股関節の軟骨損傷の定量的バイオマーカーとしての dGEMRIC インデックスの組織学的検証

骨盤 X 線写真で確認できる高度な股関節変性を有する患者の場合、関節温存手術が選択肢にないことが多く、関節置換術が主な治療選択肢となります。 しかし、中等度の変性の兆候がある人にとって、関節温存手術と置換術のどちらを選択するかは難しい場合があります。 この決定は、多くの場合、術前の直接 MR 関節造影などの画像技術に依存します。

医療画像の最近の発展により、dGEMRIC などの新しい生化学的 MRI シーケンスが誕生しました。 これらの配列は、重大な形態学的変化が起こる前に軟骨の状態を評価するのに役立ちます。 dGEMRIC は、軟骨中のグリコサミノグリカン (GAG) 含有量を測定することにより、軟骨劣化に関する早期の洞察を提供します。 これらのシーケンスを標準的な MRI プロトコルに組み込むことで、dGEMRIC インデックスの生成と股関節軟骨の 3D モデルの作成が可能になり、股関節の全体的な評価が向上します。

この研究の目的は、3D モデルに基づく dGEMRIC 値を軟骨変性の組織学的評価と比較することにより検証することです。 仮説は、3D MRI モデルからの dGEMRIC 指数が、人工股関節置換手術中に得られた大腿軟骨サンプルの軟骨の品質の組織学的等級付けと相関するというものです。

この研究は、人工股関節全置換術を予定している患者 25 人を登録することを目的としています。 各参加者は、病院の標準プロトコルに従って、術前にバイプラナー股関節 X 線撮影と、dGEMRIC シーケンスを含む 3 テスラでの直接 MR 関節撮影を受けます。

除外基準には、18 歳未満の患者、過去に股関節手術を受けた患者、特定の股関節疾患がある患者、または MR 画質が悪い患者が含まれます。

手術は経験豊富な股関節整形外科医が行います。 この手順には、大腿骨頸部の骨切り術、その後の頭頸部の断片の除去、および人工股関節の移植が含まれます。 骨軟骨サンプルは、大腿骨頭の 4 つの領域から採取されます。 これらは、軟骨損傷を評価するためにトルイジン ブルーおよびサフラニン O 染色を使用して分析されます。 経験豊富な組織病理学者が、ImageJ ソフトウェアを使用してこれらのサンプルを評価します。

研究者らは、3D セグメンテーションと視覚化に人工知能アルゴリズムを使用し、形態学的パラメーターと生化学的パラメーターを計算します。 組織学的軟骨損傷を特定するための dGEMRIC 閾値を決定するために、受信機動作特性分析が実行されます。