Ultradźwięki Double Push Acoustic Radiation Force (DP ARF) do monitorowania degeneracji w dystrofii mięśniowej Duchenne'a

Obrazowanie Double Push Acoustic Radiation Force (DP ARF) zostanie przeprowadzone w 3 kohortach liczących do 10 chłopców z DMD oraz u chłopców dobranych pod względem wieku bez znanych zaburzeń nerwowo-mięśniowych.

Pierwsza kohorta DMD zapisze się w wieku 5-6 lat, druga w wieku 7-8 lat, a trzecia w wieku 9-10 lat. Mięśnie proste uda (RF), mięsień krawiecki czaszki (CS), mięsień brzuchaty łydki (GAST) i mięsień naramienny boczny (DT) będą badane pod kątem ich znanej zmienności fenotypowej w odpowiedzi na niedobór dystrofiny. RF ulega wczesnej martwicy i odkładaniu się tłuszczu, uważa się, że CS jest względnie oszczędzony, a GAST wydaje się ulegać prawdziwemu przerostowi. DT, który ulega przerostowi, podobnie jak GAST, zostanie również zbadany w celu ustalenia, czy wpływ niedoboru dystrofiny różni się między kończynami górnymi i dolnymi. Wszyscy chłopcy będą obrazowani 3 razy w roku przez 4 lata. Oprócz obrazowania DP ARF co 4 miesiące, chłopcy zostaną poddani standardowym ilościowym testom mięśni (QMT) i czasowym testom funkcji (TFT) czasu do stania, 6-minutowego marszu i 30-stopowego marszu. Dla każdego chłopca zostanie również odnotowany wiek utraty możliwości poruszania się. Chłopcy z DMD na ogół tracą umiejętność poruszania się w wieku 10 lat, więc spodziewamy się, że 20 chłopców z kohort w wieku 7-11 i 9-13 lat straci umiejętność poruszania się w trakcie tego badania. 10 chłopców z kohorty w wieku 5-9 lat prawdopodobnie nie straci możliwości poruszania się podczas badania. Ponieważ głównym celem tego badania klinicznego jest ocena potencjału obrazowania DP ARF jako odpowiedniego substytutu monitorowania postępu choroby i odpowiedzi na terapie, badanie skupi się na korelacji wyników DP ARF ze zmianami degeneracji funkcjonalnej i czasem do utrata możliwości poruszania się.

Istnieją dwa eksperymentalne komponenty tego badania wykraczające poza standardową praktykę dla pacjentów z DMD: 1) obrazowanie ultrasonograficzne DP ARF mięśnia prostego uda (RF), mięśnia krawieckiego czaszki (CS), mięśnia brzuchatego łydki (GAST) i mięśnia naramiennego bocznego (DT) oraz 2) standardowe ilościowe testy mięśni (QMT) i testy funkcji czasowych (TFT) czasu do stania, 6-minutowego marszu i 30-stopowego marszu powtarzane co cztery miesiące (trzy razy w roku) przez cały czteroletni czas trwania badania.

Badanie to rozpocznie się obrazowaniem ultrasonograficznym DP ARF w Klinicznym Laboratorium Neurofizjologii podczas pierwszej regularnie zaplanowanej wizyty badawczej pacjenta-wolontariusza. Oczekuje się, że wolontariusze-pacjenci będą pacjentami ambulatoryjnymi. Jeśli jednak pacjent-ochotnik jest pacjentem szpitalnym, obrazowanie ultrasonograficzne DP ARF można wykonać przy łóżku pacjenta-wolontariusza. Bezpośrednio po badaniu DP ARF pacjent-ochotnik zostanie poddany QMT i TFT na oddziale fizykoterapii. QMT i TFT będą prowadzone przez przeszkolonych fizjoterapeutów. Obrazowanie ultrasonograficzne DP ARF, QMT i TFT zostaną powtórzone, jak opisano powyżej, podczas każdej z dwunastu regularnie zaplanowanych wizyt badawczych pacjentów-ochotników w ciągu czterech lat trwania badania. W miarę możliwości zaplanujemy wizyty badawcze tak, aby zbiegły się z innymi wizytami klinicznymi w UNC. Rodzice lub opiekunowie pacjentów otrzymają rekompensatę w wysokości 50 USD za wizytę, aby pokryć koszty podróży do UNC, parkingu i lunchu.

DP ARF zostanie również przeprowadzony u 30 chłopców w wieku 5-14 lat bez znanych zaburzeń nerwowo-mięśniowych. Obrazowanie zostanie przeprowadzone w sposób opisany dla chłopców z DMD. Wyniki DP ARF uzyskane u chłopców bez znanych zaburzeń nerwowo-mięśniowych zostaną porównane z wynikami uzyskanymi u chłopców z zaburzeniami nerwowo-mięśniowymi, aby posłużyć jako kontrola zmian we właściwościach mechanicznych mięśni występujących przy normalnym wzroście i rozwoju mięśni.

