SCHLUSSFOLGERUNGEN
In der vorliegenden Studie wurden 31P RARE- und 1H T2-W-Spin-Echo-MRT an den Füßen von neuropathischen Patienten, nicht-neuropathischen Patienten und normalen Kontrollpersonen durchgeführt. Bei den Füßen von nicht-neuropathischen und neuropathischen Diabetikern wurde im Vergleich zu normalen Kontrollen ein reduziertes Verhältnis von lebensfähigem Muskelgewebe zu allen anderen Gewebetypen beobachtet. In ähnlicher Weise wurde eine Verringerung der durchschnittlichen 31P-Konzentration sowohl bei nicht-neuropathischen als auch bei neuropathischen Diabetikern im Vergleich zu gesunden nicht-diabetischen Kontrollpersonen beobachtet. Darüber hinaus korrelierten die beobachteten Veränderungen stark mit klinischen Messungen der peripheren Nervenfunktion, was auf einen Zusammenhang zwischen Muskelatrophie und diabetischer Neuropathie hinweist. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Muskelveränderungen im diabetischen Fuß während des subklinischen Stadiums der diabetischen Neuropathie beginnen, bevor sich klinische Anzeichen der Krankheit entwickeln.
Kleine Muskelatrophie ist ein bekannter Prozess im diabetischen Fuß und hängt mit der Entwicklung der diabetischen motorischen Neuropathie zusammen. Angesichts des Mangels an Techniken zur Quantifizierung der Muskelatrophie wurden diese Veränderungen jedoch nicht ausreichend untersucht. Stattdessen wurde die motorische Neuropathie hauptsächlich durch Messung der motorischen Peronealleitungsgeschwindigkeit bewertet, während die sensorische Neuropathie durch quantitative sensorische Tests bewertet wurde (18). Da kleine Muskelatrophie der Hauptprozess ist, der zu anatomischen Fußveränderungen führt, wie z. B. Krallen der Zehen und prominente Mittelfußköpfe, die in direktem Zusammenhang mit der Entwicklung von Fußulzerationen stehen, kann sich die direkte Bewertung von Muskelveränderungen anstelle der Nervenfunktion in klinischen Forschungsstudien als hilfreicher erweisen. Genauer, Die Bewertung von Änderungen im Verhältnis von lebensfähigem Muskelgewebe zu allen anderen Arten von Fußgeweben unter Verwendung von 1H-MRT und Stoffwechselbildern basierend auf der 31P-Zellmetabolitenaktivität des Muskels hat das Potenzial, sowohl anatomische als auch metabolische Veränderungen zu erkennen und diese Veränderungen mit der Entwicklung von Fußulzerationen und dem Wundheilungspotenzial in Verbindung zu bringen.
Alle zuvor veröffentlichten Studien, die 1H-MRT verwendet haben, stimmen über die Existenz einer kleinen Muskelatrophie bei neuropathischen Diabetikern überein (6, 7, 19, 20). Es gab jedoch keine Berichte über Atrophie bei nicht neuropathischen Patienten. Wir glauben, dass der Unterschied zwischen unseren Ergebnissen und denen der vorherigen Studien mit den verwendeten Techniken zusammenhängt. Frühere Studien haben verwendet T1-W (20) oder T2-W (6) Bildgebungsverfahren und T2-Kartierungstechniken (6) zur Bewertung der Querschnittsfläche von Muskelgewebe. Wenn jedoch Muskelatrophie auftritt, nehmen die T1- und T2-Relaxationsraten in Regionen, die Muskeln enthalten, zu, wodurch die verschiedenen Gewebetypen nahezu isointensiv miteinander werden. Dies verdeckt die Gewebegrenzen, was es sehr schwierig oder unmöglich macht, das Muskelgewebe von benachbarten Geweben zu trennen oder zu trennen, wie von den Autoren einer Studie anerkannt (6). Im Gegensatz zu