Analiza mikroarchitektury kości jako klinicznego biomarkera do szacowania ryzyka złamań na podstawie obrazu.

Osteoporoza jest częstą chorobą wśród osób starszych, której postęp prowadzi do zwiększonego ryzyka złamań kości, co może niekorzystnie wpływać na jakość życia i zwiększać zachorowalność/śmiertelność związaną z wiekiem. National Osteoporosis Foundation prognozuje, że do 2015 roku osteoporoza będzie odpowiedzialna za trzy miliony złamań, co spowoduje 25,3 miliarda dolarów kosztów opieki zdrowotnej. Wskazuje to na pilne zapotrzebowanie na metody dokładnego przewidywania ryzyka złamań osteoporotycznych w celu oceny klinicznej i leczenia osteoporozy.

W praktyce klinicznej absorpcjometria rentgenowska o podwójnej energii (DEXA) jest tradycyjną i jedyną metodą rozpoznawania osteoporozy na podstawie pomiarów BMD. Jednak DEXA ma pewne ograniczenia, a wartości BMD w znacznym stopniu pokrywają się między osobami, u których doszło do złamań, a tymi, u których ich nie ma. Odzwierciedla to, że BMD nie uwzględnia wszystkich czynników wpływających na wytrzymałość kości. Jednym z takich czynników jest mikroarchitektura beleczkowata kości, dobrze rozpoznana w definicji osteoporozy.

Badania ex vivo wykazały, że mikroarchitektura kości beleczkowej stanowi ważny składnik wytrzymałości kości, niezależny od BMD. Jednak mikroarchitektura beleczkowania nie jest brana pod uwagę w ocenie ryzyka złamań w praktyce klinicznej. Dokonano przeglądu kilku technik obrazowania jako potencjalnych kandydatów do klinicznej oceny mikroarchitektury kości beleczkowej. Ulepszenia technologiczne w obrazowaniu rentgenowskim o wysokiej rozdzielczości i MRI dostarczają coraz dokładniejszych danych na temat mikroarchitektury kości, ale mogą być stosowane tylko w miejscach obwodowych (kość udowa i przedramię) i nie zostały jeszcze włączone do standardowych protokołów obrazowania klinicznego ze względu na brak centralnej ocena miejsca (kręgosłupa lędźwiowego), w którym najczęściej występują złamania osteoporotyczne.

Obecna literatura sugeruje możliwość zwiększenia dokładności diagnostycznej przewidywania wytrzymałości kości poprzez włączenie zaawansowanych matematycznych deskryptorów struktury kości. Współpracownicy projektu w Rochester wykazali, że cechy geometryczne charakteryzujące przedział beleczkowaty kości udowej mogą uzupełniać konwencjonalne pomiary BMD i poprawiać przewidywanie wytrzymałości kości w próbkach kości udowej ex vivo. Jednak niewiele wysiłku włożono w faktyczne wykorzystanie tych uzupełniających informacji obrazowych w praktyce klinicznej. Badanie to powinno zachęcić do dalszego rozwoju tych technik i wdrożenia ich do praktyki klinicznej.

Naszym celem jest rozpoczęcie wypełniania luki między podstawowymi badaniami nad przewidywaniem wytrzymałości kości a klinicznym leczeniem osteoporozy, odzwierciedlając translacyjne podejście badawcze od „z ławki do łóżka”. W tym celu nowa metodologia zostanie oceniona zarówno w drodze analizy retrospektywnej, jak i prospektywnego badania pilotażowego. Konkretny wybór wykorzystania dwuenergetycznej tomografii komputerowej (DECT) do prospektywnego badania pilotażowego jest motywowany możliwością poprawy pomiaru BMD w stopniu wykraczającym poza możliwości ilościowej tomografii komputerowej (QCT), a także umożliwia rozkład materiału na wapń i składniki tkanek miękkich, który ma zastosowanie w innych istotnych klinicznie jednostkach chorobowych i ostatecznie doprowadzi do powszechnej dostępności tej stosunkowo nowej technologii.