A gerincvelő szerkezeti plaszticitásának longitudinális értékelése DTI-vel SCI-betegeknél

Napjainkban a gerincvelő-sérülések neurológiai osztályozásának (ISNSCI) nemzetközi szabványai, amelyek a motoros és a bőr szenzoros funkcióinak vizsgálatát, valamint a gerincvelő-függetlenségi mérés (SCIM) jelentik a gerincvelő-sérülések (SCI) neurológiai osztályozásának aranystandardjait. Ezek a standard intézkedések nagyon fontosak az SCI rehabilitációjában, mint elsődleges klinikai és kimeneti mérőszámok. Alkalmazásaik fontossága és hasznossága ellenére ezeknek a szabványos intézkedéseknek megvannak a korlátai. Például az ISNSCI, amelyet klinikai osztályozási rendszernek szántak, szubjektív és viszonylag érzéketlen az inkrementális neurofiziológiai és funkcionális változásokra mind a gyógyulás akut, mind krónikus szakaszában. Ezenkívül az ISNSCI nem tudja értékelni a gerincvelő (SC) funkcióját a neurológiai szint alatt. Egyes betegek, például gyermekek és egyidejű agysérülésben szenvedő betegek esetében a megbízható értékelés nem végezhető el, mivel korlátozott a kognitív szerepvállalásuk az értékelési folyamatban. A mágneses rezonancia képalkotást (MRI) objektívebb eszközként javasolták a klinikusok prognózisának meghatározásában. A legutóbbi tanulmány azonban azt mutatta, hogy a hagyományos klinikai MRI nem korrelál jól az ISNSCI-vel mért pontszámokkal.

A diffúziós tenzoros képalkotó (DTI) egy fejlett MRI-eszköz, amely képes a fehérállomány integritási információinak vizsgálatára a vízmolekulák irányított diffúziójának mérésén keresztül, így több mikroszkopikus részletet biztosít, mint a hagyományos MRI. A legújabb eredmények arra utalnak, hogy a DTI ígéretes, nem invazív és objektív eszköz a fehérállomány axonpályáiban bekövetkező szerkezeti változások értékelésére és nyomon követésére az SCI után. Előzetes adataink azt mutatták, hogy a DTI indexek szignifikáns eltérést mutattak az egészséges alanyok normatív értékétől egy olyan SCI-s betegnél, akinek a hagyományos T2-vizsgálatok normálisnak tűntek (lásd az előzetes adatok szakaszt). A DTI indexek megfigyelt változásának valószínű magyarázata a degeneráció és a demielizáció a leszálló axonutakban. Bár a DTI-t állatmodellekben használták az SC-ben bekövetkezett sérülések evolúciójának mérésére, és nagy ígéretet mutatott az SC kóros elváltozásainak kimutatásában, nem állnak rendelkezésre humán SC-ből származó longitudinális DTI-adatok, amelyek jeleznék a DTI-technika érzékenységét az SCI progressziójának kimutatására. vagy gyógyulást. Képes-e a DTI kimutatni az SCI-ben szenvedő egyének rehabilitációja során az SC-ben végbemenő strukturális változásokat? Vajon ezek a mért DTI-paraméterek korrelálni fognak az ISNSCI-alapú pontszámokkal? A jelenlegi tanulmány alapvető hipotézise az, hogy a rehabilitáció elősegítheti az SC-rostrendszer helyreállítását, valamint a sérülést követő spontán adaptációkat, amelyek elősegítik a sérült idegrostok egy részének visszakapcsolását az izmokat vezérlő motoneuronokkal, és ez javítja a motoneuronok aktivitását az izomműködés elősegítése érdekében. és mindezek a változások kimutathatók a javasolt longitudinális DTI protokollokkal és a motoros funkciók értékelésére szolgáló standard klinikai eszközökkel. A longitudinális vizsgálat által elért várt eredmények támogatnák a DTI alkalmazását a sérült SC-ben bekövetkező plasztikus változások nyomon követésében, és a DTI-ből származó intézkedések potenciálisan segíthetik a klinikusokat a sérülés objektívebb diagnosztizálásában és előrehaladásának becslésében, ami kritikus a célzott tervezés során. terápiák. Ennek a javaslatnak azonban nem tartozik a hatálya alá az SC-ben bekövetkező strukturális változásokhoz való hozzájárulás megkülönböztetése a spontán és a kezelési tényezők között. Mivel etikátlan a betegek kezelésének mellőzése, ez a korlát a jelenlegi humán vizsgálatban nem küszöbölhető ki. Tekintettel arra, hogy a vizsgálat elsődleges célja az SC strukturális változásainak longitudinális nyomon követése neuroimaging segítségével, nem pedig a spontán gyógyulás és kezelés által ezekhez a változásokhoz való relatív hozzájárulás meghatározása, a korlátozás nem befolyásolhatja jelentősen vizsgálatunk minőségét. A hipotézis tesztelésére a kutatók a következő konkrét célokat javasolják.

1. cél: Az SC szerkezeti változásainak nyomon követése inkomplett SCI-ben (iSCI) szenvedő betegeknél DTI segítségével. A javasolt vizsgálatban részt vevő minden betegnél az SC teljes nyaki régióját átvizsgálják DTI-szekvenciával a kiinduláskor, 2 héttel, 1 hónappal, 3 hónappal és 6 hónappal a standard rehabilitációs beavatkozás megkezdése után. A DTI-indexeket (a részletekért lásd a módszereket) számszerűsítik és összehasonlítják az összes időpontban. Korábbi longitudinális agyi DTI-vel végzett humán és állatkísérletek azt sugallják, hogy a DTI érzékeny az agy fehérebb anyagának szerkezeti változásainak kimutatására 24 órával (állatkísérlet) és 3 hónappal (a PI-csoport nem publikált humán DTI-eredményei) az agysérülés után, és 6 hónappal a kezdeti szkennelés után betegeknél. amiotrófiás laterális szklerózisban (ALS) szenvedett (a DTI-adatok ebben a vizsgálatban csak 6 hónappal a kezdeti szkennelés után álltak rendelkezésre). A kutatók azt feltételezik, hogy a javasolt DTI protokoll képes lesz rögzíteni az SCI szerkezeti változásait a helyreállítási folyamat során.

2. cél: A DTI indexek változásaiban megnyilvánuló SC plaszticitás korrelációja a sérülés és a szenzomotoros funkció klinikai értékelésével. A kvantitatív DTI indexek összefüggést mutatnak az SCI klinikai diagnózisával és a betegek felső és alsó végtag szenzomotoros funkciójának klinikai értékelésével. Feltételezhető, hogy az SCI DTI indexe szignifikánsan korrelál a klinikai diagnózissal és a felső és alsó szenzomotoros funkciók pontszámaival. A DTI paraméter nagy ígéretet jelent az SCI biomarkereként, és várhatóan prognosztikai értéke lesz a rehabilitációs program funkcionális kimenetelének előrejelzésében.