Juvenil Artritt Kvantitativ bildediagnostikk (JAQI)

Denne forskningen vil omfatte en rekke delstudier, hver utformet for å evaluere bruken av kvantitativ MR i JIA. Selv om pasienter vil motta behandling i løpet av studien, vil dette være en del av deres rutinemessige kliniske behandling, og derfor er denne studien best å betrakte som observasjonsbasert.

1. Fag og rekruttering

   Pasienter vil bli rekruttert av kliniske revmatologer som jobber i et tertiært henvisningssenter for inflammatorisk artritt for ungdom og unge voksne, fra person til person. Pasienter vil være i alderen 12-24 år og ha diagnosen JIA i henhold til etablerte kliniske kriterier.8,9 Personer med entesitt-relatert artropati og de med andre former for JIA (utvidet oligortikulær og polyartritt (revmatoid faktor positiv og negativ)) vil bli delt inn i separate grupper og bedt om å ta en MR-skanning. Kontrollpersoner vil bli rekruttert fra samme klinikk, og vil bestå av personer med mekaniske ryggsmerter (ikke-inflammatoriske - antas å komme fra ryggvirvler, skiver eller leddbånd) og normale inflammatoriske markører. Slike pasienter krever fortsatt en MR-skanning som en del av rutinemessig behandling for å bekrefte den mekaniske årsaken til ryggsmerter og definitivt utelukke betennelse som årsak, men fungerer som ikke-inflammatoriske kontroller. Alle pasienter vil bli bedt om å gi skriftlig samtykke ved påmelding.

   Pasienter vil inkludere både pasienter med ny diagnose JIA og pasienter med etablert sykdom som allerede er i behandling. Av åpenbare etiske grunner vil pasienter ikke deles inn i ulike behandlingsgrupper.

2. Studere design

   Pasientene vil bli delt inn etter diagnosegruppe - gruppe A vil bestå av pasienter med ERA (og også kontroller som i ettertid får diagnosen mekaniske ryggsmerter), mens gruppe B vil bestå av pasienter med ERA, utvidet oligo- og polyartritt. Som beskrevet nedenfor, vil skanneprotokollen være forskjellig for disse to gruppene. JIA-pasienter i begge gruppene vil bli skannet ved registrering og vil ha gjentatte skanninger hver 6.-12. måned, avhengig av klinisk behov, i opptil fem år totalt. Deretter vil skanninger bli utført som definert av kravene til deres kliniske behandling frem til studieår 10. Kontrollgruppen i gruppe A vil kun bli skannet én gang. De vil bli bedt om å gi skriftlig samtykke før påmelding. Bildekomponenten i studien vil vare i opptil fem år totalt, og totalt vil ca. 200 pasienter rekrutteres.

   I gruppe A vil det bli utført DWI og FF målinger i SIJene. Disse målingene vil bli korrelert (se statistikk nedenfor) med konvensjonelle skårer for betennelse slik at DWI og FF kan valideres som biomarkører for betennelse i SIJ (se nedenfor for mer detaljer om disse teknikkene).

   I gruppe B vil det bli utført MR-undersøkelser av hele kroppen med tanke på å utvikle en kvantitativ skåre av betennelse i hele kroppen. Denne poengsummen vil bli validert ved korrelasjon med validerte kliniske mål på sykdomsaktivitet som leges globale vurdering av sykdomsaktivitet, juvenil arthritis disease activity score (JADAS), Health Assessment Questionnaire (HAQ - mål på funksjon) og og biokjemiske (blod) markører for betennelse (se nedenfor for ytterligere detaljer).

   Denne teknikken vil bli pilotert i ca. 10 pasienter med JIA (ERA, utvidet oligo og polyartritt) i løpet av 1-3 måneder før fullskala rekruttering starter.

3. Skanneprotokoll

   Skanneprotokollen vil bli skreddersydd i henhold til diagnosegruppen. Gruppe A (ERA)

   • T1-vektet aksialt og koronalt bekken, sagittal ryggrad
   • Post-kontrast T1 aksialt og koronalt bekken, sagittal ryggrad
   • RØR, aksialt og koronalt bekken
   • Diffusjonsvektede bilder (b-verdier 0, 50, 100, 300 og 600) av bekkenet
   • mDixon-bilder (bilder i og ut av fase vil bli anskaffet og brukt til å generere bilder bare for fett og bare vann; protokolldesign i henhold til Dr Alan Bainbridge)

   Pasienter i gruppe B (oligoartritt og polyartritt) vil gjennomgå MR av hele kroppen, inkludert følgende sekvenser:

   • mDixon
   • mDixon med kontrast
   • Diffusjonsvektet bildebehandling Protokollen vil kreve noe teknisk utvikling og optimalisering ved starten av studien. Dette vil bli utført i samarbeid med Dr Alan Bainbridge. 2-3 b-verdier (f.eks. 50, 100, 300) vil bli brukt for DWI-sekvensene. Anatomiske stasjoner vil inkludere føtter, knær, hofter/bekken og ryggrad (TMJ til bekken); skaftet til lårbenet og tibia vil bli utelatt. Bildekvaliteten er sannsynligvis dårlig i armene, så disse blir kanskje ikke avbildet ved hjelp av dedikerte sekvenser. STIR (short tau inversion recovery) metoder vil bli brukt for fettundertrykkelse i føtter, knær og hofter.