Segmentierungs- und Schwellwertmethoden ist die Unterscheidung zwischen Muskelgewebe und anderen Geweben im Fuß mit 31P in der MRT einfach, da Muskel das einzige Gewebe des Fußes ist, das 31P-Konzentrationen aufweist, die durch MRT nachweisbar sind. Daher bietet die 31P RARE-Methode eine genauere Bewertung von lebensfähigem Muskelgewebe, wodurch wir relativ kleine Veränderungen identifizieren konnten, die zwischen den gesunden nicht-diabetischen Probanden und den nicht-neuropathischen Patienten bestanden.In einer kürzlich veröffentlichten Studie berechneten Andersen et al. das Gesamtvolumen der Fußmuskulatur aus der 1H-MRT, indem sie das Muskelgewebe unter Verwendung einer Bildintensitätsschwellenmethode segmentierten (20). Obwohl das Gesamtmuskelvolumen bei neuropathischen Diabetikern im Vergleich zu Kontrollpersonen signifikant reduziert war, wurde kein Unterschied zwischen den nicht-neuropathischen Diabetikern und der Kontrollgruppe festgestellt. Da das Gesamtmuskelvolumen mit der Fußgröße zusammenhängt, können die Ergebnisse der obigen Studie durch Unterschiede in der Fußgröße zwischen den verschiedenen Gruppen beeinflusst worden sein. In der vorliegenden Studie verglichen wir das Verhältnis der Querschnittsmuskelfläche zur Gesamtquerschnittsfläche an derselben Stelle im Fuß, da dieses Verhältnis einen besseren Hinweis auf das Ausmaß des Muskelverlusts gibt, indem Unterschiede in der Fußgröße zwischen den Bevölkerungsgruppen beseitigt werden. Zusätzlich verwendeten wir eine 31P-RARE-Bildgebung, die eine direkte Messung der Menge an Muskelgewebe ermöglichte. Dieser Unterschied im methodischen Ansatz führte zu einer sensitiven Technik, die es uns ermöglichte, Unterschiede in der Muskelatrophie zwischen verschiedenen Gruppen genauer zu erkennen. Wir glauben, dass dies der Hauptgrund für den beobachteten Unterschied zwischen unseren Ergebnissen und den Ergebnissen der vorherigen Studie war.
Die Magnetresonanzspektroskopie (MRS) wurde in einer früheren Studie eingesetzt, in der Veränderungen zwischen Diabetikern und gesunden Kontrollen untersucht wurden (5). Die Ergebnisse dieser Studie zeigten Veränderungen der 31P-Metaboliten und ein erhöhtes Fett-Wasser-Verhältnis bei Diabetikern mit oberflächlichen Ulzera im Vergleich zu Diabetikern ohne Ulzera und gesunden Probanden, während keine Unterschiede zwischen Diabetikern ohne Fußulzera und gesunden Kontrollen beobachtet wurden. Wie bei den vorherigen Studien glauben wir auch, dass der Unterschied zwischen unseren Ergebnissen und den Ergebnissen der MRS-Studie mit den verwendeten Techniken zusammenhängt. Die in der vorherigen Studie verwendete 31P-MRS-Methode führte zu 31P-Datensätzen mit einer räumlichen Auflösung von 11.25 cm3 (erfordert eine Scanzeit von mehr als fünfzig Minuten), während in der vorliegenden Studie Die 31P-Bilder hatten eine räumliche Auflösung von 0,55 cm3 (erfordert eine Scanzeit von vier Minuten). Die verbesserte räumliche Auflösung der 31P-RARE-Methode führte zu einer besseren Identifizierung von Fokusbereichen mit reduzierter 31P-Konzentration im Vergleich zu den vorherigen MRS-Methoden. Darüber hinaus ermöglichte die höhere räumliche Auflösung der 31P-RARE-Methode eine genauere Abgrenzung der Grenzen und Konturen des Muskelgewebes, was eine bessere Registrierung mit anatomischen 1H-Bildern und eine genauere Messung der Muskelquerschnittsfläche ermöglichte.
