Analyse av beinmikroarkitektur som en klinisk biomarkør for bildebasert bruddrisikoestimering.

Osteoporose er en vanlig sykdom blant eldre, hvis progresjon fører til økt benbruddrisiko, noe som kan påvirke livskvaliteten negativt og øke aldersrelatert sykelighet/dødelighet. National Osteoporosis Foundation spådde at innen 2015 vil osteoporose være ansvarlig for tre millioner brudd som resulterer i 25,3 milliarder dollar i helsekostnader. Dette fremhever et presserende behov for metoder for nøyaktig å forutsi risiko for osteoporotisk fraktur for klinisk vurdering og behandling av osteoporose.

I klinisk praksis er dual-energy X-ray absorptiometri (DEXA) den tradisjonelle og eneste metoden for å diagnostisere osteoporose basert på BMD-målinger. DEXA har imidlertid visse begrensninger, og det er en betydelig overlapping i BMD-verdier mellom individer som utvikler frakturer og de som ikke gjør det. Dette reflekterer at BMD ikke fanger opp alle faktorene som bidrar til beinstyrken. En slik faktor er trabekulær mikroarkitektur av bein, godt anerkjent i definisjonen av osteoporose.

Ex vivo-studier har vist at trabekulær benmikroarkitektur utgjør en viktig komponent i beinstyrken, uavhengig av BMD. Trabekulær mikroarkitektur vurderes imidlertid ikke i evalueringen av frakturrisiko i klinisk praksis. Flere bildeteknikker har blitt gjennomgått som potensielle kandidater for klinisk evaluering av trabekulær beinmikroarkitektur. Teknologiske forbedringer i høyoppløselig røntgenavbildning og MR gir stadig mer nøyaktige data om beinmikroarkitektur, men kan bare brukes på perifere steder (lårben og underarm) og har ennå ikke blitt innlemmet i standardiserte kliniske avbildningsprotokoller på grunn av mangelen på sentrale vurdering av sted (lumbalcolumna), der osteoporotiske frakturer er mest utbredt.

Den nåværende litteraturen antyder et potensial for å øke den diagnostiske nøyaktigheten av benstyrkeprediksjon ved å inkorporere avanserte matematiske deskriptorer av beinstruktur. Prosjektsamarbeidspartnerne i Rochester har demonstrert at geometriske trekk som kjennetegner det femorale trabekulære rommet kan komplementere konvensjonelle BMD-målinger og forbedre benstyrkeprediksjon i ex vivo femurprøver. Det er imidlertid gjort lite anstrengelser for å faktisk utnytte denne komplementære bildeinformasjonen i klinisk praksis. Denne studien bør oppmuntre til videreutvikling av disse teknikkene og implementering i klinisk praksis.

Målet vårt er å begynne å bygge bro mellom grunnleggende forskning på prediksjon av benstyrke og klinisk behandling av osteoporose, noe som gjenspeiler en translasjonsforskningstilnærming fra "benk til seng". For dette formål vil en ny metodikk bli evaluert ved både en retrospektiv analyse og en prospektiv pilotstudie. Det spesifikke valget av å bruke dual-energy CT (DECT) for den prospektive pilotstudien er motivert av potensialet for å forbedre BMD-måling utover hva Quantitative CT (QCT) kan, og det tillater også materialdekomponering til kalsium og bløtvevskomponenter, som har applikasjoner for andre klinisk relevante sykdomsenheter og vil etter hvert resultere i utbredt tilgjengelighet av denne relativt nye teknologien.