4. Gruppe A (ERA) - Utvikling av poengsystemer

   Jeg. DWI DWI er allerede i bruk som en klinisk skanning i ERA-kohorten. Vi tar sikte på å validere bruken av ADC-målinger som en kvantitativ biomarkør i ERA-kohorten.

   Tilsynelatende diffusjonskoeffisient (ADC) kart vil bli generert med leverandørprogramvare ved bruk av en monoeksponentiell tilpasning. ADC-kart vil bli analysert ved å bruke en lineær region-of-interest (ROI) teknikk, som tidligere beskrevet.10 To eller tre ROI-er tegnes over begge leddene på hver bildeskive. Hver ROI måler 14-16 mm i lengde, men blir deretter "kuttet" til en standard 14 mm lengde ved hjelp av dedikert Matlab-programvare. Denne prosedyren gjentas på de sentrale fire aksiale skivene (som hver måler 8 mm i tykkelse). En ytterligere ROI vil bli tegnet på normalt sakralben for å bruke som referanse. Normaliserte ADC-verdier (nADC) vil bli beregnet for hver ROI som gjennomsnittlig ADC delt på gjennomsnittlig referanse-ADC.

   I tillegg vil bildene bli analysert ved hjelp av histografisk analyse av felles ADC-verdier (ved bruk av 'areal' ROIs). Analyse vil omfatte terskelmetoder og måling av skjevhet/kurtose hos betente i forhold til normale ledd.

   Det antas at det vil være en signifikant, positiv korrelasjon mellom ADC og konvensjonelle STIR-skårer for inflammasjon (som vist av pilotdata).11 Studien vil vurdere sammenhengen mellom de ulike ADC-skårene og STIR-skårene for å finne ut hvilke korrelasjoner som er nærmest.

   ii. Målinger av fettfraksjon FF er en ny tilnærming til å kvantifisere betennelse; Målet vårt er å utvikle og til slutt validere FF som en biomarkør.

   Betente ledd vil bli analysert ved hjelp av region-of-interest (ROI) analyse på mDixon-bilder, for å bestemme fettfraksjonen (FF) i betent bein sammenlignet med normalt bein. Polygonal ROI vil bli håndtegnet over store skjøter på en standardisert måte. Pikselverdiene avledet fra disse ROI-ene vil bli analysert ved hjelp av flere metoder, inkludert enkel gjennomsnittsberegning og histografisk analyse. Igjen vil terskelmetoder og analyse av skjevhet/kurtose bli utforsket som metoder for å vurdere betent sammenlignet med normale ledd.

   Det antas at fettfraksjonen vil reduseres i betent bein sammenlignet med normalt bein, på grunn av infiltrasjon av inflammatoriske celler og økt ekstracellulært vann.

   iii. Kontrastopptak Post-kontrast- og perfusjonsbilder er allerede i klinisk bruk i ERA. I denne studien vil post-kontrast mDixon-bilder bli utviklet og validert. Pasientene vil bli injisert med intravenøs kontrast og skannet etter en fast forsinkelse. Betente ledd vil bli analysert på post-kontrastbilder, som sammenlignes med pre-kontrastbilder for å bestemme kontrastopptak. Betente ledd vil igjen bli analysert ved hjelp av region-of-interest (ROI) analyse. Igjen vil kvantitative skårer være korrelert med kliniske data og STIR-skårer for biologisk validering.

5. Gruppe B (ERA, utvidet oligoartikulær og polyartritt) - Scoring for hele kroppen

   Helkroppsbilder vil bli skåret ved hjelp av et utvalg metoder, og hver vil bli validert mot konvensjonelle tiltak for å bestemme den optimale tilnærmingen. Teknikker vil inkludere en kvalitativ 'leddtelling' og også kvantitativ analyse av berørte ledd ved bruk av histografiske teknikker.

6. Kliniske data Kliniske data vil bli samlet inn som en del av rutinemessig behandling, i samarbeid med spesialister på ungdoms- og ungdomsrevmatologer ved Arthritis UK Centre for Adolescent Rheumatology ved UCLH. Validerte kliniske mål på sykdomsaktivitet vil bli dokumentert ved hvert klinikkbesøk, som for eksempel leges globale vurdering av sykdomsaktivitet, juvenil arthritis disease activity score (JADAS), Health Assessment Questionnaire (HAQ - mål for funksjon), biokjemiske (blod) markører for betennelse som f.eks. som C-reaktivt protein og erytrocyttsedimentasjonshastighet og for ERA-validert mål på sykdomsaktivitet for spondyloartritt vil bli samlet inn (Bath Ankylosing Spondylitt Disease Activity Index (BASDAI), Bath Ankylosing Spondylitt Functional Index (BASFI) og Ankyloserende spondylitt sykdom (ASDAS Activity Index) . Alle de ovennevnte tiltakene er samlet inn som en del av rutinemessig klinisk behandling.

