MRI quantitativa del midollo spinale nella mielopatia cervicale: valutazione del danno microstrutturale per il miglioramento dei risultati (QCEMY)

Motivazione La mielopatia cervicale degenerativa (DCM) è una malattia cronica comune e la causa più comune di disfunzione del midollo spinale negli adulti, che potenzialmente porta a gravi disturbi funzionali con elevati costi sociali. Oltre il 70% delle persone di età inferiore ai 65 anni presenta evidenza patologica o radiologica di malattia degenerativa cervicale. I sintomi della compressione cervicale si sviluppano in circa il 25% di queste persone. Di conseguenza, identificare strategie di trattamento e percorsi di assistenza clinica ottimali per la DCM è diventata una priorità chiave per la salute pubblica. La DCM è causata da un progressivo deterioramento delle componenti osteocartilaginee del rachide cervicale che porta ad un restringimento del canale spinale e alla compressione dei tratti lunghi e degli elementi segmentali locali del midollo spinale (SC). La DCM può portare a disabilità progressiva e paralisi a causa della compressione cronica del SC.

Nella DCM, una diagnosi e un monitoraggio precoci sono fondamentali per evitare o limitare un danno neurologico che potrebbe persistere anche dopo la somministrazione di un trattamento appropriato. La diagnosi di DCM richiede un accordo tra i risultati clinici e quelli di imaging (MRI).

La risonanza magnetica quantitativa del SC potrebbe fornire un nuovo sistema obiettivo per l'identificazione dei pazienti che necessitano di un intervento chirurgico prima di sviluppare un danno clinico irreversibile e per evitare il trattamento chirurgico in coloro che non lo richiedono. Inoltre, la risonanza magnetica quantitativa, in combinazione con dati clinici come i test neuromotori, potrebbe fornire un approccio importante per valutare l’efficacia dell’approccio terapeutico.

Il piano di questo progetto è quello di convalidare un nuovo protocollo di risonanza magnetica quantitativa clinicamente fattibile per rappresentare i cambiamenti microstrutturali del midollo spinale determinati dalla malattia degenerativa del rachide cervicale, che è altamente frequente nella popolazione adulta. I ricercatori sono fiduciosi di identificare metriche quantitative derivate dalla risonanza magnetica che potrebbero quantificare oggettivamente il danno del midollo spinale nella mielopatia cervicale degenerativa e che potrebbero rappresentare modifiche microstrutturali anche prima che i segni neurologici o le alterazioni del segnale sulle sequenze morfologiche della risonanza magnetica siano evidenti. Ciò potrebbe essere di fondamentale importanza per un’indicazione più precisa all’intervento chirurgico e per prevenire danni clinicamente significativi che potrebbero non essere recuperati anche dopo il trattamento chirurgico. Questi dati saranno misurati e convalidati da risultati neurofisiologici e confrontati con le scale attuali e con una batteria ad hoc di test di valutazione delle abilità neuromotorie.

Verrà eseguito un follow-up clinico, neurofisiologico, biometrico e di imaging per valutare il potere predittivo delle metriche identificate.

Questo studio mira a fornire un nuovo paradigma per una migliore rappresentazione degli effetti della spondilosi cervicale degenerativa che potrebbe diventare cruciale per una decisione terapeutica individualizzata e tempestiva. Nella DCM, una diagnosi precoce è fondamentale per evitare danni neurologici che potrebbero persistere anche dopo la somministrazione di un trattamento adeguato. È inoltre auspicata una valutazione clinica, diagnostica per immagini e funzionale più accurata e integrata per migliorare l'individuazione di segni sottili di disturbi senso-motori e per aumentare l'affidabilità inter-valutatore e intra-valutatore delle scale disponibili. Nello studio proposto, per la prima volta l'obiettivo è quello di: i) integrare metriche basate su T1 (PSIR, TI-scout) e DTI; ii) confrontarli con le prestazioni cliniche, neurofisiologiche e neuromotorie e iii) eseguire una valutazione longitudinale pre e postoperatoria (ACDF).

Un aspetto importante da menzionare è che questo studio viene eseguito per la prima volta, data la disponibilità dell'hardware chirurgico di nuova generazione in polietereterchetone (PEEK) e fibra di carbonio che consente l'acquisizione di sequenze MRI quantitative avanzate senza distorsione significativa dell'immagine anche quando si esegue una risonanza magnetica anteriore viene eseguita la discectomia e fusione cervicale (ACDF).

Attraverso un approccio di intelligenza artificiale, i ricercatori prevedono inoltre di sviluppare un nuovo sistema di punteggio oggettivo che includerà elementi rilevanti provenienti da metriche derivate dalla risonanza magnetica e dati sulle abilità cliniche, neurofisiologiche e neuromotorie. I ricercatori prevedono che il nuovo sistema di punteggio potrebbe aiutare i medici a identificare i pazienti con il rischio più elevato di progressione verso un danno neurologico irreversibile e che potrebbe superare i limiti delle scale cliniche disponibili, che includono scarsa sensibilità e modesta affidabilità inter-rater e intra-rater con capacità limitata di rilevare la sottile progressione della malattia.

