Muskelhälsomätningar med elektrisk impedansmyografi

Magnetisk resonanstomografi (MRI) är ett viktigt kliniskt verktyg för att följa skelettmuskelsjukdomar och respons på behandling vid en rad olika tillstånd från muskeldystrofi till myosit. MRI kan fungera som ett surrogatmått för skelettmuskelpatologi; det kan kvantifiera atrofi, ödem, fettinflitration och myofiberdesorganisation, vilket gör biopsi överflödig. Det råder ingen tvekan om att följa MRI-förändringar kommer att påskynda terapeutiska kliniska prövningar vid många muskelsjukdomar; dess användning har starkt uppmuntrats. Även om MRI kan ge utmärkt bedömning av muskelstatus har MRI många nackdelar inklusive hög kostnad, allmän obekvämlighet, behovet för försökspersonen att ligga platt utan att röra sig, begränsad utvärdering av övre extremitetens muskler, behovet av detaljerad bildanalys för att destillera komplexa bilddata till ett enkelt värde för sjukdomsuppföljning, svårigheter att få upprepade mätningar i en klinisk prövning och utmaningar i standardisering av protokoll mellan institutioner. Dessa begränsningar förhindrar MRI från att vara en lättillämpad biomarkör för bedömning av muskelhälsa och sjukdomsstatus. En teknik som erbjuder kompositionsinformation liknande MRI men som övervinner MRIs många nackdelar skulle kunna fungera som en extraordinärt kraftfull biomarkör i regelbunden patientvård och kliniska terapeutiska prövningar.

Elektrisk impedansmyografi (EIM) är en sådan teknik. I själva verket används EIM för närvarande som biomarkör vid ett antal neuromuskulära sjukdomar. I EIM appliceras, med hjälp av en liten handhållen apparat, en svag, riktningsfokuserad, multifrekvent elektrisk ström till en muskel, resulterande ytspänningar mäts och impedansvärden härleds. Förändringar i dessa värden ger insikt i muskelns tillstånd, inklusive atrofi, ödem, fettinflitration och myofiberdesorganisation. Förutom ALS har EIM redan visat betydande värde som biomarkör vid ett antal sjukdomar inklusive muskeldystrofi, myosit och enkel avträning. Sammanfattningsvis antar vi att EIM har potential att fungera som proxy för MRI, vilket ger mycket av samma information men med mycket större hastighet och bekvämlighet, lägre kostnad, mindre storlek, större flexibilitet och tolerabilitet och utan behovet av besvärlig bildanalys.

Även om mycket data har samlats in som visar att EIM är känslig för muskelhälsa finns det endast sparsam data som relaterar EIM direkt till MRI. Med tanke på komplexiteten hos både EIM och MRI kan tillämpning av maskininlärningsmetoder på dessa dataset fungera som ett sätt att etablera ett förhållande mellan dessa två tekniker. Detta skulle göra det möjligt för EIM att fungera som ett extremt bekvämt verktyg för att följa muskelhälsa och potentiellt som en biomarkör i framtida kliniska terapeutiska prövningar och daglig patientvård.

Forskningsfråga: Kan EIM komplettera och potentiellt ersätta MRI vid bedömning av primära sjukdomar i skelettmuskulatur (myopatier)?