7T 初级进行性 MS 中的灰质脱髓鞘
在 7 特斯拉下研究原发性进行性多发性硬化症的皮质灰质脱髓鞘
研究概览
地位
条件
详细说明
目的:
PPMS 与复发缓解型 MS 的表现非常不同。 脊髓受累更大,运动障碍明显超过感觉症状。 对比增强病变在 PPMS 中很少见。 相反,灰质萎缩和皮质脱髓鞘的发生率高于复发性 MS。 皮质受累与预后相关。 标准临床场强下的 MRI(例如 1.5 和 3 特斯拉)在可视化皮质损伤方面有明显的局限性。 特别是,低估了外皮质层的脱髓鞘作用。 虽然已知 7 特斯拉 MRI 优于临床 MRI,但髓鞘成像尚未在 7 特斯拉得到广泛探索。
学习目的:
使用 7 特斯拉的解剖和定量 MRI 来识别导致 PPMS 身体和认知障碍的皮质灰质损伤的放射学可见和不可见特征。
具体项目目标是
- 利用亚毫米解剖 MRI 绘制 PPMS 中不同类型皮质病变的分布图,并评估皮质病变体积和负担
- 使用定量 MR 序列表征和比较皮质病变、周围灰质和白质以及正常出现的灰质 (NAGM)
- 探索体积和髓鞘测量与临床评分之间的关系,以确定 PPMS 进展的最佳预测因子
研究计划:
研究人员将招募 30 名原发性进展型 MS 受试者和 30 名年龄和性别匹配的健康对照者参加为期两天的 MRI 实验。
这两天将在 Hvidovre 医院使用仅用于研究的 7 特斯拉飞利浦 Achieva(Best,荷兰)进行全脑成像,该设备具有双发射、32 通道接收头线圈(Nova Medical)。
第 1 天:收集亚毫米分辨率的解剖图像,用于组织分割、病变识别、中央静脉和顺磁环的评估。
此外,还将进行一系列身体和认知测试,重点是手部感觉运动功能和认知处理速度,评估 PPMS 的两个突出症状。
第 2 天:用于评估髓磷脂的定量、光谱 (MRS) 和功能 MRI (fMRI)。
分析:
主要分析将包括皮质病变识别、病变和皮质的分割以及病变和 NAGM 中 MRI 髓鞘测量的评估。 对照数据将用于建立髓鞘形成的基线测量。 将比较不同类型病变和 NAGM 中的髓磷脂含量。
所有统计分析都将在 R 中进行。线性和混合效应建模将确定临床、结构和 MRI 测量如何促进身体和认知表现,并将允许提取临床评分最相关的 MR 预测因子。
在某种程度上,该分析会将获得的数据与正在进行的关于复发缓解型 (RRMS) 和继发进展型 MS (SPMS) 中感觉运动功能的结构和功能评估的研究 (NCT03653585) 的数据合并。 这将允许将 PPMS 队列直接置于其他 MS 亚型的背景下。
本研究将显着增强对 PPMS 皮质损伤的理解,PPMS 是慢性损伤的主要原因。 从结构上和髓磷脂方面对皮质病变进行非侵入性表征,将回答有关大脑修复能力、脱髓鞘程度和固有皮质髓鞘再生发生的相关问题。
研究类型
注册 (估计的)
联系人和位置
学习联系方式
- 姓名:Vanessa Wiggermann, PhD
- 电话号码:+4538626446
- 邮箱:vanessaw@drcmr.dk
研究联系人备份
- 姓名:Hartwig R Siebner, Prof
- 电话号码:+45 3862 6541
- 邮箱:h.siebner@drcmr.dk
学习地点
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Hvidovre、丹麦、2650
- 招聘中
- Danish Research Centre for Magnetic Resonance
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接触:
- Vanessa Wiggermann, PhD
- 电话号码:+4538626446
- 邮箱:vanessaw@drcmr.dk
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首席研究员:
- Vanessa Wiggermann, PhD
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首席研究员:
- Hartwig R Siebner, Prof
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参与标准
资格标准
适合学习的年龄
接受健康志愿者
取样方法
研究人群
将通过部门网页(www.drcmr.dk)从普通人群中招募30名健康对照志愿者, 公开可用的广告媒体“http://www.forsoegsperson.dk/”, 社交媒体门户网站上的链接:哥本哈根地区食堂、教育机构、体育设施和医院等公共设施中报摊和通讯板上的“facebook”和广告。
将通过丹麦哥本哈根 Rigshospitalet 的丹麦多发性硬化症中心 (DMSC) 的门诊护理招募 30 名患者。
描述
患者
纳入标准:
- 被诊断为原发性进行性多发性硬化症
- ≤ 6.5 的扩展残疾状况量表
- 最近三个月内无临床复发
- 有能力遵守研究方案的所有要求,由研究者确定
排除标准:
- 怀孕
- 起搏器或其他植入式电子设备
- 幽闭恐惧症
- 精神障碍
- 急性皮质醇的给药
- 最近 3 个月内药物治疗的变化
- MRI 的任何禁忌症
- 作为调查的一部分,不希望被告知异常发现的人
健康控制
纳入标准:
- 体格健壮
- 有能力遵守研究方案的所有要求,由研究者确定
排除标准:
- 怀孕
- 实验时正在服药(避孕药除外)
- 神经系统疾病史
- 起搏器或其他植入式电子设备
- 脑出血或脑损伤史
- 幽闭恐惧症
- 精神障碍
- MRI 的任何禁忌症
- 作为调查的一部分,不希望被告知异常发现的人
学习计划
研究是如何设计的?
