SCI患者におけるDTIを使用した脊髄構造可塑性の縦方向の評価

現在、運動機能および皮膚感覚機能の検査を含む脊髄損傷の神経学的分類に関する国際標準 (ISNSCI) と脊髄独立測定 (SCIM) が、脊髄損傷 (SCI) の神経学的分類のゴールドスタンダードです。 これらの標準的な尺度は、一次臨床尺度および転帰尺度として、SCI のリハビリテーションにおいて非常に重要な用途を持っています。 アプリケーションの重要性と有用性にもかかわらず、これらの標準的な対策には限界があります。 たとえば、臨床分類システムであることを目的とした ISNSCI は主観的であり、回復の急性期と慢性期の両方で増加する神経生理学的および機能的変化に対して比較的鈍感です。 さらに、ISNSCI は神経レベル以下の脊髄 (SC) 機能を評価できません。 小児や脳損傷を併発している患者など一部の患者については、評価プロセスにおける認知的関与が限られているため、信頼できる評価を完了することができません。 磁気共鳴画像法 (MRI) は、臨床医が予後を判断するのに役立つ、より客観的なツールとして提案されています。 しかし、最近の研究では、従来の臨床 MRI は ISNSCI で測定されたスコアと十分な相関がないことが示されました。

拡散テンソル イメージング (DTI) は、水分子の指向性拡散を測定することで白質の完全性情報を調査できる高度な MRI ツールであり、従来の MRI よりもさらに微細な詳細を提供します。 最近の研究結果は、DTI が、SCI 後の白質軸索経路内の構造変化を評価およびモニタリングするための、有望で非侵襲的かつ客観的なツールであることを示唆しています。 我々の予備データは、従来の T2 スキャンでは正常に見えた SCI 患者の健康な被験者の標準値からの DTI 指数の大幅な逸脱を示しました (予備データのセクションを参照)。 この観察された DTI 指数の変化の説明としては、下行軸索経路の変性と脱髄が考えられます。 DTIはSCIの損傷の進行を測定するために動物モデルで使用されており、SCIの病理学的変化の検出に大きな期待を示していますが、SCIの進行を検出する際のDTI技術の感度を示すためにヒトSCから得られた長期的なDTIデータは利用できません。または回復。 DTI は、SCI 患者のリハビリテーション中に SC で起こっている構造的変化を検出できますか?これらの測定された DTI パラメータは ISNSCI ベースのスコアと相関しますか? 現在の研究の基本的な仮説は、リハビリテーションが損傷後の自発的な適応とともにSC線維路の修復を促進し、損傷した神経線維の一部を筋肉を制御する運動ニューロンと再接続するのに役立ち、これにより運動ニューロンの活動が改善され、筋肉機能が促進されるというものです。そして、これらすべての変化は、提案されている縦断的 DTI プロトコルと運動機能評価用の標準的な臨床ツールによって検出できます。 この縦断的研究によって得られる期待される結果は、損傷したSCの可塑的変化をモニタリングする際のDTIの適用をサポートするものであり、DTIから得られた測定は、臨床医が損傷のより客観的な診断を行い、その進行を推定するのに役立つ可能性があり、これは目標を達成するための計画を立てる上で重要である。治療法。 しかし、SC内で起こる構造変化への寄与を自然要因と治療要因とで区別することは、この提案の範囲外である。 患者を治療しないのは非倫理的であるため、現在の人体研究ではこの制限を克服することはできません。 研究の主な焦点が、自然回復や治療によるこれらの変化に対する相対的な寄与を決定することではなく、神経画像を使用したSC構造変化の縦断的追跡であることを考えると、この制限は研究の質に大きな影響を与えるものではないはずです。 仮説を検証するために、研究者は次の具体的な目的を提案します。

目的 1: DTI を使用して、不完全 SCI (iSCI) 患者における SC の構造変化を追跡します。 提案された研究の各患者は、標準的なリハビリテーション介入の開始後、ベースライン、2週間、1か月、3か月、6か月後にDTIシーケンスを使用してSCの頸部領域全体をカバーしてスキャンされます。 DTI インデックス (詳細についてはメソッドを参照) が定量化され、すべての時点で比較されます。 これまでの脳 DTI の縦断的ヒトおよび動物研究では、DTI は脳損傷後 24 時間 (動物研究) および 3 か月 (PI のグループによる未発表のヒト DTI 結果)、および患者の最初のスキャンから 6 か月後に脳白質の構造変化を検出する感度が高いことが示唆されています。筋萎縮性側索硬化症（ALS）を伴う患者（この研究では、DTI データは最初のスキャンから 6 か月後にのみ入手可能でした）。 研究者らは、提案された DTI プロトコルが回復過程における SCI の構造変化を捉えることができるだろうと仮説を立てています。

目的 2: DTI 指数の変化によって示される SC 可塑性を、傷害および感覚運動機能の臨床評価と関連付けます。 定量的な DTI 指標は、SCI の臨床診断および患者の上肢および下肢の感覚運動機能の臨床評価と相関します。 SCI の DTI 指数は、臨床診断および上部および下部の感覚運動機能のスコアと有意に相関するとの仮説が立てられています。 DTI パラメータは、SCI のバイオマーカーとして大いに期待されており、リハビリテーション プログラムの機能的結果を予測する上で予後価値があると期待されています。