Kwantitatieve beeldvorming van cervicale wervelkolomstructuren - de DISC-pilotstudie - (DISC)

RATIONALE:

Cervicale degeneratieve schijfziekte (CDDD) is het gevolg van degeneratie van tussenwervelschijven en gewrichten en kan resulteren in compressie van de cervicale zenuwwortel, wat leidt tot klinische symptomen van radiculopathie, compressie van het ruggenmerg met symptomen van myelopathie, of een combinatie van beide. De incidentie van CDDD neemt toe naarmate de bevolking ouder wordt, en als gevolg daarvan wordt de komende jaren een aanzienlijke toename van het aantal operaties voor symptomatische CDDD voorspeld. Als zodanig blijft de beslissing voor en de optimale timing van een operatie een uitdaging.

Momenteel is de beslissing voor een operatie bij patiënten met symptomatische CDDD gerelateerd aan de symptomen, evenals aan de positie en grootte van de hernia op conventionele Magnetic Resonance Imaging (MRI). Conventionele MRI maakt echter alleen kwalitatieve morfologische evaluatie mogelijk, waardoor ruimte overblijft voor subjectieve individuele interpretatie. Ook worden hernia's op conventionele MRI vaak aangetroffen bij asymptomatische personen, terwijl bij symptomatische personen het type en de omvang van de hernia niet correleren met de ernst van de symptomen. Al met al kan de huidige standaard die gebruik maakt van conventionele MRI de respons op een operatie bij patiënten met symptomatische CDDD niet optimaal voorspellen.

Kwantitatieve beeldvorming wordt snel erkend als een aanvulling op conventionele MRI en verwijst naar de directe meting van fysieke eigenschappen van weefsel. Deze nieuwe technieken zijn veelbelovend, omdat ze niet-invasief zijn en mogelijk kunnen helpen bij het bepalen van objectieve grenswaarden voor het stadium van een hernia. Diffusietensorbeeldvorming (DTI) is een van de meest bestudeerde kwantitatieve technieken en maakt evaluatie van microstructurele veranderingen mogelijk. De DTI fractionele anisotropie (FA)-metriek werd aangetoond als een geldige biomarker voor herstel na een operatie bij cervicale myelopathie en voor chirurgische selectie bij lumbale radiculopathie. Bovendien zou de recente introductie van ingezoomde DTI (z-DTI) kunnen leiden tot een grotere nauwkeurigheid van de beeldvorming, terwijl dit haalbaar is gebleken in de cervicale wervelkolom.

Bovendien zijn het cervicale ruggenmerg en de zenuwwortels sterk gevasculariseerd en kan hun perfusie worden aangetast door compressie die verband houdt met een hernia. Met behulp van de endogene perfusietechniek arteriële spin-labeling (ASL), evenals op contrast gebaseerde perfusietechnieken zoals susceptibiliteitscontrast (DSC) en dynamisch contrast versterkt (DCE), kunnen de mate van ischemie, hypoxie en signaalverbetering worden geschat. ASL is twee keer onderzocht voor het in kaart brengen van de perfusie van het ruggenmerg en DSC bleek haalbaar in de wervelkolom van gezonde deelnemers en bij patiënten met cervicale myelopathie. Bovendien werd een verhoogde signaalverbetering waargenomen voor DCE in degeneratieve tussenwervelschijven van de lumbale wervelkolom. Voor zover wij weten, zijn er geen onderzoeken uitgevoerd om de perfusie van de cervicale zenuwwortels te beoordelen, die aangetast zijn bij cervicale radiculopathie als gevolg van CDDD.

Naast de microstructuur en perfusie kunnen de visco-elastische eigenschappen van cervicale wervelkolomstructuren veranderen in relatie tot hernia-gerelateerde compressie. Daarom zou het interessant zijn om mechanische eigenschappen zoals stijfheid en viscositeit te bestuderen, die kunnen worden gemeten met Tomo-MRElastography (TMRE). Voor zover wij weten, heeft geen enkele eerdere studie cervicale tussenwervelschijven en wervelkolomstructuren beoordeeld met behulp van TMRE, waardoor dit een veelbelovende eerste studie is.

Ten slotte is beeldvorming een relatief tijdrovende zaak, en het opnemen van aanvullende sequenties zal de duur ervan alleen maar vergroten. Daarom worden er verschillende methoden ontwikkeld om beeldvorming op een efficiëntere manier uit te voeren. Een nieuwe methode is synthetische MRI (SyMRI). Voordelen van SyMRI zijn een kortere acquisitietijd, de mogelijkheid tot automatische weefselsegmentatie en volumeschatting en acquisitie van kwantitatieve parameters. SyMRI is eenmaal in de wervelkolom onderzocht en er zijn significante verschillen in kwantitatieve tussenwervelschijfwaarden gevonden in relatie tot de hydratatiestatus van de tussenwervelschijf.

Omdat in eerdere onderzoeken niet is bewezen dat één enkele meting de gouden standaard is, is het waarschijnlijk dat een combinatie van metingen nodig is voor klinische toepassing. Daarom is het doel van deze pilotstudie het onderzoeken van een multi-parametrische kwantitatieve MRI-benadering, waaronder z-DTI, ASL, DSC, DCE, TMRE en SyMRI, om cervicale tussenwervelschijven, het ruggenmerg en de zenuwwortels ervan te meten.