设计细节
队列和干预
团体/队列 |
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原发性渐进 MS (PPMS)
诊断后 10 年内具有确定的原发进展性疾病发作的临床确诊 MS 患者
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非神经控制 (HC)
与 PPMS 患者匹配的年龄和性别
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研究衡量的是什么?
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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PPMS 中皮质病变的分布
大体时间:基线
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将在所有皮质区域(白质和皮质内、软膜下)量化三种不同类型的皮质病变。
他们在每个区域的数量将与 RRMS 和 SPMS 患者的现有数据进行比较。
预计大多数患者会出现皮质病变。
将评估皮层的哪些区域在 PPMS 中最早受到影响。
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基线
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PPMS 中皮质病变的体积
大体时间:基线
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不同皮层损伤亚型的体积 [以立方毫米为单位] 将被量化并与 RRMS 和 SPMS 患者的损伤体积进行比较。
将使用线性回归模型评估哪种类型的损伤,即三种损伤类型中的哪一种,会导致运动和认知障碍。
研究人员假设更广泛的皮质脱髓鞘将与更低/更差的测试分数相关。
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基线
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识别中央静脉和皮质病变的顺磁性边缘的存在
大体时间:基线
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敏感性敏感成像数据将按照文献中的描述进行预处理,并与其他解剖 MRI 数据共同注册。
将评估静脉或顺磁边缘的位置是否与已经确定的病变区域相匹配。
尽管中央静脉作为附加诊断标准在白质病变中获得了广泛关注,但对它们在皮质病变中的存在和作用知之甚少。
MS 病变的顺磁性边缘已被确定为活动性疾病进展的高度相关预测因子。
他们在 PPMS 中的患病率 [%] 将被评估,并在混合效应模型中探索与临床、行为和 MRI 指标的关系,该模型考虑了其他患者特定(年龄、性别、病程、EDSS)或病变特定变量(体积, 病变亚型)。
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基线
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使用髓鞘水成像定量评估皮质病变、周围灰质和白质以及正常出现的皮质中的髓鞘密度
大体时间:基线
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在组水平上,将比较皮质损伤亚型和正常出现的皮质之间的髓鞘水分数 [%]。
预计病变和正常出现的皮层的髓鞘密度低于非神经个体的皮质灰质。
由于可能存在不同程度的脱髓鞘和髓鞘再生,因此预计病变之间髓鞘密度的差异很大。
皮质病变的髓鞘再生能力可能高于白质病变,因此皮质病变和正常出现的皮质之间的髓鞘差异可能很小。
将相对于混合效应模型中的临床和行为指标评估髓鞘水分数值。
研究人员假设,除了皮质脱髓鞘体积外,较低的髓鞘密度与较低/较差的测试分数有关。
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基线
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皮质病变、周围灰质和白质以及正常出现的皮质中磁化转移的定量评估
大体时间:基线
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类似地,磁化转移指数将在病变亚型、正常出现的皮质之间进行评估,并与非神经个体的皮质灰质进行比较。
MT 不是直接评估不同水环境的弛豫时间,而是提供对移动质子和束缚质子相互作用的间接评估。
在这里,大分子结合池信号分数 [%] 将相对于混合效应模型中的临床和行为指标进行评估。
研究人员假设,除了皮质脱髓鞘体积外,较小的池分数将与较低/较差的测试分数相关。
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基线
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使用弥散张量成像数据定量评估皮质病变、周围灰质和白质以及正常出现的皮质中的分数各向异性
大体时间:基线
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分数各向异性 (FA) 是一种常用的扩散指标,用于评估白质中紧密排列的有髓轴突。
FA 和其他扩散指标将在皮质病变亚型和正常出现的皮质之间进行比较。
平均而言,预计病变中较低的微观结构各向异性反映了脱髓鞘和部分轴突损失。
FA 值将根据混合效应模型中的临床和行为指标进行评估。
研究人员假设,除了皮质脱髓鞘体积外,较低的 FA 与较低/较差的测试分数有关。
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基线
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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初级感觉运动皮层 (SM1) 的皮层损伤数量
大体时间:基线
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在单半球水平上量化为皮质损伤数。
SM1 的损伤程度尚不清楚,但根据运动功能的临床症状,预计多达 40% 的患者会在该区域出现局灶性皮质损伤。
SM1 皮质病变数量与其他 MRI 指标(例如
将评估皮质脊髓束的白质损伤负荷、皮质髓鞘形成、皮质厚度、SM1-HAND 的代谢物水平和皮质脊髓束的扩散指标)。
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基线
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初级感觉运动皮层 (SM1) 的皮层损伤体积
大体时间:基线
