Muskelhelsemålinger ved bruk av elektrisk impedansmyografi

Magnetresonanstomografi (MR) er et viktig klinisk verktøy for å spore skjelettmuskelsykdom og respons på behandling i en rekke tilstander, fra muskeldystrofi til myositt. MR kan tjene som et surrogatmål for skjelettmuskelpatologi; det kan kvantifisere atrofi, ødem, fettinfiltrasjon og myofiberdisorganisering, og dermed unngå behovet for biopsi. Det er liten tvil om at sporing av MR-endringer vil fremskynde terapeutiske kliniske studier i mange muskelsykdommer; bruken har blitt sterkt oppfordret. Selv om MR kan gi utmerket vurdering av muskelstatus, har MR mange ulemper, inkludert høye kostnader, generell ulempe, behov for at forsøkspersonen ligger flatt uten å bevege seg, begrenset evaluering av overekstremitetsmuskler, behov for detaljert bildeanalyse for å destillere komplekse bildedata ned til en enkel verdi for sykdomssporing, vanskeligheter med å få gjentatte målinger i en klinisk studie og utfordringer med standardisering av protokoller på tvers av institusjoner. Disse begrensningene forhindrer MR fra å være et lett anvendt biomarkør for vurdering av muskelhelse og sykdomsstatus. En teknologi som tilbyr sammensetningsinformasjon som ligner på MR, men som overvinner MRS mange ulemper, kan tjene som en eksepsjonelt kraftig biomarkør i vanlig pasientbehandling og kliniske terapeutiske studier.

Elektrisk impedansmyografi (EIM) er en slik teknologi. Faktisk brukes EIM for tiden som biomarkør i en rekke nevromuskulære lidelser. I EIM brukes en liten håndholdt enhet til å påføre en svak, retningsfokusert, multifrekvent elektrisk strøm til en muskel, resulterende overflatespenninger måles, og impedansverdier utledes. Endringer i disse verdiene gir innsikt i muskelens tilstand, inkludert atrofi, ødem, fettinfiltrasjon og myofiberdisorganisering. I tillegg til ALS har EIM allerede vist betydelig verdi som biomarkør i en rekke lidelser, inkludert muskeldystrofi, myositt og enkel deconditioning. Oppsummert antar vi at EIM har potensial til å tjene som en proxy for MR, og gir mye av den samme informasjonen, men med langt større hastighet og bekvemmelighet, lavere kostnad, mindre størrelse, større fleksibilitet og tolerabilitet og uten behov for tungvint bildeanalyse.

Selv om mye data er innhentet som viser at EIM er følsom for muskelhelse, er det bare sparsomme data som relaterer EIM direkte til MR. Gitt kompleksiteten til både EIM og MR, kan anvendelse av maskinlæringstilnærminger på disse datasettene tjene som et middel for å etablere et forhold mellom disse to teknologiene. Dette vil tillate EIM å tjene som et ekstremt praktisk verktøy for å spore muskelhelse og potensielt som en biomarkør i fremtidige kliniske terapeutiske studier og daglig pasientbehandling.

Forskningsspørsmål: Kan EIM supplere og potensielt erstatte MR i vurderingen av primære sykdommer i skjelettmuskulatur (myopatier)?