Kwantitatieve beeldvorming van cervicale spinale structuren van gezonde participanten en patiënten met cervicale discus degeneratie - de DISC pilot studie -

Cervical degenerative disc disease (CDDD) wordt veroorzaakt door degeneratie
van de tussenwervelschijf en gewricht en kan leiden tot compressie van spinale
structuren zoals de zenuwwortel en het ruggenmerg. Wanneer compressie optreedt
kunnen patiënten symptomen ervaren (symptomatische CDDD) van radiculopathie
(bij compressie zenuwwortel), myelopathie (bij compressie ruggenmerg) of
radiculo-myelopathie (bij compressie van beide). Dit geeft voornamelijk pijn,
maar kan ook tot neurologische uitval leiden, en in het ergste geval blaas en
darm problemen. Daarnaast is voorspeld dat de incidentie van symptomatische
CDDD zal stijgen gedurende komende jaren door de vergrijzing.

Het stellen van de operatie-indicatie bij patiënten met symptomatische CDDD is
afhankelijk van de symptomen van de patiënt in combinatie met beeldvorming op
reguliere MRI. Echter geeft reguliere MRI visuele informatie over de locatie en
mate van discus degeneratie en compressie van spinale structuren, waarin de
interpretatie van de beelden kan verschillen. Ook is aangetoond dat de mate van
discus degeneratie en compressie van spinale structuren niet correleert met de
ernst van symptomen van de patiënt, dan wel klinische uitkomt tot op 2 jaar na
een eventuele operatie. Al met al kan de huidige standaard, gebruik makend van
reguliere MRI, niet goed voorspellen of een operatie de patiënt gaat helpen. In
dit onderzoeksprotocol zullen we de toevoeging van niet-invasieve kwantitatieve
MRI sequenties aan reguliere MRI onderzoeken.

Kwantitatieve MRI is een opkomend fenomeen en zou als supplement zou kunnen
dienen naast reguliere MRI. Kwantitatieve MRI omvat het directe meten van
weefsel karakteristieken om zo een maat en getal te geven aan de visuele
informatie op reguliere MRI. Deze nieuwe sequenties zijn veelbelovend,
aangezien ze niet-invasief zijn en mogelijk objectieve afkapwaarden zouden
kunnen ontwikkelen om de ernst van discus degeneratie en compressie van spinale
structuren vast te stellen.

Een van de meest onderzochte kwantitatieve MRI technieken is diffusie tensor
imaging (DTI). Door middel van deze techniek kunnen micro structurele
veranderingen in weefsel gedetecteerd worden. Tegenwoordig bestaat er ook
gezoomde-DTI (z-DTI), welke nog een betere beeldkwaliteit geeft. Daarnaast,
aangezien cervicale spinale structuren goed doorbloedt zijn en deze
doorbloeding gecompromitteerd kan raken door compressie, is het interessant om
de perfusie te meten. Dit kan middels endogene perfusie technieken zoals
arterial spin labelling (ALS), alsmede perfusie technieken met contrast zoals
susceptibility contrast (DSC) en dynamic contrast enhanced (DCE). Met deze
technieken kan de mate van ischemie en hypoxie van weefsel gemeten worden. ASL
is twee keer eerder in onderzoeksverband gebruikt om doorbloeding van het
ruggenmerg te meten. Daarnaast is aangetoond dat DSC geschikt was om
doorbloeding te meten in gezonde vrijwilligers en patiënten met
ruggenmergcompressie. Ook is DCE een keer getest in om de tussenwervelschijven
in de lumbale wervelkolom te meten. Er zijn, naar ons beste weten, nog geen
studies uitgevoerd die hebben gekeken naar de doorbloeding van de cervicale
zenuwwortels (welke gecompromitteerd zijn bij radiculopathie op basis van
symptomatische CDDD).

Naast microstructuur en perfusie kunnen ook de mechanische karakteristieken van
spinale structuren veranderen door compressie op basis van CDDD. Om deze reden
zou het interessant zijn om te kijken naar mechanische eigenschappen zoals
stijfheid en elasticiteit van deze spinale structuren, welke gemeten kunnen
worden met Tomo-MR-Elastografie (TMRE). Naar ons beste weten is er nog geen
studie geweest die TMRE heeft toegepast voor het meten van de cervicale
tussenwervelschijf, zenuwwortel of het ruggenmerg en is dit een veelbelovende
eerste studie.

