利用电阻抗肌动描记法测量肌肉健康状况
通过电阻抗肌动描记法便捷量化肌肉肌病性改变
研究概览
详细说明
磁共振成像(MRI)是追踪骨骼肌疾病及各种疾病(从肌营养不良到肌炎)治疗反应的重要临床工具。MRI可作为骨骼肌病理学的替代测量方法;它可以量化萎缩、水肿、脂肪浸润和肌纤维紊乱,从而无需进行活检。毫无疑问,追踪MRI变化将加速许多肌肉疾病的治疗性临床试验;其使用已得到大力鼓励。尽管MRI能提供极佳的肌肉状况评估,但MRI有许多缺点,包括成本高、普遍不便、受试者需平躺不动、对上肢肌肉评估有限、需要详细的图像分析将复杂的成像数据简化为用于疾病追踪的简单数值、在临床试验中难以获得重复测量以及跨机构协议标准化方面的挑战。这些限制使MRI无法成为轻松应用的生物标志物,用于评估肌肉健康和疾病状态。一种提供类似MRI的组成信息但克服MRI许多缺点的技术,可在常规患者护理和临床治疗试验中作为极其强大的生物标志物。
电阻抗肌动描记术(EIM)正是这样一种技术。事实上,EIM目前正被用作多种神经肌肉疾病的生物标志物。在EIM中,使用小型手持设备向肌肉施加微弱、方向聚焦的多频电流,测量产生的表面电压,并推导出阻抗值。这些值的变化提供了对肌肉状况的洞察,包括萎缩、水肿、脂肪浸润和肌纤维紊乱。除了ALS,EIM在肌营养不良、肌炎和简单失适应等多种疾病中已显示出作为生物标志物的显著价值。总之,我们假设EIM有潜力作为MRI的替代品,提供大部分相同信息,但速度更快、更方便、成本更低、尺寸更小、灵活性更高、耐受性更好,且无需繁琐的图像分析。
尽管已获得大量数据显示EIM对肌肉健康敏感,但直接将EIM与MRI关联的数据仍然稀少。鉴于EIM和MRI的复杂性,对这些数据集应用机器学习方法可作为建立这两种技术之间关系的手段。这将使EIM成为追踪肌肉健康的极其便捷的工具,并可能在未来临床治疗试验和日常患者护理中作为生物标志物。
研究问题:在评估骨骼肌原发性疾病(肌病)时,EIM能否补充并潜在替代MRI?
研究类型
注册 (估计的)
联系人和位置
学习地点
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Massachusetts
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Boston、Massachusetts、美国、02215
- 招聘中
- Beth Israel Deaconess Medical Center
-
接触:
- Amy Lewandowski
- 电话号码:617-667-2545
- 邮箱:alewand2@bidmc.harvard.edu
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首席研究员:
- Pushpa Narayanaswami, M.D.
-
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参与标准
资格标准
适合学习的年龄
- 成人
- 年长者
接受健康志愿者
取样方法
研究人群
描述
纳入标准:
- 年龄 18-89 岁
- 通过详细病历审查(包括基因检测结果、血清学数据或既往肌肉活检结果)确定存在原发性肌病
排除标准:
- 无法平躺或有幽闭恐惧症病史
- 下肢水肿程度 > 1+
- 存在影响待研究下肢肌肉的多种其他病理状况
- 妊娠
- MRI 扫描禁忌症 - 例如:MRI 不兼容的心脏起搏器、脑深部刺激器或下肢内置物
DXA 扫描禁忌症
- 过去 15 天内接受过任何放射性同位素检查/扫描
- 过去 7 天内接受过任何放射造影剂成像检查
- 体重超过 450 磅
- 过去 24 小时内服用过钙补充剂或含钙抗酸剂
- 严重肥胖(BMI > 35 kg/m²),因 MRI 扫描仪容纳困难且严重肥胖会影响 EIM 数据
- 存在影响 EIM 电极接触或使受试者不适的慢性皮肤溃疡性疾病
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 |
干预/治疗 |
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健康控制
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EIM 是一种基于阻抗的技术,其中在两个电极上施加难以察觉的高频多频率(例如 1 kHz 至 10 MHz)电流;通过两个传感电极测量所得电压信号
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肌病
肌病患者
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EIM 是一种基于阻抗的技术,其中在两个电极上施加难以察觉的高频多频率(例如 1 kHz 至 10 MHz)电流;通过两个传感电极测量所得电压信号
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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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病理特异性惩罚回归模型的开发。预测算法将EIM数据集与代表肌肉病理学的MRI结果连接起来,包括肌肉横截面积、脂肪含量、水肿和纤维紊乱。
大体时间:两年
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A. EIM数据准备:将使用纵向和横向方向上10 kHz至10 MHz之间41个频率的电阻、电抗和相位值等输出结果。原始EIM数据将通过自动算法进行过滤,该算法会删除统计定义的异常单个频率点。 B. 准备后的MRI数据分析 C. 惩罚回归方法-使用最小绝对收缩和选择算子(Lasso)21评估高达10 MHz的整个多频率集的基本方法,将通过进一步嵌套交叉验证开发EIM的预测模型。D:随后将此训练模型专门应用于剩余的20%数据,这些数据将作为测试集,并为此第二数据集计算最终的均方根误差值。研究者将定义成功为达到R值0.6或更高,这被认为是大多数临床结果的中度至强关联。 |