Pertanto, l’aspettativa è quella di identificare parametri più oggettivi e sensibili del carico di malattie del midollo spinale attraverso l’identificazione di biomarcatori sensibili, oggettivi e quantitativi del danno neurologico nella DCM.

I risultati di questo progetto forniranno un nuovo sistema affidabile per identificare i pazienti a rischio di progressione verso un danno funzionale irreversibile, portando ad un approccio centrato sul paziente, una prevenzione economicamente vantaggiosa dei deficit neurologici e una prevenzione economicamente vantaggiosa di interventi chirurgici non necessari .

Obiettivi

Si tratta di uno studio multidisciplinare focalizzato su soggetti affetti da spondilosi cervicale (DCM) che determina diversi gradi di mielopatia, da lieve a grave. Lo studio ha lo scopo di identificare una migliore valutazione delle abilità cliniche, radiologiche e neuromotorie alla presentazione, cercando di identificare e quantificare precocemente il carico della malattia, probabilmente attraverso la rappresentazione e la validazione di nuove metriche neuroradiologiche e funzionali. Ciò ha lo scopo anche di personalizzare e rafforzare l'indicazione all'intervento chirurgico, al fine di rappresentare la degenerazione microstrutturale prima della presentazione o del peggioramento dei segni e dei sintomi, poiché il danno neurologico può persistere anche dopo che è stato fornito un trattamento appropriato. Inoltre, i risultati della risonanza magnetica in combinazione con la valutazione neuromotoria potrebbero essere utili per il monitoraggio del paziente dopo l’intervento chirurgico.

Obiettivo primario Implementare e validare clinicamente un nuovo protocollo qMRI per l'identificazione e la quantificazione del danno microstrutturale del SC Obiettivo secondario Confrontare e correlare dati clinici e neurofisiologici e un'analisi dettagliata del movimento (mobilità complessiva, prestazioni di deambulazione, stabilità posturale, spasticità, destrezza degli arti superiori, analisi dettagliata del movimento) con metriche derivate dalla qMRI.

Obiettivo terziario Elaborare uno strumento diagnostico innovativo integrato per la diagnosi precoce e il monitoraggio della mielopatia e per l'identificazione di una scala più riproducibile e quantitativa per la valutazione del danno reversibile e irreversibile del midollo spinale combinando dati clinici, biometrici e di imaging (qMRI) valutati a breve termine ( 1 mese) e a lungo termine (6 mesi) e dati neurofisiologici al follow-up a lungo termine (6 mesi) in pazienti sottoposti a trattamento chirurgico o non chirurgico.

Verranno perseguiti i seguenti obiettivi per identificare parametri più oggettivi e sensibili del carico di malattia e impedire che il danno neurologico superi una soglia clinica.

Endpoint primario Metriche MRI quantitative Endpoint secondario

Combinare:

• dati qMRI.
• Dati clinici (mJOA e indice Barthel).
• Dati neurofisiologici (potenziale evocato somatosensoriale (PESS) e potenziale evocato motorio (MEP)).
• Valutazione delle abilità neuromotorie (arto superiore e inferiore) Endpoint terziario Attraverso un approccio di intelligenza artificiale sopra menzionati dati clinici, biometrici, neurofisiologici e di imaging valutati a breve (1 mese) e a lungo termine (6 mesi) di follow-up in pazienti sottoposti a intervento chirurgico o il trattamento non chirurgico sarà combinato al fine di ottenere un potente strumento diagnostico integrato potenziato per la diagnosi precoce e il monitoraggio della malattia della mielopatia e per l'identificazione di una scala più riproducibile e quantitativa per la valutazione del danno reversibile e irreversibile del midollo spinale.

POPOLAZIONE DELLO STUDIO Si propone uno studio multicentrico, prospettico, longitudinale, classificato come a basso interventismo, che ha arruolato 100 soggetti adulti con spondilosi degenerativa a livello singolo della colonna cervicale subassiale (C3-C7) diagnosticata in base a una combinazione di sintomi, segni e risultati della risonanza magnetica convenzionale.

Il paziente verrà sottoposto a:

• RM (basale - 1 mese- 6 mesi)
• raccolta dati clinici (baseline- 1 mese - 6 mesi)
• valutazione neuromotoria (baseline - 1 mese - 6 mesi)
• valutazione neurofisiologica (basale - 6 mesi)
• intervento chirurgico se applicabile Il trattamento terapeutico rimarrebbe standard. Non verranno aggiunte ulteriori sessioni di imaging in relazione al protocollo diagnostico e di monitoraggio standard. La risonanza magnetica diagnostica sarà integrata con sequenze avanzate che non comportano alcun danno per i pazienti e prolungano l'iter diagnostico solo di un intervallo compreso tra 10 e 15 minuti. Oltre alla pratica tradizionale, i pazienti riceveranno una valutazione neuromotoria ad hoc da fisioterapisti con software avanzato per l’analisi del movimento.