若年性関節炎の定量的イメージング (JAQI)

この一連の研究は、それぞれが JIA における定量的 MRI の使用を評価するように設計された多数のサブ研究で構成されます。 患者は研究中に治療を受けますが、これは日常的な臨床ケアの一部を形成するため、この研究は観察的と見なすのが最善です.

1. 科目と募集

   患者は、思春期および若年成人の炎症性関節炎専門の三次紹介センターで働く臨床リウマチ専門医によって、個人ベースで募集されます。 患者は12～24歳で、確立された臨床基準に従ってJIAと診断されます.8,9 付着部炎に関連した関節症の患者と、他の形態の JIA (拡張型少動脈炎および多発性関節炎 (リウマチ因子陽性および陰性)) の患者は、別々のグループに分けられ、MRI スキャンを受けるように求められます。 対照被験者は同じ診療所から募集され、機械的腰痛（非炎症性 - 椎骨、椎間板または靭帯から生じると考えられている）および正常な炎症マーカーを持つ個人で構成されます。 そのような患者は、背中の痛みの機械的原因を確認し、原因として炎症を完全に除外するために日常的なケアの一環として MRI スキャンを必要としますが、非炎症性コントロールとして役立ちます。 すべての患者は、登録時に書面による同意を提供するよう求められます。

   患者には、JIA と新たに診断された患者と、すでに治療を受けている確立された疾患を有する患者の両方が含まれます。 明らかな倫理上の理由から、患者は異なる治療群に分けられません。

2. 研究デザイン

   患者は診断グループに応じて分類されます。グループ A は ERA の患者で構成され（その後、機械的腰痛と診断されたコントロールも）、グループ B は ERA、拡張型のオリゴ関節炎および多発性関節炎の患者で構成されます。 以下に詳述するように、スキャン プロトコルはこれら 2 つのグループで異なります。 両方のグループのJIA患者は、登録時にスキャンされ、臨床的必要性に応じて、合計で最大5年間、6〜12か月ごとにスキャンが繰り返されます。 その後、研究の10年目までの臨床ケアの要件によって定義されたように、スキャンが実行されます。 グループ A のコントロール グループは 1 回だけスキャンされます。 登録前に、書面による同意を提供するよう求められます。 研究の画像検査は合計で最大 5 年間実施され、合計で約 200 人の患者が募集されます。

   グループ A では、DWI および FF 測定が SIJ で実行されます。 これらの測定値は、従来の炎症スコアと相関し (以下の統計を参照)、DWI および FF を SIJ における炎症のバイオマーカーとして検証できるようにします (これらの技術の詳細については、以下を参照してください)。

   グループ B では、全身の炎症の定量的スコアを作成する目的で、全身 MRI スキャンが実行されます。 このスコアは、疾患活動性の医師の全体的な評価、若年性関節炎の疾患活動性スコア（JADAS）、健康評価アンケート（HAQ - 機能の測定）、および生化学的（血液）マーカーなどの疾患活動性の有効な臨床測定値との相関によって検証されます。炎症（詳細については以下を参照）。

   この技術は、本格的な募集を開始する前の 1 ～ 3 か月の間に、約 10 人の JIA (ERA、拡張型オリゴおよび多発性関節炎) 患者で試験的に実施されます。

3. スキャン プロトコル

   スキャン プロトコルは、診断グループに従って調整されます。 グループA（防御率）

   • T1 強調の体軸および冠状骨盤、矢状脊椎
   • 造影後 T1 軸および冠状骨盤、矢状脊椎
   • STIR、体軸および冠状骨盤
   • 骨盤の拡散強調画像（b値0、50、100、300、600）
   • mDixon 画像 (同相および異相の画像が取得され、脂肪のみおよび水のみの画像を生成するために使用されます。プロトコルの設計は、Alan Bainbridge 博士によるものです)