两年
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合作者和调查者
调查人员
- 首席研究员:Pushpa Narayanaswami, M.D.、Beth Israel Deaconess Medical Center
出版物和有用的链接
一般刊物
- Nichols C, Jain MS, Meilleur KG, Wu T, Collins J, Waite MR, Dastgir J, Salman A, Donkervoort S, Duong T, Keller K, Leach ME, Lott DJ, McGuire MN, Nelson L, Rutkowski A, Vuillerot C, Bonnemann CG, Lehky TJ. Electrical impedance myography in individuals with collagen 6 and laminin alpha-2 congenital muscular dystrophy: a cross-sectional and 2-year analysis. Muscle Nerve. 2018 Jan;57(1):54-60. doi: 10.1002/mus.25629. Epub 2017 Apr 25.
- Schwartz DP, Dastgir J, Salman A, Lear B, Bonnemann CG, Lehky TJ. Electrical impedance myography discriminates congenital muscular dystrophy from controls. Muscle Nerve. 2016 Mar;53(3):402-6. doi: 10.1002/mus.24770. Epub 2015 Aug 13.
- Pons C, Borotikar B, Garetier M, Burdin V, Ben Salem D, Lempereur M, Brochard S. Quantifying skeletal muscle volume and shape in humans using MRI: A systematic review of validity and reliability. PLoS One. 2018 Nov 29;13(11):e0207847. doi: 10.1371/journal.pone.0207847. eCollection 2018.
- Willis TA, Hollingsworth KG, Coombs A, Sveen ML, Andersen S, Stojkovic T, Eagle M, Mayhew A, de Sousa PL, Dewar L, Morrow JM, Sinclair CD, Thornton JS, Bushby K, Lochmuller H, Hanna MG, Hogrel JY, Carlier PG, Vissing J, Straub V. Quantitative magnetic resonance imaging in limb-girdle muscular dystrophy 2I: a multinational cross-sectional study. PLoS One. 2014 Feb 28;9(2):e90377. doi: 10.1371/journal.pone.0090377. eCollection 2014.
- Shefner JM, Rutkove SB, Caress JB, Benatar M, David WS, Cartwright MS, Macklin EA, Bohorquez JL. Reducing sample size requirements for future ALS clinical trials with a dedicated electrical impedance myography system. Amyotroph Lateral Scler Frontotemporal Degener. 2018 Nov;19(7-8):555-561. doi: 10.1080/21678421.2018.1510008. Epub 2018 Sep 28.
- Kapur K, Nagy JA, Taylor RS, Sanchez B, Rutkove SB. Estimating Myofiber Size With Electrical Impedance Myography: a Study In Amyotrophic Lateral Sclerosis MICE. Muscle Nerve. 2018 Nov;58(5):713-717. doi: 10.1002/mus.26187. Epub 2018 Sep 2.
- Pandeya SR, Nagy JA, Riveros D, Semple C, Taylor RS, Mortreux M, Sanchez B, Kapur K, Rutkove SB. Estimating myofiber cross-sectional area and connective tissue deposition with electrical impedance myography: A study in D2-mdx mice. Muscle Nerve. 2021 Jun;63(6):941-950. doi: 10.1002/mus.27240. Epub 2021 Apr 7.