   Pasienters medisinbruk vil bli dokumentert ved hvert klinikkoppmøte igjen som en del av rutinemessig behandling. Disse dataene vil også bli analysert som en del av studien slik at kliniske mål på sykdomsaktivitet før og etter behandling kan korreleres med radiologiske mål på betennelse (f. tilsynelatende diffusjonskoeffisient og fettfraksjon) over tid.

   Kliniske data vil bli lagret i en elektronisk journal (som for rutinemessig datainnsamling ved UCLH). For analyse vil dataene lastes ned til sikre sykehus- eller universitetsdatamaskiner i kryptert form.

7. Statistisk analyse

Statistiske tilnærminger er valgt for å biologisk validere disse kvantitative markørene for betennelse (ADC, fettfraksjon og kontrastopptak) i JIA. Analyser vil omfatte:

• Analyse av korrelasjon mellom kliniske skårer oppført ovenfor og radiologiske mål.
• Sammenligning av ADC, FF og kontrastopptak i affiserte ledd sammenlignet med normale ledd
• Sammenligning av ADC, FF og kontrastopptak i affiserte ledd før behandling sammenlignet med etter behandling

I tillegg vil pasienter gjennomgå serieskanning under behandlingen. Studien tar sikte på å finne ut om ADC, fettfraksjon og mål på kontrastopptak korrelerer med andre mål på sykdomsrespons (inkludert kliniske og biokjemiske målinger).

Statistiske analyser er valgt i samarbeid med en universitetsstatistiker fra Kreftforsøkssenteret (Dr Andre Lopes). Korrelasjonsanalyser for gruppe A vil bli utført ved bruk av Pearson produkt-øyeblikk-korrelasjon. I gruppe B vil en blandet regresjonsmodell bli brukt for å evaluere sammenhengen mellom betennelsesskårer i hele kroppen og kliniske skårer. Intra- og inter-observatørvariabilitet vil bli beregnet for hver parameter (i begge grupper) ved bruk av interklasse korrelasjonskoeffisient (ICC) analyse og Bland-Altman plott.

Prøvestørrelsesberegninger er også utført i samarbeid med Dr Andre Lopes. Det forventes at ca 100 pasienter rekrutteres til både gruppe A og B, noe som vil gi tilstrekkelig statistisk kraft. nquery advisor ble brukt til å beregne prøvestørrelsen.

For gruppe A er våre forutsetninger som følger:

1-sidig alfa 5 %, kraft på 80 %, nullkorrelasjon på 0,50 og alternativ korrelasjon på 0,70 Dette antyder en nødvendig prøvestørrelse på 65 pasienter. En prøvestørrelse på 88 pasienter vil gi en styrke på 90 %.

For gruppe B, da pilotdata ikke er tilgjengelig, er det antatt en sammenlignbar effektstørrelse og derfor prøvestørrelse (ca. 100 pasienter).

8. Langsiktige mål (utover omfanget av denne studien)

1. Studien tar sikte på å finne ut om mål på betennelse har innvirkning på klinisk behandling. Dette kan oppnås ved å sammenligne behandlingsbeslutninger tatt av klinikere når informasjon om ADC, FF og kontrastopptak er tilgjengelig sammenlignet med når det ikke er i en "virtuell klinikk". Hvorvidt skanningene er tilgjengelig vil avgjøres tilfeldig (NB: Siden dette er i et virtuelt klinikkmiljø vil det ikke ha noen innvirkning på pasientens faktiske håndtering). WB-MRI kan være av spesiell verdi i denne forbindelse, da den har potensial til å avdekke betennelse i ledd som pasienten eller klinikeren ikke er klar over.
2. Et ytterligere, langsiktig mål er å finne ut om betennelsesbelastning korrelerer med helseutfall. Dersom pasienter med større inflammatorisk belastning har dårligere langtidsutfall, vil dette være et argument for tidligere, mer aggressiv biologisk behandling hos disse pasientene. Data vil også bli samlet inn utover fem år (opptil ti år) som muliggjør prospektiv identifikasjon av radiologiske prediktorer for dårlige utfall hos voksne med JIA fra å analysere skannedata i ungdomsårene.
3. Introduksjon til klinisk praksis Hvis kvantitative mål for betennelse viser seg å endre klinisk praksis betydelig, vil disse skanningsteknikkene introduseres i rutinemessig klinisk behandling. Disse teknikkene har også potensial til å være nyttige ved andre inflammatoriske lidelser, for eksempel revmatoid artritt hos voksne.