Ilościowe obrazowanie struktur kręgosłupa szyjnego – badanie pilotażowe DISC – (DISC)

RACJONALNE UZASADNIENIE:

Choroba zwyrodnieniowa krążka szyjnego (CDDD) jest konsekwencją zwyrodnienia krążków międzykręgowych i stawów i może powodować ucisk korzenia nerwu szyjnego, co prowadzi do klinicznych objawów radikulopatii, ucisku rdzenia kręgowego z objawami mielopatii lub połączenia obu. Częstość występowania CDDD wzrasta wraz ze starzeniem się społeczeństwa, w związku z czym w nadchodzących latach przewiduje się znaczny wzrost liczby operacji z powodu objawowej CDDD. W związku z tym decyzja o optymalnym czasie operacji pozostaje wyzwaniem.

Obecnie decyzja o operacji u pacjentów z objawową CDDD jest uzależniona od objawów, a także położenia i wielkości przepukliny dysku w konwencjonalnym obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego (MRI). Jednak konwencjonalny MRI umożliwia jedynie jakościową ocenę morfologiczną, pozostawiając miejsce na subiektywną, indywidualną interpretację. Ponadto przepuklinę dysku w konwencjonalnym badaniu MRI często stwierdza się u osób bezobjawowych, podczas gdy u osób z objawami rodzaj i stopień przepukliny dysku nie koreluje z nasileniem objawów. Podsumowując, obecny standard wykorzystujący konwencjonalny rezonans magnetyczny nie jest w stanie w optymalny sposób przewidzieć odpowiedzi na operację u pacjentów z objawową CDDD.

Obrazowanie ilościowe jest szybko uznawane za uzupełnienie konwencjonalnego rezonansu magnetycznego i odnosi się do bezpośredniego pomiaru właściwości fizycznych tkanki. Te nowatorskie techniki są obiecujące, ponieważ są nieinwazyjne i mogą potencjalnie pomóc w określeniu obiektywnych wartości granicznych w stadium przepukliny dysku. Obrazowanie tensora dyfuzji (DTI) jest jedną z najlepiej zbadanych technik ilościowych i pozwala na ocenę zmian mikrostrukturalnych. Wykazano, że wskaźnik anizotropii frakcyjnej (FA) DTI jest ważnym biomarkerem powrotu do zdrowia po operacji w mielopatii szyjnej, a także selekcji chirurgicznej w radikulopatii lędźwiowej. Co więcej, niedawne wprowadzenie powiększonego DTI (z-DTI) może prowadzić do większej dokładności obrazowania, przy jednoczesnym udowodnieniu, że jest to wykonalne w przypadku kręgosłupa szyjnego.

Co więcej, szyjny rdzeń kręgowy i jego korzenie nerwowe są silnie unaczynione, a ich perfuzja może zostać zaburzona w wyniku ucisku związanego z przepukliną dysku. Stosując technikę endogennej perfuzji, znakowanie wirowania tętniczego (ASL), a także techniki perfuzji oparte na kontraście, takie jak kontrast podatności (DSC) i dynamiczny wzmocniony kontrast (DCE), można oszacować stopień niedokrwienia, niedotlenienia, a także wzmocnienie sygnału. ASL badano dwukrotnie pod kątem mapowania perfuzji rdzenia kręgowego i wykazano, że DSC jest wykonalne w kręgosłupie zdrowych uczestników, a także pacjentów z mielopatią szyjną. Dodatkowo zaobserwowano zwiększone wzmocnienie sygnału dla DCE w zwyrodnieniowych krążkach lędźwiowych kręgosłupa. Według naszej najlepszej wiedzy nie przeprowadzono żadnych badań oceniających perfuzję korzeni nerwów szyjnych, które są upośledzone w radikulopatii szyjnej spowodowanej CDDD.

Oprócz mikrostruktury i perfuzji, właściwości lepkosprężyste struktur kręgosłupa szyjnego mogą zmieniać się w zależności od kompresji związanej z przepukliną dysku. Dlatego interesujące byłoby zbadanie właściwości mechanicznych, takich jak sztywność i lepkość, które można zmierzyć za pomocą Tomo-MRElastografii (TMRE). Według naszej najlepszej wiedzy w żadnym wcześniejszym badaniu nie oceniano krążków międzykręgowych w odcinku szyjnym ani struktur kręgosłupa przy użyciu TMRE, co czyni je obiecującym pierwszym badaniem.

Wreszcie obrazowanie jest sprawą stosunkowo czasochłonną, a dołączenie dodatkowych sekwencji tylko zwiększy jej długość. Dlatego opracowywanych jest kilka metod pozwalających na bardziej efektywne wykonywanie obrazowania. Nowatorską metodą jest syntetyczny MRI (SyMRI). Zaletami SyMRI są skrócony czas akwizycji, możliwość wykonania automatycznej segmentacji i szacowania objętości tkanek oraz akwizycja parametrów ilościowych. SyMRI badano raz w kręgosłupie i stwierdzono istotne różnice w ilościowych wartościach krążka międzykręgowego w zależności od stanu nawodnienia krążka.

Ponieważ w poprzednich badaniach nie udowodniono, że pojedynczy pomiar jest złotym standardem, prawdopodobne jest, że do zastosowań klinicznych konieczna będzie kombinacja pomiarów. Dlatego celem tego badania pilotażowego jest zbadanie wieloparametrycznego, ilościowego podejścia do rezonansu magnetycznego, obejmującego z-DTI, ASL, DSC, DCE, TMRE i SyMRI, w celu pomiaru krążków międzykręgowych w odcinku szyjnym, rdzenia kręgowego i jego korzeni nerwowych.