Tot slot is MRI beeldvorming tijdrovend en zorgt het toevoegen van extra
sequenties alleen maar voor een langere scantijd. Om deze reden zijn er
verschillende methoden ontwikkeld om ervoor te zorgen dat deze beeldvorming
efficiënter kan plaatsvinden. Een van deze nieuwe methoden is Synthetic MRI
(SyMRI). Voordelen van SyMRI zijn een verlaagde scantijd, maar ook de
mogelijkheid om kwantitatieve parameters te genereren. SyMRI is een keer
onderzocht in de wervelkolom en er werden significante verschillen gevonden
tussen tussenwervelschijven met een hogere en lagere hydratatie-status.

Aangezien nog geen enkele kwantitatieve MRI sequentie op zichzelf staand de
gouden standaard bleek in eerdere studies denken wij dat een combinatie van
bovenstaande metingen wellicht nodig gaat zijn voor klinische toepassing. Het
doel van deze studie is om een multi parametrische benadering te hanteren
waarin z-DTI, ASL, DSC, DCE, TMRE en SyMRI gebruikt worden om cervicale
tussenwervelschijven, zenuwwortels en ruggenmerg te meten in gezonde
vrijwilligers en patiënten met symptomatische CDDD.

De studie zal bestaan uit 3 delen.

Deel 1:

Primair: het evalueren van de haalbaarheid en geven van referentiewaardes voor
kwantitatieve MRI sequenties van cervicale spinale structuren bij gezonde
vrijwilligers en patiënten met symptomatische CDDD.
Hypothese: kwantitatieve MRI sequenties demonstreren haalbaarheid bij herhaalde
metingen in gezonde vrijwilligers en patiënten met symptomatische CDDD.

Deel 2:

Primair: het vaststellen van een correlatie tussen kwantitatieve MRI sequenties
van cervicale spinale structuren en klinische status van patiënten met
symptomatische CDDD. Klinische status zal beoordeeld worden doormiddel van
gevalideerde vragenlijsten.
Hypothese: kwantitatieve MRI sequenties van cervicale spinale structuren zijn
significant gecorreleerd aan de klinische status van patiënten met
symptomatische CDDD.

Deel 3:

Primair: het vaststellen van een correlatie tussen baseline kwantitatieve MRI
sequenties van cervicale spinale structuren en operatieve behandeling binnen 6
maanden follow-up bij patiënten met symptomatische CDDD.
Hypothese: baseline kwantitatieve MRI sequenties van patiënten met
symptomatische CDDD zijn gecorreleerd aan het wel al dan niet operatief zijn
behandeld binnen 6 maanden follow-up.

Dit onderzoek is een prospectieve pilot studie. Er zullen 20 gezonde
participanten en 20 patiënten met symptomatische CDDD geïncludeerd worden.

In deel 1 zal baseline MRI data verzameld worden van conventionele MRI +
additionele sequenties z-DTI, ASL, DSC, DCE, TMRE en SyMRI van gezonde
participanten en patiënten met symptomatische CDDD. Met de beeldvorming zullen
cervicale spinale structuren (tussenwervelschijf, zenuwwortel en ruggenmerg)
beoordeeld worden. De totale scan tijd zal ongeveer 40 minuten zijn. Daarnaast
zullen 10/20 gezonde vrijwilligers en 10/20 patiënten met symptomatische CDDD
een tweede scan ondergaan op een andere dag/tijdsstip om reproduceerbaarheid te
testen.

In deel 2 wordt een neurologisch onderzoek gedaan bij alle participanten en
worden vragenlijsten afgenomen. Dit zijn gevalideerde Nederlandse vragenlijsten
die de ernst van symptomen in kaart brengen. Deel 2 zal plaatsvinden alvorens
de MRI scan zal worden gedaan en vindt dus plaats tijdens dezelfde studie
visite als deel 1. Zowel gezonde vrijwilligers als patiënten met symptomatische
CDDD vullen de vragenlijsten in.

In deel 3 zullen patiënten met symptomatische CDDD een tweede (of derde,
afhankelijk van deelname aan reproduceerbaarheids-MRI) studie visite hebben na
6 maanden follow-up. Hierbij zal een nieuwe MRI scan met additionele sequenties
gemaakt worden en zullen de patiënten dezelfde vragenlijsten opnieuw invullen.
Daarnaast zal worden gekeken of de patiënt chirurgisch of conservatief is
behandeld en worden deze gegevens opgeslagen.

Alle participanten zullen een conventionele MRI + additionele sequenties nodig
hebben wat ongeveer 40 minuten zal duren. De meeste MRI sequenties gebruikt in
deze studie zijn niet-invasief, waarbij geen ioniserende straling betrokken is.
Echter zal voor de DSC en DCE een bolus contrast medium toegediend worden
(Dotarem). Zonder bestaande contra-indicaties voor een MRI scan of contrast
medium is gezondheid niet at risk. De mogelijke risico's zijn standaard
risico's die verband houden met pijn op de injectieplaats van het infuus of
hematoom vorming.