Die Konzentration verschiedener 31P-Metaboliten wird auch durch das Vorhandensein von Ischämie beeinflusst. Wenn also der Muskel ischämisch ist, nimmt die Konzentration von Phosphokreatin (PCr) von seinem Normalwert ab, während die Konzentration von anorganischem Phosphat (Pi) zunimmt (3, 4). Vorläufige laufende Studien an unserer Einrichtung zeigen, dass die Einstufung des Ischämiegrades möglich ist und durch Verwendung der 31P-RARE-Methode erreicht werden kann, um separate PCr- und Pi-Bilder im diabetischen Fuß zu erstellen. In der vorliegenden Studie verwendeten wir jedoch 31P-MRT, um Daten zu erfassen, die die kombinierten Konzentrationen von PCr und Pi widerspiegelten, da wir darauf abzielten, metabolisch aktives Muskelgewebe zu identifizieren und nicht den Grad der Muskelischämie zu bewerten.
In der vorliegenden Studie beobachteten wir in Übereinstimmung mit früheren Studien starke Korrelationen zwischen quantitativen klinischen Messungen des Schweregrads der Neuropathie und dem Verhältnis von Muskelfläche zu Gesamtfläche oder 31P-Messungen (5, 20). Darüber hinaus wurden starke Korrelationen zwischen dem Muskel-Fläche / Gesamtfläche-Verhältnis oder 31P-Konzentrationsmessungen und der Dauer des Diabetes und der ABI beobachtet. Da die multiple Regressionsanalyse diese Parameter jedoch als unabhängige Faktoren ausschloss, kann der Schluss gezogen werden, dass der Schweregrad der Neuropathie der einzige Faktor war, der diese Messungen beeinflusste. Schließlich gab es keine Unterschiede zwischen Männern und Frauen im Verhältnis von Muskelfläche zu Gesamtfläche oder bei 31P-Messungen, während auch keine Korrelationen zwischen BMI und den obigen Messungen festgestellt wurden. Diese Ergebnisse zeigen weiter, dass die Größe des Fußes die beobachteten Ergebnisse nicht beeinflusste.
Ein Wort der Vorsicht sollte an dieser Stelle hinzugefügt werden. Der Begriff „nicht-neuropathischer Diabetiker“ bezeichnet einen Patienten, bei dem keine Hinweise auf das Vorliegen einer klinischen Neuropathie unter Verwendung von Standardtechniken vorlagen, die derzeit in der klinischen Praxis weit verbreitet sind. Das Vorliegen einer subklinischen Neuropathie bei diesen Patienten kann jedoch nicht ausgeschlossen werden. Da frühere Studien mit ausgeklügelten experimentellen Techniken gezeigt haben subklinische Nervenfunktionsstörungen bei der überwiegenden Mehrheit der Diabetiker, Es scheint vernünftig zu vermuten, dass solche Veränderungen auch bei den nicht-neuropathischen Patienten vorhanden waren, die an dieser Studie teilnahmen. Trotzdem glauben wir, dass die Ergebnisse unserer Studie immer noch interessant sind und die Schlussfolgerungen immer noch gültig sind, da sie auf Veränderungen der Fußmuskulatur hinweisen, bevor Veränderungen der Nervenfunktion mit Standardtechniken erkannt werden, die dem praktizierenden Kliniker zur Verfügung stehen.Zusammenfassend haben wir in der vorliegenden Studie gezeigt, dass bei Diabetes eine kleine Muskelatrophie vorliegt, bevor eine klinische periphere Neuropathie mit den in der klinischen Praxis verfügbaren Standardtechniken nachgewiesen werden kann. Die 31P-MRT-Methode kann den Schweregrad der Muskelatrophie auch in den frühen Stadien, in denen keine Neuropathie vorliegt, angemessen beurteilen. Darüber hinaus kann das Muskelgewebe bei Patienten innerhalb einer sehr kurzen MRT-Untersuchungszeit im Vergleich zu bestehenden lokalisierten MRS-Methoden nicht-invasiv ausgewertet werden. Diese Technik kann sich als nützliches diagnostisches Instrument erweisen, das die Durchführung klinischer Studien in den frühen Stadien diabetischer Fußprobleme erleichtern und das Ansprechen auf die Behandlung überwachen kann.