   グループ B (少関節炎および多発性関節炎) の患者は、以下のシーケンスを含む全身 MRI を受けます。

   • mディクソン
   • コントラストのあるmDixon
   • 拡散強調イメージング プロトコルは、研究の開始時にいくつかの技術開発と最適化を必要とします。 これは、アラン・ベインブリッジ博士と共同で実施されます。 2 ～ 3 個の b 値 (例: 50、100、300) が DWI シーケンスに使用されます。 解剖学的ステーションには、足、膝、股関節/骨盤、および脊椎 (TMJ から骨盤) が含まれます。大腿骨と脛骨のシャフトは省略されます。 腕は画質が悪い可能性が高いため、専用のシーケンスを使用して画像化できない場合があります。 STIR (ショート タウ インバージョン リカバリー) メソッドは、足、膝、腰の脂肪抑制に使用されます。

4. グループ A (ERA) - 採点システムの開発

   私。 DWI DWI は、ERA コホートの臨床スキャンとしてすでに使用されています。 ERAコホートにおける定量的バイオマーカーとしてのADC測定の使用を検証することを目指しています。

   見かけの拡散係数 (ADC) マップは、単一指数フィットを使用してベンダー ソフトウェアで生成されます。 ADC マップは、前述のように、線形関心領域 (ROI) 手法を使用して分析されます.10 2 つまたは 3 つの ROI が、各画像スライスの両方の関節に描かれます。 各 ROI の長さは 14 ～ 16 mm ですが、その後、専用の Matlab ソフトウェアを使用して標準的な 14 mm の長さに「カット」されます。 この手順は、中央の 4 つの軸スライス (それぞれの厚さは 8 mm です) で繰り返されます。 参照として使用するために、正常な仙骨にさらに ROI を描画します。 正規化された ADC 値 (nADC) は、平均 ADC を平均参照 ADC で割った値として、ROI ごとに計算されます。

   さらに、画像は、ジョイント ADC 値のヒストグラフィー分析を使用して分析されます (「領域」ROI を使用)。 分析には、正常な関節と比較した、炎症を起こした関節の閾値法と歪み/尖度の測定が含まれます。

   ADC と従来の炎症の STIR スコアとの間に有意な正の相関があると仮定されています (パイロット データで示されているように)。 この研究では、さまざまな ADC スコアと STIR スコアの間の相関関係を評価して、最も密接に相関するものを特定します。

   ii.脂肪分 FF 測定は、炎症を定量化するための新しいアプローチです。私たちの目的は、FF をバイオマーカーとして開発し、最終的に検証することです。

   炎症を起こした関節は、mDixon 画像の関心領域 (ROI) 分析を使用して分析され、正常な骨と比較した炎症を起こした骨の脂肪率 (FF) が決定されます。 多角形の ROI は、標準化された方法で大きなジョイント全体に手描きされます。 これらの ROI から得られたピクセル値は、単純な平均化や履歴分析など、複数の方法を使用して分析されます。 ここでも、正常な関節と比較して炎症を評価する方法として、しきい値処理方法と歪み/尖度の分析を検討します。

   炎症細胞による浸潤と細胞外水分の増加により、炎症を起こした骨では正常な骨と比較して脂肪分が減少すると仮定されています。

   iii. 造影剤の取り込み ポスト造影剤および灌流画像は、ERA ですでに臨床使用されています。 この研究では、造影後の mDixon 画像が開発され、検証されます。 患者は静脈造影剤を注射され、一定の遅延の後にスキャンされます。 炎症を起こした関節は造影後の画像で分析され、造影前の画像と比較されて造影剤の取り込みが決定されます。 炎症を起こした関節は、関心領域 (ROI) 分析を使用して再度分析されます。 ここでも、生物学的検証のために、定量的スコアが臨床データおよび STIR スコアと関連付けられます。

5. グループ B (ERA、拡張型少関節および多発性関節炎) - 全身スコアリング

   全身画像は、選択した方法を使用してスコアリングされ、最適なアプローチを決定するために、それぞれが従来の手段に対して検証されます。 技術には、定性的な「関節数」と、組織学的技術を使用した影響を受けた関節の定量的分析が含まれます。

