Fysiologisk volym och atrofi av hjärna och ryggmärg mätt med magnetisk resonanstomografi

Multipel skleros (MS) är en kronisk immunförmedlad inflammatorisk och neurodegenerativ sjukdom som påverkar centrala nervsystemet. Magnetisk resonanstomografi (MRT) är den huvudsakliga parakliniska undersökningen som används för att övervaka sjukdomsaktivitet och svar på behandling. Det finns dock bara en begränsad korrelation mellan de kliniska symtomen och fynden som ses på konventionell MRT - ett fenomen som kallas klinisk-radiologisk paradox. Att mäta hel och regional hjärnatrofi ger ytterligare information till MRT och verkar korrelera bättre med kliniskt förlopp och prognos. Under de senaste två decennierna har hjärnatrofi vid MS studerats omfattande, gränsvärden för hjärnvolymförlust över tid har fastställts och det är troligt att det kommer att bli ett viktigt resultatmått i både kliniska studier och rutinpraxis.

Jämfört med hjärnatrofi har ryggmärgsatrofi (SC) och dess relation till MS-relaterad funktionsnedsättning ägnats mindre uppmärksamhet. Detta beror delvis på tekniska utmaningar som inhomogent magnetfält i denna region, små fysiska dimensioner av SC och artefakter orsakade av rörelse av SC i ryggmärgskanalen tillsammans med flödet av cerebrospinalvätska och periodisk rörelse på grund av andnings- och hjärtcykler. Dessutom kan fokala ryggmärgs-MS-lesioner orsaka både svullnad och krympning av SC som påverkar dess absoluta volym, vilket resulterar i problem med tolkningen av absolut SC-volym i MS. Trots alla dessa utmaningar är det möjligt att identifiera SC-skador och tillförlitligt mäta SC-volym, men det finns ingen "gold standard" (standardiserad) programvara för SC-volymmätning och ingen överenskommelse om SC-nivån (segmenten) som är mest lämplig för SC volymförlustmätning.

Under 2016 har vi utvecklat en egen halvautomatisk pipeline för mätning av cervikal ryggmärgsvolym som är en del av Scanview-programmet. Segmenteringen utförs på T2-viktade bilder. I det första steget placeras en markör manuellt i mitten av en intervertebral skiva C3-4 (sagittalt plan). Därefter en uträtning av sladden (manuell rotation av sladden för att uppnå en vinkelrät orientering av ryggmärgen mot den dorsala delen av C3-kotkroppen), som gör det möjligt att minska delvolymen på grund av sladdens orientering. Efter denna centrering och uträtning sparas transformationsmatrisen och alla efterföljande steg är helt automatiserade. Dessa steg inkluderar: 1. Subpixeldelning, 2. Omkastning av kontrasten för T2-viktade bilder och utjämning genom att använda en uppsättning median-, Gauss- och kantförstärkande filter och 4. Kubisk spline-interpolation för att hitta en kurva som representerar en kantlinje av en ryggmärg med högsta sannolikhet. Slutligen beräknas en summa av medelareor på 21 1 mm skivor (1 centrumskiva fixerad i mitten av en intervertebral skiva C3-4 och 2 x 10 skivor i kranial och kaudal riktning. Med denna nya programvara har vi utvärderat 1 036 MS-patienter under 2016 och 2017. Variabiliteten inom och mellan bedömare av SC-volymbedömning gjordes genom att använda intraklasskorrelationskoefficienten (ICC) med en tvåvägs blandad absolut överensstämmelse och enstaka måttdesign. Analysen bekräftade mycket god konsistens (> 98%) av metoden. De preliminära resultaten visade en signifikant korrelation mellan ryggmärgsvolym och olika kliniska fenotyper.