmethode wird die Spinal Manipulative Therapy (SMT) mit hoher Geschwindigkeit und niedriger Amplitude in der konservativen Behandlung von unspezifischen Kreuzschmerzen (LBP) eingesetzt. Mehrere Studien deuten auf einen Zusammenhang mit einem günstigen Ergebnis hin. Die Gesamtwirkungsgröße der klinischen Verbesserung nach SMT bleibt jedoch bescheiden. Die meisten Untersuchungen zur Wirksamkeit von SMT bei Rückenschmerzen werden an Patienten durchgeführt, die an „unspezifischem“ LBP leiden, dessen Diagnose normalerweise auf dem Kriterium basiert, dass der Schmerz keiner erkennbaren Pathologie (z Erkrankungen, Frakturen, Bandscheibenvorfälle mit Nervenkompression)8. In den meisten dieser Studien ist unklar, ob die Diagnosen der Patienten auf mehr als der Anamnese und der klinischen Untersuchung beruhten. Die Forscher argumentieren, dass in den meisten Fällen als unspezifisch bezeichnete Rückenschmerzen möglicherweise genauer als nicht spezifiziert bezeichnet werden könnten und eine zuordenbare Quelle und Ursache haben, unabhängig davon, ob man sie erkennen kann oder nicht. Wenn die Diagnose eines unspezifischen LBP daher heterogene Zustände umfasst, ist es unwahrscheinlich, dass die Patienten auf eine therapeutische Modalität gleichermaßen ansprechen.

Diffusionsgewichtete MR-Bildgebung (DWI) ist eine Anwendung der Magnetresonanztomographie, die die Messung der Wasserbewegung innerhalb und zwischen Geweben ermöglicht und zunehmend zur Untersuchung der Physiologie des Bewegungsapparates eingesetzt wird. Da DWI selbst auf kleine Änderungen des Flüssigkeitsflusses empfindlich reagiert, ist es möglicherweise wertvoll für die Untersuchung des Einflusses therapeutischer Interventionen wie manueller Therapie, Übungen und physikalischer Mittel auf Muskel-Skelett-Gewebe. Studien mit DWI haben gezeigt, dass Veränderungen in der Diffusion innerhalb der lumbalen Bandscheiben als Reaktion auf Gelenkmobilisierung, Liegestütze in Bauchlage, Wirbelsäulentraktion und Wirbelsäulenmanipulationstherapie auftreten.

Intravoxel incoherent motion (IVIM) ist eine Methode, die 1988 von Le Bihan et al. vorgeschlagen wurde. das mikrovaskuläre Blutflussinformationen aus diffusionsgewichteter Bildgebung extrahiert, die bei verschiedenen b-Werten erfasst wurde. Es wird verwendet, um getrennte Bilder von Diffusion und Perfusion zu erzeugen, ohne dass die Injektion von exogenen Kontrastmitteln erforderlich ist. Ursprünglich in Gehirnstudien entwickelt, wurde es in den letzten Jahren zur Untersuchung der Durchblutung im Muskel-Skelett-Gewebe eingesetzt. Es gibt einen Mangel an Forschung, die sich mit physiologischen Ereignissen nach einer SMT-Intervention bei Patienten mit Rückenschmerzen befasst. Ein tieferes Verständnis der lokalen biomechanischen und neurophysiologischen Wirkungen von SMT-Interventionen könnte dazu beitragen, ihre Anwendung zu verfeinern und ihre Wirksamkeit zu verbessern.

Der Zweck dieser Studie ist es, Veränderungen der Diffusions- und Perfusionsparameter innerhalb der Bandscheibe und des paraspinalen Muskelgewebes eines Wirbelsäulensegments zu quantifizieren, das eine spinale manipulative oder Scheinintervention erhält, und zu bewerten, ob sich diese Veränderungen in Wirbelsäulensegmenten mit oder ohne degenerativen Veränderungen in 50 unterscheiden Patienten mit Rückenschmerzen.

Darüber hinaus ist es von Interesse, die Beziehungen zwischen Baseline-Parametern und Veränderungen in Diffusion und Perfusion sowie den Grad degenerativer Veränderungen zu bestimmen. Postinterventionelle Veränderungen der segmentalen Durchblutung der Spinalmuskulatur werden ebenfalls untersucht. Unmittelbar nach dem zweiten MRT sowie nach 1 Woche, 4 und 12 Wochen findet eine klinische Nachuntersuchung statt.

Die Wiederholbarkeit und Tagesvariation der IVIM-Bildgebung bei der Quantifizierung der Perfusion in muskuloskelettalen Geweben wird durch den Vergleich der Perfusionsparameter von 20 Kontrollen bewertet, die keine Intervention erhalten. Die Untersucher führen morgens zu Beginn der Visite ein diffusions- und perfusionsgewichtetes MRT durch, das nach etwa 20 Minuten Ruhe (in Rückenlage) wiederholt wird. Die Kontrollen werden etwa 10 Stunden später am Abend desselben Tages für eine zusätzliche MRT vorgestellt.

Bei Teilnehmern, die einer Venenpunktion zustimmen, werden etwa 8 ml venöses Blut mit Serumentnahmeröhrchen entnommen, gerinnen gelassen und dann zentrifugiert. Der resultierende Serumüberstand wird in Aliquots am Balgrist Campus bei -80°C gelagert. Es wird am Ende der Datenerhebung auf pro- und antiinflammatorische Marker (z.B. C-reaktives Protein, Interleukin 1-beta, Interleukin 6 und Tumor-Nekrose-Faktor), um die Beziehung zwischen Entzündungsmarkern und degenerativen Veränderungen, Schmerzdauer sowie Schmerzen und Behinderungsfolgen zu bestimmen.