- Marty B, Baudin PY, Reyngoudt H, Azzabou N, Araujo EC, Carlier PG, de Sousa PL. Simultaneous muscle water T2 and fat fraction mapping using transverse relaxometry with stimulated echo compensation. NMR Biomed. 2016 Apr;29(4):431-43. doi: 10.1002/nbm.3459. Epub 2016 Jan 27.
- Rutkove SB, Geisbush TR, Mijailovic A, Shklyar I, Pasternak A, Visyak N, Wu JS, Zaidman C, Darras BT. Cross-sectional evaluation of electrical impedance myography and quantitative ultrasound for the assessment of Duchenne muscular dystrophy in a clinical trial setting. Pediatr Neurol. 2014 Jul;51(1):88-92. doi: 10.1016/j.pediatrneurol.2014.02.015. Epub 2014 Feb 28.
- McDonald CM, Henricson EK, Abresch RT, Florence J, Eagle M, Gappmaier E, Glanzman AM; PTC124-GD-007-DMD Study Group; Spiegel R, Barth J, Elfring G, Reha A, Peltz SW. The 6-minute walk test and other clinical endpoints in duchenne muscular dystrophy: reliability, concurrent validity, and minimal clinically important differences from a multicenter study. Muscle Nerve. 2013 Sep;48(3):357-68. doi: 10.1002/mus.23905. Epub 2013 Jul 17.
- Narayanaswami P, Weiss M, Selcen D, David W, Raynor E, Carter G, Wicklund M, Barohn RJ, Ensrud E, Griggs RC, Gronseth G, Amato AA; Guideline Development Subcommittee of the American Academy of Neurology; Practice Issues Review Panel of the American Association of Neuromuscular & Electrodiagnostic Medicine. Evidence-based guideline summary: diagnosis and treatment of limb-girdle and distal dystrophies [RETIRED]: report of the guideline development subcommittee of the American Academy of Neurology and the practice issues review panel of the American Association of Neuromuscular & Electrodiagnostic Medicine. Neurology. 2014 Oct 14;83(16):1453-63. doi: 10.1212/WNL.0000000000000892.
- Goemans N, Wong B, Van den Hauwe M, Signorovitch J, Sajeev G, Cox D, Landry J, Jenkins M, Dieye I, Yao Z, Hossain I, Ward SJ; Collaborative Trajectory Analysis Project (cTAP). Prognostic factors for changes in the timed 4-stair climb in patients with Duchenne muscular dystrophy, and implications for measuring drug efficacy: A multi-institutional collaboration. PLoS One. 2020 Jun 18;15(6):e0232870. doi: 10.1371/journal.pone.0232870. eCollection 2020.
- Govindarajan R, Narayanaswami P. Evidence-based medicine for every day, everyone, and every therapeutic study. Muscle Nerve. 2018 Oct;58(4):486-496. doi: 10.1002/mus.26142. Epub 2018 May 18.
- Rutkove SB, Wu JS, Zaidman C, Kapur K, Yim S, Pasternak A, Madabusi L, Szelag H, Harrington T, Li J, Pacheck A, Darras BT. Loss of electrical anisotropy is an unrecognized feature of dystrophic muscle that may serve as a convenient index of disease status. Clin Neurophysiol. 2016 Dec;127(12):3546-3551. doi: 10.1016/j.clinph.2016.09.017. Epub 2016 Oct 13.
- Garmirian LP, Chin AB, Rutkove SB. Discriminating neurogenic from myopathic disease via measurement of muscle anisotropy. Muscle Nerve. 2009 Jan;39(1):16-24. doi: 10.1002/mus.21115.
- Esper GJ, Shiffman CA, Aaron R, Lee KS, Rutkove SB. Assessing neuromuscular disease with multifrequency electrical impedance myography. Muscle Nerve. 2006 Nov;34(5):595-602. doi: 10.1002/mus.20626.
- Kornegay JN, Childers MK, Bogan DJ, Bogan JR, Nghiem P, Wang J, Fan Z, Howard JF Jr, Schatzberg SJ, Dow JL, Grange RW, Styner MA, Hoffman EP, Wagner KR. The paradox of muscle hypertrophy in muscular dystrophy. Phys Med Rehabil Clin N Am. 2012 Feb;23(1):149-72, xii. doi: 10.1016/j.pmr.2011.11.014.