OBJECTIEF:

Dit onderzoek zal uit drie delen bestaan. Het primaire doel van deel 1 is het evalueren van de haalbaarheid van de kwantitatieve MRI-sequenties (bijv. z-DTI, ASL, DSC, DCE, TMRE en SyMRI) voor beoordeling van cervicale wervelkolomstructuren (bijv. tussenwervelschijven, ruggenmerg en zenuwwortels) bij gezonde deelnemers en patiënten met symptomatische CDDD. Het primaire doel van deel 2 is het bepalen van een correlatie tussen de kwantitatieve MRI-sequenties van structuren van de cervicale wervelkolom en de klinische uitkomst bij patiënten met symptomatische CDDD. Ten slotte is het primaire doel van deel 3 het vaststellen van een correlatie tussen kwantitatieve MRI-sequenties van cervicale wervelkolomstructuren en chirurgische behandeling binnen 6 maanden na follow-up.

STUDIEONTWERP:

Een prospectieve pilotstudie.

STUDIEPOPULATIE:

De onderzoekspopulatie bestaat uit gezonde deelnemers en patiënten met symptomatische CDDD met radiculopathie, myelopathie of radiculomyelopathie. Op leeftijd afgestemde gezonde deelnemers zullen worden opgenomen. Deelnemers hebben geen voorgeschiedenis van een hernia of cervicale operatie, voldoende kennis van de Nederlandse taal en geen contra-indicaties voor een MRI-scan.

INTERVENTIE:

Alle deelnemers worden onderworpen aan verschillende MRI-sequenties, waarbij gebruik wordt gemaakt van een ultramoderne 3T Siemens MRI-scanner die beschikbaar is in het UMCG. Ten eerste ondergaan alle deelnemers (gezonde deelnemers en patiënten met symptomatische CDDD) een neurologisch basisonderzoek. Daarnaast vullen de deelnemers de volgende vragenlijsten in: Neck Disability Index (NDI), Visueel Analoge Schaal (VAS) voor arm- en nekpijn, Modified Japanese Orthopaedic Association (mJOA), Nurick-graad, EuroQol 5-Dimension 5-Level (EQ-5D -5L), Work Ability Single Item (WAI-SI) en Central Sensitization Inventory (CSI). Alle deelnemers ondergaan MRI-scans: localizer en T2-gewogen anatomische (conventionele MRI), z-DTI, ASL, DSC, DCE, TMRE en SyMR. De totale scantijd bedraagt ​​ongeveer 40 minuten. Ter beoordeling van de reproduceerbaarheid worden 10 gezonde deelnemers en 10 patiënten 2 keer gescand op verschillende dagen/tijden. De patiënten met symptomatische CDDD zullen na 6 maanden follow-up opnieuw een studiebezoek krijgen om hun behandelstatus te beoordelen (na een operatie ja/nee; in geval van ja ook de kenmerken van de operatie), om de bovengenoemde vragenlijsten in te vullen en een MRI te ondergaan. met extra reeksen.

BELANGRIJKSTE ONDERZOEKSPARAMETERS/EINDPUNTEN:

Primaire eindpunten zijn de technische haalbaarheid en herhaalbaarheid van de kwantitatieve MRI-sequenties (d.w.z. z_DTI, ASL, DSC, DCE, TMRE en SyMRI) van cervicale wervelkolomstructuren (d.w.z. tussenwervelschijven, ruggenmerg en zenuwwortels) bij gezonde deelnemers en patiënten met symptomatische CDDD. Ook zal een correlatie van kwantitatieve MRI-sequenties van cervicale wervelkolomstructuren met klinische stoornissen bij patiënten met symptomatische CDDD worden bepaald. Klinische beperkingen zullen worden gemeten met de Neck Disability Index (NDI) voor cervicale radiculopathie, de gemodificeerde Japanese Orthopedic Association Score (mJOA) voor cervicale myelopathie, en NDI en mJOA voor radiculomyelopathie.

AARD EN OMVANG VAN DE LAST EN RISICO’S VERBONDEN AAN DEELNAME, VOORDEEL EN GROEPSRELATIE:

Alle deelnemers (gezond en patiënten) hebben een conventionele MRI-scan met kwantitatieve MRI-sequenties nodig, die ongeveer 40 minuten zal duren. De meeste MRI-sequenties die in dit onderzoek worden gebruikt, zijn niet-invasief en bevatten geen ioniserende straling. Voor DSC en DCE is echter toediening van een boluscontrast nodig. Het contrastmiddel dat zal worden gebruikt is Dotarem. Zonder contra-indicaties voor een MRI-scan of contrastmiddel komt de gezondheid niet in gevaar. Over het geheel genomen is er sprake van een verwaarloosbaar risico voor deelnemers, zoals blijkt uit de Risicoclassificatiechecklist van de NFU. Daarom kunnen de onderzoekers concluderen dat dit onderzoek een onderzoek met een laag risico is.