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在单半球水平上评估皮质损伤体积。
由于病变大小可变,SM1 的损伤程度可能比病变数量更好地用体积 [立方毫米] 来表示。
SM1 皮质病变体积与其他 MRI 指标(例如
将评估皮质脊髓束的白质损伤负荷、皮质髓鞘形成、皮质厚度、SM1-HAND 的代谢物水平和皮质脊髓束的扩散指标)。
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基线
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运动功能
大体时间:基线
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通过 9 孔钉测试和定时 25 英尺步行评估上肢和下肢运动性能。
研究人员预计这些分数与大脑运动束(皮质脊髓束)和脊髓横截面积(根据 3D MPRAGE 数据评估)的白质完整性之间的关系。
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基线
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感官敏锐度
大体时间:基线
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感官敏锐度作为 EDSS 的一部分以 1 到 5 之间的等级进行评估。
研究人员预计这些分数与大脑(皮质脊髓束)和脊髓横截面积(根据 3D MPRAGE 数据评估)的感觉束的白质完整性之间的关系。
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基线
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SM1 的区域代谢物浓度
大体时间:基线
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测量为源自主要感觉运动手区域的 2x2x2 体素的 MRS 的 N-乙酰天冬氨酸 (NAA) 浓度。
预计受损半球内的 NAA 浓度会降低,并与运动功能、感觉敏锐度和区域髓鞘密度相关。
此外,还将评估谷氨酸盐(预计其在 PPMS 中的含量低于 HCs)和肌醇(据报道,与 HCs 相比,后者在 RRMS 中有所增加)。
所有代谢物浓度均以 [mM] 为单位测量。
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基线
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用于评估时间同步的功能性 MRI 数据
大体时间:基线
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在 fMRI 实验中将使用由视觉提示步调的手指运动范例来测量时间同步,作为感觉运动组织和皮质髓鞘形成的代表。
研究人员预计与更高的 EDSS 和更低的髓磷脂密度同步减少。
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基线
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认知表现和与 MRI 测量的关系(探索性)
大体时间:基线
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使用符号数字模态测试 (SDMT) 和加州语言学习测试 (CVLT II) 评估与信息处理速度和编码、回忆和识别相关的认知表现。
在探索性分析中,将评估认知表现得分是否与大脑特定区域(灰质和白质)的髓鞘变化相关,以及是否与皮质损伤负荷相关。
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基线
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其他结果措施
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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沮丧
大体时间:基线
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来自 Beck 抑郁量表 II (BDI-II) 问卷的抑郁评分(范围 0-63,较低表示抑郁程度较低)。
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基线
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疲劳
大体时间:基线
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疲劳将使用运动和认知功能疲劳量表 (FSMC)、20 项问卷(10 项运动、10 项认知项目)进行评估,每项的反应按 5 分李克特量表进行评级。
较低的分数表示较少的疲劳。
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基线
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形态测量:全脑皮层体积和白质病变体积(协变量)
大体时间:基线
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皮质灰质体积和白质病变体积 [立方毫米] 来自分段 MR 图像。
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基线
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合作者和调查者
调查人员
- 首席研究员:Vanessa Wiggermann, PhD、Danish Research Centre for Magnetic Resonance
- 研究主任:Hartwig R Siebner, Prof、Danish Research Centre for Magnetic Resonance
出版物和有用的链接
一般刊物
- Kutzelnigg A, Lucchinetti CF, Stadelmann C, Bruck W, Rauschka H, Bergmann M, Schmidbauer M, Parisi JE, Lassmann H. Cortical demyelination and diffuse white matter injury in multiple sclerosis. Brain. 2005 Nov;128(Pt 11):2705-12. doi: 10.1093/brain/awh641. Epub 2005 Oct 17.