- Stevens AM, Sullivan KM, Nelson JL. Polymyositis as a manifestation of chronic graft-versus-host disease. Rheumatology (Oxford). 2003 Jan;42(1):34-9. doi: 10.1093/rheumatology/keg025.
- Hamel J, Lee P, Glenn MD, Burka T, Choi IY, Friedman SD, Shaw DWW, McCalley A, Herbelin L, Dimachkie MM, Lemmers R, van der Maarel SM, Barohn RJ, Tawil R, Statland JM. Magnetic resonance imaging correlates with electrical impedance myography in facioscapulohumeral muscular dystrophy. Muscle Nerve. 2020 May;61(5):644-649. doi: 10.1002/mus.26792. Epub 2020 Jan 22.
- Wu JS, Li J, Greenman RL, Bennett D, Geisbush T, Rutkove SB. Assessment of aged mdx mice by electrical impedance myography and magnetic resonance imaging. Muscle Nerve. 2015 Oct;52(4):598-604. doi: 10.1002/mus.24573. Epub 2015 Jun 3.
- Li J, Jafarpoor M, Bouxsein M, Rutkove SB. Distinguishing neuromuscular disorders based on the passive electrical material properties of muscle. Muscle Nerve. 2015 Jan;51(1):49-55. doi: 10.1002/mus.24270. Epub 2014 Nov 19.
- Rutkove SB, Sanchez B. Electrical Impedance Methods in Neuromuscular Assessment: An Overview. Cold Spring Harb Perspect Med. 2019 Oct 1;9(10):a034405. doi: 10.1101/cshperspect.a034405.
- Sanchez B, Rutkove SB. Electrical Impedance Myography and Its Applications in Neuromuscular Disorders. Neurotherapeutics. 2017 Jan;14(1):107-118. doi: 10.1007/s13311-016-0491-x.
- Rutkove SB, Kapur K, Zaidman CM, Wu JS, Pasternak A, Madabusi L, Yim S, Pacheck A, Szelag H, Harrington T, Darras BT. Electrical impedance myography for assessment of Duchenne muscular dystrophy. Ann Neurol. 2017 May;81(5):622-632. doi: 10.1002/ana.24874. Epub 2017 May 4.
- Leitner ML, Kapur K, Darras BT, Yang M, Wong B, Dalle Pazze L, Florence J, Buck M, Freedman L, Bohorquez J, Rutkove S, Zaidman C. Electrical impedance myography for reducing sample size in Duchenne muscular dystrophy trials. Ann Clin Transl Neurol. 2020 Jan;7(1):4-14. doi: 10.1002/acn3.50958. Epub 2019 Dec 25.
- Roy B, Rutkove SB, Nowak RJ. Electrical impedance myography as a biomarker of inclusion body myositis: A cross-sectional study. Clin Neurophysiol. 2020 Feb;131(2):368-371. doi: 10.1016/j.clinph.2019.10.030. Epub 2019 Dec 6.
- Noseworthy MD, Davis AD, Elzibak AH. Advanced MR imaging techniques for skeletal muscle evaluation. Semin Musculoskelet Radiol. 2010 Jun;14(2):257-68. doi: 10.1055/s-0030-1253166. Epub 2010 May 18.
- Li GD, Liang YY, Xu P, Ling J, Chen YM. Diffusion-Tensor Imaging of Thigh Muscles in Duchenne Muscular Dystrophy: Correlation of Apparent Diffusion Coefficient and Fractional Anisotropy Values With Fatty Infiltration. AJR Am J Roentgenol. 2016 Apr;206(4):867-70. doi: 10.2214/AJR.15.15028. Epub 2016 Feb 11.
- Leung DG. Advancements in magnetic resonance imaging-based biomarkers for muscular dystrophy. Muscle Nerve. 2019 Oct;60(4):347-360. doi: 10.1002/mus.26497. Epub 2019 May 14.
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
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与本研究相关的术语
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其他研究编号
- 24P000762
- 1R44AR083316-01A1 (美国 NIH 拨款/合同)
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
IPD 共享时间框架
IPD 共享访问标准
IPD 共享支持信息类型
- 研究方案
- 树液
- 国际碳纤维联合会
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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