6. 臨床データ 臨床データは、UCLH の思春期リウマチ学のための英国関節炎センターの思春期および若年成人リウマチ専門医と連携して、定期的なケアの一環として収集されます。 疾患活動性の検証された臨床測定値は、医師による疾患活動性の全体的な評価、若年性関節炎疾患活動性スコア（JADAS）、健康評価アンケート（HAQ - 機能の測定）、炎症の生化学的（血液）マーカーなど、各診療所訪問で文書化されます。 C反応性タンパク質および赤血球沈降速度として、および脊椎関節炎の疾患活動性のERA検証済み測定値が収集されます（バス強直性脊椎炎疾患活動指数（BASDAI）、バス強直性脊椎炎機能指数（BASFI）および強直性脊椎炎疾患活動指数（ASDAS）） . 上記の措置はすべて、日常の臨床ケアの一環として収集されます。

   患者の薬の使用は、定期的なケアの一環として、各診療所の出席時に再び記録されます。 このデータも研究の一部として分析されるため、治療前後の疾患活動性の臨床測定値を炎症の放射線学的測定値と相関させることができます (例: 見かけの拡散係数と脂肪率) を経時的に変化させます。

   臨床データは電子カルテに保存されます (UCLH での定期的なデータ収集と同様)。 分析のために、データは暗号化された形式で安全な病院または大学のコンピューターにダウンロードされます。

7. 統計分析

統計的アプローチは、JIA におけるこれらの炎症の定量的マーカー (ADC、脂肪分、造影剤の取り込み) を生物学的に検証するために選択されています。 分析には以下が含まれます。

• 上記の臨床スコアと放射線測定値との相関関係の分析。
• 正常な関節と比較した、影響を受けた関節における ADC、FF、および造影剤の取り込みの比較
• 治療前と治療後の影響を受けた関節におけるADC、FF、造影剤の取り込みの比較

さらに、患者は治療中に連続スキャンを受けます。 この研究の目的は、ADC、脂肪分率、および造影剤取り込みの測定値が疾患反応の他の測定値 (臨床的および生化学的測定値を含む) と相関するかどうかを判断することです。

統計分析は、Cancer Trials Center の大学統計学者 (Dr Andre Lopes) と協力して選択されました。 グループ A の相関分析は、ピアソンの積率相関を使用して実行されます。 グループ B では、混合回帰モデルを使用して、全身の炎症スコアと臨床スコアとの関連性を評価します。 オブザーバー内およびオブザーバー間の変動性は、クラス間相関係数 (ICC) 分析とブランド-アルトマン プロットを使用して、各パラメーター (両方のグループ) について計算されます。

サンプルサイズの計算も Dr Andre Lopes と協力して行われました。 十分な統計的検出力を提供する、グループ A と B の両方で約 100 人の患者が募集されると予想されます。 サンプル サイズの計算には nquery advisor が使用されました。

グループ A の場合、次のように仮定します。

片側アルファ 5%、検出力 80%、帰無相関 0.50、代替相関 0.70 これは、65 人の患者のサンプルサイズが必要であることを示唆しています。 88 人の患者のサンプル サイズは 90% の検出力を提供します。

グループ B については、パイロット データが入手できないため、同等の効果サイズ、したがってサンプル サイズが想定されています (約 100 人の患者)。

8. 長期的な目標 (この調査の範囲を超えて)

1. この研究は、炎症の測定が臨床管理に影響を与えるかどうかを判断することを目的としています。 これは、ADC、FF、造影剤の取り込み情報が利用可能な場合と、「仮想診療所」にない場合の臨床医による治療決定を比較することで達成できます。 スキャンが利用可能かどうかはランダムに決定されます (注: これは仮想クリニック環境であるため、患者の実際の管理には影響しません)。 WB-MRI は、患者や臨床医が気付いていない関節の炎症を明らかにする可能性があるため、この点で特に価値があります。
2. さらに、長期的な目標は、炎症性負担が健康転帰と相関するかどうかを判断することです。 炎症負担が大きい患者の長期転帰が不良である場合、これらの患者にはより早期のより積極的な生物学的療法が必要となります。 また、データは5年を超えて（最大10年まで）収集され、思春期のスキャンデータを分析することで、JIAの成人の予後不良の放射線学的予測因子を前向きに特定することができます。
3. 臨床診療への導入 炎症の定量的測定が臨床診療を大きく変えることが示された場合、これらのスキャン技術は日常の臨床ケアに導入されるでしょう。 これらの技術は、成人の関節リウマチなど、他の炎症性疾患にも役立つ可能性があります。