- Nielsen AS, Kinkel RP, Madigan N, Tinelli E, Benner T, Mainero C. Contribution of cortical lesion subtypes at 7T MRI to physical and cognitive performance in MS. Neurology. 2013 Aug 13;81(7):641-9. doi: 10.1212/WNL.0b013e3182a08ce8. Epub 2013 Jul 17.
- Miller DH, Leary SM. Primary-progressive multiple sclerosis. Lancet Neurol. 2007 Oct;6(10):903-12. doi: 10.1016/S1474-4422(07)70243-0. Erratum In: Lancet Neurol. 2009 Aug;8(8):699.
- Cocozza S, Cosottini M, Signori A, Fleysher L, El Mendili MM, Lublin F, Inglese M, Roccatagliata L. A clinically feasible 7-Tesla protocol for the identification of cortical lesions in Multiple Sclerosis. Eur Radiol. 2020 Aug;30(8):4586-4594. doi: 10.1007/s00330-020-06803-y. Epub 2020 Mar 24.
- Louapre C, Govindarajan ST, Gianni C, Langkammer C, Sloane JA, Kinkel RP, Mainero C. Beyond focal cortical lesions in MS: An in vivo quantitative and spatial imaging study at 7T. Neurology. 2015 Nov 10;85(19):1702-9. doi: 10.1212/WNL.0000000000002106. Epub 2015 Oct 14.
- Chang A, Staugaitis SM, Dutta R, Batt CE, Easley KE, Chomyk AM, Yong VW, Fox RJ, Kidd GJ, Trapp BD. Cortical remyelination: a new target for repair therapies in multiple sclerosis. Ann Neurol. 2012 Dec;72(6):918-26. doi: 10.1002/ana.23693. Epub 2012 Oct 17.
- Absinta M, Sati P, Schindler M, Leibovitch EC, Ohayon J, Wu T, Meani A, Filippi M, Jacobson S, Cortese IC, Reich DS. Persistent 7-tesla phase rim predicts poor outcome in new multiple sclerosis patient lesions. J Clin Invest. 2016 Jul 1;126(7):2597-609. doi: 10.1172/JCI86198. Epub 2016 Jun 6.
- MacKay A, Whittall K, Adler J, Li D, Paty D, Graeb D. In vivo visualization of myelin water in brain by magnetic resonance. Magn Reson Med. 1994 Jun;31(6):673-7. doi: 10.1002/mrm.1910310614.
- Ingle GT, Thompson AJ, Miller DH. Magnetic resonance imaging in primary progressive multiple sclerosis. J Rehabil Res Dev. 2002 Mar-Apr;39(2):261-71.
- Dal-Bianco A, Grabner G, Kronnerwetter C, Weber M, Hoftberger R, Berger T, Auff E, Leutmezer F, Trattnig S, Lassmann H, Bagnato F, Hametner S. Slow expansion of multiple sclerosis iron rim lesions: pathology and 7 T magnetic resonance imaging. Acta Neuropathol. 2017 Jan;133(1):25-42. doi: 10.1007/s00401-016-1636-z. Epub 2016 Oct 27.
- Wiggermann V, MacKay AL, Rauscher A, Helms G. In vivo investigation of the multi-exponential T2 decay in human white matter at 7 T: Implications for myelin water imaging at UHF. NMR Biomed. 2021 Feb;34(2):e4429. doi: 10.1002/nbm.4429. Epub 2020 Oct 28.
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (实际的)
初级完成 (估计的)
研究完成 (估计的)
研究注册日期
首次提交
首先提交符合 QC 标准的
首次发布 (实际的)
研究记录更新
最后更新发布 (估计的)
上次提交的符合 QC 标准的更新
最后验证
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与本研究相关的术语
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其他研究编号
- A40219
计划个人参与者数据 (IPD)
计划共享个人参与者数据 (IPD)?
IPD 计划说明
根据丹麦数据保护立法,目前不允许发布个人参与者数据。
与主要和次要结果测量相关的已发表结果所依据的数据将在匿名化后公开。 但是,数据将按适当的年龄组分组,每组至少 5 名参与者。
药物和器械信息、研究文件
研究美国 FDA 监管的药品
研究美国 FDA 监管的设备产品
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