Lihasten terveyden mittaaminen sähköisellä impedanssimyografialla

Magneettikuvaus (MRI) on tärkeä kliininen työkalu seurattaessa luurankolihasten sairauksia ja hoidon vaikutusta erilaisissa tiloissa, jotka vaihtelevat lihasdystrofioista myosiitteihin. MRI voi toimia luurankolihasten patologian sijaismittarina; se voi kvantifioida atrofiaa, turvotusta, rasvan kertymistä ja myofibrien organisoitumattomuutta, mikä tekee biopsian tarpeettomaksi. Ei ole epäilystäkään siitä, että MRI-muutosten seuraaminen nopeuttaa terapiatutkimuksia monissa lihassairauksissa; sen käyttöä on vahvasti kannustettu. Vaikka MRI voi tarjota erinomaisen arvion lihasten tilasta, sillä on monia haittoja, kuten korkeat kustannukset, yleinen hankaluus, tarve koehenkilön maata liikkumatta, rajoitettu yläraajojen lihasten arviointi, tarve yksityiskohtaiselle kuvananalyysille monimutkaisen kuvantamisdatan tiivistämiseksi yksinkertaiseksi arvoksi sairauden seurantaan, vaikeus toistettujen mittauksien saamisessa kliinisessä tutkimuksessa ja haasteet protokollien standardoinnissa eri laitosten välillä. Nämä rajoitukset estävät MRI:ta olemasta helposti sovellettava biomarkkeri lihasten terveyden ja sairaustilan arviointiin. Teknologia, joka tarjoaa koostumustietoa samanlaista kuin MRI, mutta joka voittaa MRI:n monet haitat, voisi toimia erittäin tehokkaana biomarkkerina säännöllisessä potilashoidossa ja kliinisissä terapiatutkimuksissa.

Sähköinen impedanssimyografia (EIM) on tällainen teknologia. Itse asiassa EIM:ää käytetään tällä hetkellä biomarkkerina useissa neuromuskulaarisissa sairauksissa. EIM:ssä käytetään pientä käsikäyttöistä laitetta, jolla heikkoa, suuntaan keskittyvää, monitaajuista sähkövirtaa sovelletaan lihakseen, mitataan syntyvät pintajännitteet ja johdetaan impedanssiarvot. Näiden arvojen muutokset antavat tietoa lihasten tilasta, mukaan lukien atrofia, turvotus, rasvan kertyminen ja myofibrien organisoitumattomuus. ALS:n lisäksi EIM on osoittanut huomattavaa arvoa biomarkkerina useissa sairauksissa, kuten lihasdystrofioissa, myosiiteissa ja yksinkertaisessa deconditioningissa. Yhteenvetona esitämme hypoteesin, että EIM:llä on potentiaalia toimia MRI:n sijaisena tarjoten suurimman osan samasta tiedosta, mutta paljon nopeammin ja mukavammin, alhaisemmilla kustannuksilla, pienemmällä koolla, suuremmalla joustavuudella ja siedettävyydellä ja ilman tarpeettomuutta hankalalle kuvananalyysille.

Vaikka paljon tietoa on kerätty osoittaen, että EIM on herkkä lihasten terveydelle, on vain vähän tietoa, joka suoraan yhdistää EIM:n MRI:hin. Ottaen huomioon sekä EIM:n että MRI:n monimutkaisuuden, koneoppimismenetelmien soveltaminen näihin tietoaineistoihin voi toimia keinona luoda suhde näiden kahden teknologian välille. Tämä mahdollistaisi EIM:n toiminnan erittäin kätevänä työkaluna lihasten terveyden seurantaan ja mahdollisesti biomarkkerina tulevissa kliinisissä terapiatutkimuksissa ja päivittäisessä potilashoidossa.

Tutkimuskysymys: Voiko EIM täydentää ja mahdollisesti korvata MRI:n luurankolihasten primaarisairauksien (myopatiat) arvioinnissa?