Fizjologiczna objętość i atrofia mózgu i rdzenia kręgowego mierzona za pomocą rezonansu magnetycznego

Stwardnienie rozsiane (SM) jest przewlekłą chorobą zapalną i neurodegeneracyjną o podłożu immunologicznym, która atakuje ośrodkowy układ nerwowy. Rezonans magnetyczny (MRI) jest głównym badaniem paraklinicznym służącym do monitorowania aktywności choroby i odpowiedzi na leczenie. Jednak istnieje tylko ograniczona korelacja między objawami klinicznymi a wynikami obserwowanymi w konwencjonalnym MRI - zjawisko zwane paradoksem kliniczno-radiologicznym. Pomiar całego i regionalnego zaniku mózgu dostarcza dodatkowych informacji do MRI i wydaje się lepiej korelować z przebiegiem klinicznym i rokowaniem. W ciągu ostatnich dwudziestu lat atrofia mózgu w SM była szeroko badana, ustalono wartości graniczne dla utraty objętości mózgu w czasie i jest prawdopodobne, że stanie się ona ważną miarą wyników zarówno w badaniach klinicznych, jak iw rutynowej praktyce.

W porównaniu z zanikiem mózgu, zanikowi rdzenia kręgowego (SC) i jego związkowi z niepełnosprawnością związaną z SM poświęcono mniej uwagi. Wynika to częściowo z wyzwań technicznych, takich jak niejednorodne pole magnetyczne w tym regionie, małe wymiary fizyczne SC i artefakty spowodowane ruchem SC w kanale kręgowym wraz z przepływem płynu mózgowo-rdzeniowego i okresowymi ruchami związanymi z cyklami oddechowymi i sercowymi. Ponadto zmiany ogniskowe stwardnienia rozsianego w rdzeniu kręgowym mogą powodować zarówno obrzęk, jak i obkurczenie SC, co wpływa na jego bezwzględną objętość, co powoduje problemy z interpretacją bezwzględnej objętości SC w stwardnieniu rozsianym. Pomimo tych wszystkich wyzwań możliwa jest identyfikacja zmian SC i niezawodny pomiar objętości SC, ale nie ma „złotego standardu” (standaryzowanego) oprogramowania do pomiaru objętości SC i nie ma zgody co do poziomu SC (segmentów), który jest najbardziej odpowiedni dla SC pomiar utraty objętości.

W 2016 roku opracowaliśmy autorski półautomatyczny rurociąg do pomiaru objętości rdzenia kręgowego w odcinku szyjnym będący częścią programu Scanview. Segmentację przeprowadza się na obrazach T2-zależnych. W pierwszym kroku marker jest ręcznie umieszczany w centrum krążka międzykręgowego C3-4 (płaszczyzna strzałkowa). Następnie następuje prostowanie rdzenia (ręczne obracanie rdzenia w celu uzyskania prostopadłego ustawienia rdzenia kręgowego do grzbietowej części trzonu kręgu C3), co pozwala na zmniejszenie częściowej objętości ze względu na ułożenie rdzenia. Po tym centrowaniu i prostowaniu matryca transformacji jest zapisywana, a wszystkie kolejne kroki są w pełni zautomatyzowane. Kroki te obejmują: 1. Podział subpikseli, 2. Odwrócenie kontrastu obrazów ważonych T2 i wygładzenie przez zastosowanie zestawu filtrów medianowych, gaussowskich i wzmacniających krawędzie oraz 4. Interpolacja splajnu sześciennego w celu znalezienia krzywej reprezentującej granicę rdzenia kręgowego z największym prawdopodobieństwem. Na koniec oblicza się sumę średnich powierzchni 21 1-milimetrowych przekrojów (1 środkowy wycinek zamocowany w środku krążka międzykręgowego C3-4 i 2 x 10 przekrojów w kierunku doczaszkowym i ogonowym. Korzystając z tego nowego oprogramowania, oceniliśmy 1036 pacjentów ze stwardnieniem rozsianym w latach 2016 i 2017. Wewnątrz- i międzyosobowa zmienność oceny objętości SC została przeprowadzona przy użyciu współczynnika korelacji wewnątrzklasowej (ICC) z dwukierunkową mieszaną absolutną zgodnością i jednomiarowym projektem. Analiza potwierdziła bardzo dobrą spójność (>98%) metody. Wstępne wyniki wykazały istotną korelację między objętością rdzenia kręgowego a różnymi fenotypami klinicznymi.