CEL:

Opracowanie to będzie składać się z trzech części. Głównym celem części 1 jest ocena wykonalności ilościowych sekwencji MRI (np. z-DTI, ASL, DSC, DCE, TMRE i SyMRI) do oceny struktur kręgosłupa szyjnego (m.in. krążki międzykręgowe, rdzeń kręgowy i korzenie nerwowe) u zdrowych uczestników i pacjentów z objawową CDDD. Podstawowym celem części 2 jest określenie korelacji pomiędzy ilościowymi sekwencjami MRI struktur kręgosłupa szyjnego a wynikami klinicznymi u pacjentów z objawową CDDD. Wreszcie, głównym celem części 3 jest ustalenie korelacji pomiędzy ilościowymi sekwencjami MRI struktur kręgosłupa szyjnego a leczeniem chirurgicznym w ciągu 6 miesięcy od obserwacji.

PROJEKT BADANIA:

Prospektywne badanie pilotażowe.

BADANA POPULACJA:

Badana populacja składa się ze zdrowych uczestników i pacjentów z objawową CDDD z radikulopatią, mielopatią lub radikulomielopatią. Uwzględnieni zostaną zdrowi uczestnicy dobrani pod względem wieku. Uczestnicy nie mieli wcześniejszej historii przepukliny krążka międzykręgowego ani operacji szyjki macicy, mają wystarczającą znajomość języka niderlandzkiego i nie mają przeciwwskazań do wykonania badania MRI.

INTERWENCJA:

Wszyscy uczestnicy zostaną poddani kilku sekwencjom rezonansu magnetycznego przy użyciu najnowocześniejszego skanera MRI 3T Siemens dostępnego w UMCG. Najpierw wszyscy uczestnicy (zdrowi uczestnicy i pacjenci z objawową CDDD) przechodzą podstawowe badanie neurologiczne. Dodatkowo uczestnicy wypełniają następujące kwestionariusze: Wskaźnik niepełnosprawności szyi (NDI), Skala wizualno-analogowa (VAS) bólu ramion i szyi, Modyfikowane Japońskie Towarzystwo Ortopedyczne (mJOA), Stopień Nurick, EuroQol 5-Dimension 5-Level (EQ-5D -5L), Pojedyncza pozycja zdolności do pracy (WAI-SI) i Centralny Inwentarz Uczulania (CSI). Wszyscy uczestnicy przechodzą skanowanie MRI: lokalizacyjne i anatomiczne ważone T2 (konwencjonalne MRI), z-DTI, ASL, DSC, DCE, TMRE i SyMR. Całkowity czas skanowania wyniesie około 40 minut. W celu oceny powtarzalności 10 zdrowych uczestników i 10 pacjentów zostanie przeskanowanych 2 razy w różnych dniach/godzinach. Pacjenci z objawową CDDD zostaną poddani kolejnej wizycie studyjnej po 6 miesiącach obserwacji w celu oceny statusu leczenia (przebycie operacji tak/nie; w przypadku tak także charakterystyka operacji), wypełnienia powyższych kwestionariuszy i wykonania rezonansu magnetycznego z dodatkowymi sekwencjami.

GŁÓWNE PARAMETRY BADANIA/PUNKTY KOŃCOWE:

Pierwszorzędowymi punktami końcowymi są techniczna wykonalność i powtarzalność ilościowych sekwencji MRI (tj. z_DTI, ASL, DSC, DCE, TMRE i SyMRI) struktur kręgosłupa szyjnego (tj. krążki międzykręgowe, rdzeń kręgowy i korzenie nerwowe) u zdrowych uczestników i pacjentów z objawową CDDD. Określona zostanie także korelacja ilościowych sekwencji MRI struktur kręgosłupa szyjnego z upośledzeniem klinicznym u pacjentów z objawową CDDD. Upośledzenie kliniczne będzie mierzone za pomocą wskaźnika niepełnosprawności szyi (NDI) dla radikulopatii szyjnej, zmodyfikowanej punktacji Japońskiego Towarzystwa Ortopedycznego (mJOA) dla mielopatii szyjnej oraz NDI, a także mJOA dla radikulomielopatii.

CHARAKTER I ZAKRES OGRANICZEŃ ORAZ RYZYKA ZWIĄZANEGO Z UCZESTNICTWEM, KORZYŚCIAMI I POWIĄZANIAMI GRUPOWYMI:

Wszyscy uczestnicy (zdrowi i pacjenci) będą potrzebowali konwencjonalnego badania MRI z ilościowymi sekwencjami MRI, co zajmie około 40 minut. Większość sekwencji MRI wykorzystanych w tym badaniu ma charakter nieinwazyjny i nie wiąże się z promieniowaniem jonizującym. Jednakże DSC i DCE wymagają podania kontrastu w bolusie. Zastosowany środek kontrastowy to Dotarem. Bez przeciwwskazań do wykonania rezonansu magnetycznego i środka kontrastowego zdrowie nie jest zagrożone. Jak wynika z Listy Kontrolnej Klasyfikacji Ryzyka NFU, ryzyko dla uczestników jest ogólnie znikome. Dlatego badacze mogą stwierdzić, że badanie to jest badaniem niskiego ryzyka.