Luun mikroarkkitehtuurin ja murtumariskin CT-pohjainen mallinnus COPD:ssä

Tämän translaatiotutkimuksen tavoitteena on luoda krooniseen obstruktiiviseen keuhkosairauteen (COPD) spesifinen murtumien ennustemalli käyttämällä tutkijoiden ainutlaatuista tietokonetomografiaan (CT) perustuvaa perifeerisen luun mikroarkkitehtuurin arviointia. Osteoporoosi, joka on yleinen keuhkoahtaumatautipotilaiden sairaus, kiihdyttää sairastuvuutta ja kuolleisuutta. Tämän komorbiditeetin perusteita ymmärretään huonosti, joten tarve karakterisoida keuhkoahtaumatautiin liittyvien tekijöiden ja luun mikroarkkitehtuurin välinen yhteys ja niiden yhteys murtumariskiin. Useat COPD:hen liittyvät tekijät liittyvät osteoporoosiin. Erilaiset keuhkoahtaumatautiin liittyvät luukadon syyt voivat vaikuttaa epätasaisesti aivokuoren ja trabekulaarisiin luurakenteisiin vaihtelevin mekaanisin seurauksin, mikä heijastaa erilaisia ​​keuhkoahtaumatautiin liittyviä murtumariskiä henkilöillä, joilla on samanlainen luun mineraalitiheys (BMD). Tästä yhteydestä tiedetään vain vähän, ja tutkimuksen tavoitteena on täyttää tämä tiedon puute käyttämällä kliinisesti sopivaa uutta CT-pohjaista työkalua luun mikroarkkitehtuurin karakterisointiin perifeerisissä paikoissa. Erityisesti tämä tutkimus (1) vahvistaa tutkijoiden luun mikroarkkitehtuurin arvioinnin yleistettävyyden, jota on sovellettu eri valmistajien uusiin pieniannoksisiin / korkearesoluutioisiin CT-skannereihin; (2) arvioida sen potentiaalia verrattuna kaksoisenergiaröntgenabsorptiometriaan (DXA) yleisten murtumien selittämiseksi ja tapaturmien ennustamiseksi COPD-potilaiden keskuudessa; (3) kvantifioida erilaisten keuhkoahtaumatautiin liittyvien tekijöiden vaikutus luurakenteisiin ja niiden vaikutukset murtumariskiin; (4) tunnistaa keuhkoahtaumatautien alatyypit, joilla on nopea luun rakenteellinen rappeutuminen; ja (5) kehittää COPD-spesifinen malli murtumariskin arvioimiseksi potilaskohtaisten tietojen avulla.

Tutkimuksessa hyödynnetään (1) olemassa olevia keuhkoahtaumatautipotilasryhmiä, joissa on keuhkojen karakterisointi Iowan yliopistossa (UI) ja Columbia Universityssä (CU), jotka edustavat laajaa väestörakennetta; (2) pääsy uusiin CT-skannereihin molemmissa paikoissa; ja (3) ainutlaatuiset kuvankäsittelymenetelmät kolmiulotteisten luun rakennemittojen kvantifiointiin. Tutkimukseen otetaan mukaan 550 keuhkoahtaumatautia sairastavaa ja ilman keuhkoahtaumatautia sairastavaa tupakoitsijaa COPDGene- ja SPIROMICS-tutkimusten UI- ja CU-kohortteista. Tupakoitsijat, joilla ei ole keuhkoahtaumatautia, muodostavat tutkimuksen vertailuryhmän. Lähtötilanteessa ja 3 vuoden seurantakäynneillä tutkimusryhmä kerää (1) riskitekijöitä koskevia tietoja; (2) lateraalinen selkärangan CT-skannaus nikamamurtumien arvioimiseksi; (3) lonkan ja nilkan korkearesoluutioiset CT-skannaukset luun rakenteellisten mittareiden laskemiseksi; (4) koko kehon, selkärangan ja lonkan DXA-skannaukset luun mineraalitiheyden ja kehon koostumuksen arvioimiseksi; ja (5) DXA-nikamamurtuman arviointi.

Tässä tutkimuksessa luodaan nouseva CT-pohjainen skannerista riippumaton yleistettävä työkalu, jolla voidaan arvioida luun vastetta erilaisiin terapeuttisiin interventioihin, joiden tarkoituksena on hidastaa tai kääntää luukatoa ja mahdollisesti palauttaa luurakennetta, mikä mahdollisesti johtaa potilaskohtaisiin toimenpiteisiin. Tämä tutkimus pyrkii myös selittämään erilaisten keuhkoahtaumatautiin liittyvien tekijöiden välisiä suhteita, luun rakennemuutoksia ja niiden vaikutuksia murtumariskiin.

Lopuksi kehitetään keuhkoahtaumatautikohtainen murtumariskin arviointimalli, jossa hyödynnetään potilaskohtaisia ​​demografisia, kliinisiä ja radiografisia tietoja, selkärangan CT BMD:tä sekä lonkan ja/tai nilkan luun rakenteellisia toimenpiteitä.