USG DP ARF to nieinwazyjna technologia diagnostyki obrazowej wykonywana przy użyciu dostępnego na rynku ultrasonograficznego sprzętu klinicznego – wyposażonego do celów badawczych systemu obrazowania Siemens Acuson Antares oraz głowic liniowych VF10-5 lub VF7-3 (Siemens Medical Solutions, USA Inc. Ultrasound Division) . Obrazowanie DP ARF zostanie przeprowadzone przez profesjonalnego ultrasonografa, wykładowców i/lub asystentów badawczych studentów we Wspólnym Wydziale Inżynierii Biomedycznej UNC-CH. Osoba wykonująca badanie ultrasonograficzne uzyska dane ultrasonograficzne DP ARF z dopasowanym trybem B (dla odniesienia anatomicznego) w mięśniach RF, CS, GAST i DT u ochotników. Pacjenci-wolontariusze będą proszeni o położenie się na stole do badań w Poradni Neurofizjologii Klinicznej (pacjenci ambulatoryjni) lub o pozostanie w łóżkach szpitalnych (pacjenci stacjonarni). Głowę stołu/łóżka do badań można unieść pod kątem około 45 stopni, aby jak najlepiej uwidocznić mięśnie będące przedmiotem zainteresowania za pomocą obrazowania ultrasonograficznego.

Po ustawieniu pacjenta-ochotnika żel do ultradźwięków zostanie nałożony na powierzchnię skóry pacjenta-ochotnika powyżej interesujących go mięśni. Przetwornik obrazujący ultradźwięki zostanie następnie umieszczony na żelu. Po zlokalizowaniu pierwszego interesującego mięśnia rozpocznie się obrazowanie ultrasonograficzne DP ARF. Ustawimy przetwornik tak, aby zbierał dane ultradźwiękowe poprzecznie do włókien mięśniowych w środku mięśnia wzdłużnie, z trzema powtarzanymi akwizycjami. Następnie obrócimy nasz przetwornik o 90 stopni, aby ustawić płaszczyznę obrazowania równolegle do włókien mięśniowych. Poprzednio zobrazowany przekrój poprzeczny zostanie umieszczony w przybliżeniu w środku pola widzenia obrazowania, z trzema powtórzonymi akwizycjami. Orientacja włókien mięśniowych będzie przybliżona, jak przypuszczano z anatomii. Osiowa głębokość ogniska DP ARF będzie skierowana do środka mięśnia, około 20 - 30 mm.

Czas zbierania danych DP ARF w każdym mięśniu szacuje się na mniej niż 10 minut. Po zakończeniu obrazowania DP ARF na jednym mięśniu obrazowanie DP ARF zostanie wykonane na innych mięśniach będących przedmiotem zainteresowania. Po zobrazowaniu wszystkich 4 mięśni (RF, CS, GAST i DT) procedura badania zostanie zakończona dla części badania dotyczącej obrazowania DP ARF.

W drugiej części badania, rozpoczynającej się wkrótce (mniej niż 4 godziny) po zakończeniu obrazowania DP ARF, pacjent-ochotnik zostanie poddany standardowym klinicznie ilościowym testom mięśni (QMT) maksymalnego dobrowolnego skurczu izometrycznego (MVIC) w prawym RF, CS , GAST i DT. Pacjent-ochotnik zostanie również poddany standardowym klinicznym testom funkcji czasowych (TFT) obejmującym (1) czas potrzebny do podniesienia się z pozycji leżącej do pozycji stojącej, (2) przebyty dystans w ciągu sześciu minut oraz (3) czas przejścia 30 stóp.

Udział pacjentów-wolontariuszy zakończy się, gdy obie części badania, pierwsza (obrazowanie ultrasonograficzne DP ARF) i druga (QMT i TFT) zostaną ukończone dwanaście razy w ciągu 4 lat. W związku z tym co cztery miesiące wymagane będą regularne wizyty kontrolne pacjentów-wolontariuszy. Pacjent-ochotnik jest proszony o wyrażenie zgody, a jego rodzice są proszeni o pozwolenie syna na poddanie się (1) obrazowaniu ultrasonograficznemu DP ARF jego prawych mięśni RF, CS, GAST i DT oraz (2) QMT i TFT czasu do wstania, 6 -minutowy spacer i 30-metrowy spacer. Nie proponuje się żadnych dodatkowych procedur ani wymagań. Każdy inny aspekt opieki nad pacjentem-wolontariuszem w przypadku DMD będzie prowadzony zgodnie z normalnymi standardami opieki, zgodnie ze wskazaniami klinicznymi.