Analyse van botmicroarchitectuur als klinische biomarker voor beeldgebaseerde fractuurrisicoschatting.

Osteoporose is een veel voorkomende ziekte bij ouderen, waarvan de progressie leidt tot een verhoogd risico op botbreuken, wat de kwaliteit van leven negatief kan beïnvloeden en de leeftijdsgerelateerde morbiditeit/mortaliteit kan verhogen. De National Osteoporosis Foundation voorspelt dat osteoporose tegen 2015 verantwoordelijk zal zijn voor drie miljoen fracturen, wat resulteert in $ 25,3 miljard aan zorgkosten. Dit wijst op een dringende vraag naar methoden om het risico op osteoporotische fracturen nauwkeurig te voorspellen voor klinische beoordeling en behandeling van osteoporose.

In de klinische praktijk is dual-energy X-ray absorptiometry (DEXA) de traditionele en enige methode om osteoporose te diagnosticeren op basis van BMD-metingen. DEXA heeft echter bepaalde beperkingen en er bestaat een aanzienlijke overlap in BMD-waarden tussen personen die fracturen ontwikkelen en degenen die dat niet doen. Dit weerspiegelt dat BMD niet alle factoren omvat die bijdragen aan botsterkte. Eén zo'n factor is de trabeculaire microarchitectuur van bot, algemeen erkend in de definitie van osteoporose.

Ex vivo studies hebben aangetoond dat microarchitectuur van trabeculair bot een belangrijk onderdeel vormt van botsterkte, onafhankelijk van BMD. Trabeculaire microarchitectuur wordt echter niet in aanmerking genomen bij de evaluatie van het fractuurrisico in de klinische praktijk. Verschillende beeldvormende technieken zijn beoordeeld als potentiële kandidaten voor klinische evaluatie van trabeculaire botmicroarchitectuur. Technologische verbeteringen in röntgenbeeldvorming met hoge resolutie en MRI leveren steeds nauwkeurigere gegevens op over de botmicroarchitectuur, maar kunnen alleen worden gebruikt op perifere plaatsen (femur en onderarm) en zijn nog niet opgenomen in gestandaardiseerde protocollen voor klinische beeldvorming vanwege het ontbreken van centrale beoordeling van de plaats (lumbale wervelkolom), waar osteoporotische fracturen het meest voorkomen.

De huidige literatuur suggereert een mogelijkheid om de diagnostische nauwkeurigheid van botsterktevoorspelling te vergroten door geavanceerde wiskundige descriptoren van botstructuur op te nemen. De projectmedewerkers in Rochester hebben aangetoond dat geometrische kenmerken die kenmerkend zijn voor het femorale trabeculaire compartiment conventionele BMD-metingen kunnen aanvullen en de voorspelling van de botsterkte in ex vivo femurspecimens kunnen verbeteren. Er is echter weinig moeite gedaan om deze aanvullende beeldinformatie daadwerkelijk in de klinische praktijk te gebruiken. Deze studie moet de verdere ontwikkeling van deze technieken en implementatie in de klinische praktijk stimuleren.

Ons doel is om de kloof te overbruggen tussen fundamenteel onderzoek naar de voorspelling van de botsterkte en de klinische behandeling van osteoporose, wat een weerspiegeling is van een translationele onderzoeksbenadering van "bench to bedside". Hiertoe zal een nieuwe methodologie worden geëvalueerd door middel van zowel een retrospectieve analyse als een prospectieve pilootstudie. De specifieke keuze voor het gebruik van dual-energy CT (DECT) voor de prospectieve pilotstudie is ingegeven door het potentieel om de BMD-meting te verbeteren boven wat Quantitative CT (QCT) kan, en het maakt ook de afbraak van materiaal in calcium en componenten van zacht weefsel mogelijk, die toepassingen heeft voor andere klinisch relevante ziekte-entiteiten en uiteindelijk zal resulteren in de brede beschikbaarheid van deze relatief nieuwe technologie.