Продольная оценка структурной пластичности спинного мозга с использованием DTI у пациентов с ТСМ

На сегодняшний день Международные стандарты неврологической классификации травм спинного мозга (ISNSCI), которые включают в себя тесты моторной и кожной сенсорной функции, а также показатель независимости спинного мозга (SCIM), являются золотыми стандартами неврологической классификации травм спинного мозга (SCI). Эти стандартные меры имеют очень важное применение в реабилитации ТСМ в качестве основных клинических и исходных показателей. Несмотря на важность и полезность их приложений, эти стандартные меры имеют свои ограничения. Например, ISNSCI, задуманный как система клинической классификации, является субъективным и относительно нечувствительным к постепенным нейрофизиологическим и функциональным изменениям как на острой, так и на хронической стадиях выздоровления. Кроме того, ISNSCI не может оценить функцию спинного мозга (SC) ниже неврологического уровня. Для некоторых пациентов, таких как дети и пациенты с сопутствующими травмами головного мозга, надежная оценка не может быть завершена из-за их ограниченного когнитивного участия в процессе оценки. Магнитно-резонансная томография (МРТ) была предложена как более объективный инструмент, помогающий клиницистам делать прогноз. Однако недавнее исследование показало, что обычная клиническая МРТ плохо коррелирует с показателями, измеренными с помощью ISNSCI.

Диффузионно-тензорная визуализация (DTI) — это усовершенствованный инструмент МРТ, способный исследовать информацию о целостности белого вещества путем измерения направленной диффузии молекул воды, что позволяет получить больше микроскопических деталей, чем обычная МРТ. Недавние результаты показывают, что DTI является многообещающим, неинвазивным и объективным инструментом для оценки и мониторинга структурных изменений в проводящих путях аксонов белого вещества после ТСМ. Наши предварительные данные показали значительное отклонение индексов DTI от нормативных значений здоровых людей у ​​пациента с ТСМ, у которого обычные Т2-сканы оказались нормальными (см. раздел предварительных данных). Вероятным объяснением этого наблюдаемого изменения индексов DTI является дегенерация и демиелизация в нисходящих аксональных путях. Хотя DTI использовался на животных моделях для измерения развития повреждения в SC и показал большие перспективы в обнаружении патологических изменений в SC, нет доступных продольных данных DTI, полученных из человеческого SC, чтобы указать на чувствительность метода DTI в обнаружении прогрессирования ТСМ. или восстановление. Способна ли ДТИ выявить структурные изменения, происходящие в СМ в процессе реабилитации у лиц с ТСМ? Будут ли эти измеренные параметры DTI коррелировать с оценками на основе ISNSCI? Фундаментальная гипотеза настоящего исследования заключается в том, что реабилитация может способствовать восстановлению пути волокон поджелудочной железы наряду со спонтанной адаптацией после травмы, чтобы помочь восстановить соединение некоторых поврежденных нервных волокон с мотонейронами, контролирующими мышцы, и это, в свою очередь, улучшит активность мотонейронов для улучшения мышечной функции. и все эти изменения могут быть обнаружены с помощью предложенных продольных протоколов DTI и стандартных клинических инструментов для оценки двигательной функции. Ожидаемые результаты, полученные в этом лонгитюдном исследовании, поддержат применение DTI для мониторинга пластических изменений в поврежденном SC, а меры, полученные на основе DTI, могут потенциально помочь клиницистам в более объективной диагностике травмы и оценке ее прогрессирования, что имеет решающее значение при планировании целевого лечения. терапии. Однако это выходит за рамки этого предложения, чтобы различать вклад в структурные изменения, происходящие в SC, между спонтанными и лечебными факторами. Поскольку не лечить пациентов неэтично, это ограничение не может быть преодолено в текущем исследовании на людях. Учитывая, что основное внимание в исследовании уделяется продольному отслеживанию структурных изменений СМ с использованием нейровизуализации, а не определению относительного вклада в эти изменения спонтанного восстановления и лечения, ограничение не должно существенно влиять на качество нашего исследования. Для проверки гипотезы исследователи предлагают следующие конкретные цели.

Цель 1: Отследить структурные изменения SC у пациентов с неполной SCI (iSCI) с помощью DTI. Каждому пациенту в предлагаемом исследовании будет проведено сканирование всей шейной области подкожной клетчатки с использованием последовательности DTI в исходном состоянии, через 2 недели, 1 месяц, 3 месяца и 6 месяцев после начала стандартного реабилитационного вмешательства. Индексы DTI (подробности см. в методах) будут количественно определены и сравнены во все моменты времени. Предыдущие продольные исследования DTI головного мозга на людях и животных показывают, что DTI чувствителен к обнаружению структурных изменений белого вещества головного мозга через 24 часа (исследование на животных) и 3 месяца (неопубликованные результаты DTI человека группой PI) после травмы головного мозга и через 6 месяцев после первоначального сканирования у пациентов. с боковым амиотрофическим склерозом (БАС) (данные DTI были доступны только через 6 месяцев после первоначального сканирования в этом исследовании). Исследователи предполагают, что предлагаемый протокол DTI сможет фиксировать структурные изменения при травмах спинного мозга во время курса восстановления.

Цель 2: Соотнести пластичность СМ, проявляющуюся изменениями показателей DTI, с клиническими оценками повреждения и сенсомоторной функции. Количественные показатели DTI будут коррелировать с клиническими диагнозами ТСМ и клиническими оценками сенсомоторной функции верхних и нижних конечностей пациентов. Предполагается, что индекс DTI при ТСМ будет в значительной степени коррелировать с клиническим диагнозом и оценками верхней и нижней сенсомоторной функции. Параметр DTI имеет большие перспективы в качестве биомаркера ТСМ и, как ожидается, будет иметь прогностическое значение для прогнозирования функционального результата программы реабилитации.