slutsatser
i den aktuella studien utfördes 31P sällsynta och 1h T2-W spin-echo Mr på fötterna hos neuropatiska patienter, icke-neuropatiska patienter och normala kontrollpersoner. Ett reducerat förhållande av livskraftig muskelvävnad till alla andra typer av vävnad observerades i fötterna hos både icke-neuropatiska och neuropatiska diabetespatienter jämfört med normala kontroller. På liknande sätt observerades en minskning av den genomsnittliga 31P-koncentrationen hos både de icke-neuropatiska och neuropatiska diabetespatienterna jämfört med de friska icke-diabetiska kontrollpersonerna. Vidare korrelerade de observerade förändringarna starkt med kliniska mätningar av perifer nervfunktion, vilket indikerar en koppling mellan muskelatrofi och diabetisk neuropati. Våra resultat tyder på att muskelförändringar i diabetisk fot börjar under det subkliniska stadiet av diabetisk neuropati före utvecklingen av kliniska tecken på sjukdomen.
liten muskelatrofi är en välkänd process i diabetisk fot och är relaterad till utvecklingen av diabetisk motorisk neuropati. Men med tanke på bristen på tekniker som kan kvantifiera muskelatrofi har dessa förändringar inte studerats tillräckligt. Istället har motorisk neuropati huvudsakligen utvärderats genom att mäta motor peroneal ledningshastighet medan sensorisk neuropati har utvärderats genom att använda kvantitativ sensorisk testning (18). Eftersom liten muskelatrofi är den huvudsakliga processen som leder till anatomiska fotförändringar, såsom tårklapp och framstående metatarsalhuvuden, som är direkt relaterade till utvecklingen av fotsår, kan den direkta utvärderingen av muskelförändringar snarare än nervfunktion visa sig vara mer användbar i kliniska forskningsstudier. Mer specifikt har utvärderingen av förändringar i förhållandet mellan livskraftig muskelvävnad och alla andra typer av fotvävnader med användning av 1H MR och metaboliska bilder baserade på 31P cellulär metabolitaktivitet av muskel potential att möjliggöra detektering av både anatomiska och metaboliska förändringar och associera dessa förändringar till utvecklingen av fotsår och till sårläkningspotentialen.
alla tidigare publicerade studier som har använt 1H MR är överens om förekomsten av liten muskelatrofi hos neuropatiska diabetespatienter (6, 7, 19, 20). Det har emellertid inte rapporterats om atrofi hos icke-neuropatiska patienter. Vi tror att skillnaden mellan våra resultat och de tidigare studierna är relaterad till de använda teknikerna. Tidigare studier har använt T1-W (20) eller T2-W (6) avbildningsmetoder och T2-kartläggningstekniker (6) för att utvärdera tvärsnittsarean av muskelvävnad. Men när muskelatrofi inträffar ökar T1-och T2-avslappningshastigheterna i regioner som innehåller muskel, vilket gör att de olika vävnadstyperna blir nästan iso-intensiva med varandra. Detta döljer vävnadsgränserna vilket gör det mycket svårt eller omöjligt att segmentera eller tröskla muskelvävnaden från intilliggande vävnader, vilket bekräftas av författarna till en studie (6). I motsats till segmenterings-och tröskelmetoder är skillnaden mellan muskelvävnad och andra vävnader i foten med 31P sällsynt Mr rakt framåt eftersom muskeln är den enda vävnaden i foten som har 31P-koncentrationer som kan detekteras av Mr. Därför erbjuder 31P RARE-metoden en mer exakt utvärdering av livskraftig muskelvävnad, vilket gjorde det möjligt för oss att identifiera relativt små förändringar som fanns mellan de friska icke-diabetiska ämnena och de icke-neuropatiska patienterna.
i en nyligen publicerad studie beräknade Andersen et al den totala volymen av fotens muskler från 1H Mr genom att segmentera muskelvävnaden med hjälp av en bildintensitetströskelmetod (20). Även om den totala muskelvolymen minskade signifikant hos neuropatiska diabetespatienter jämfört med kontrollpersoner, hittades ingen skillnad mellan de icke-neuropatiska diabetespatienterna och kontrollgruppen. Eftersom den totala muskelvolymen är relaterad till fotstorleken kan resultaten av ovanstående studie ha påverkats av skillnader i fotstorleken mellan de olika grupperna. I den aktuella studien jämförde vi förhållandet mellan tvärsnittsmuskelområdet och det totala tvärsnittsområdet på samma plats i foten eftersom detta förhållande ger en bättre indikation på mängden muskelförlust genom att eliminera skillnader i fotstorlek mellan befolkningsgrupper. Dessutom använde vi 31P sällsynt avbildning, vilket gav en direkt mätning av mängden muskelvävnad. Denna skillnad i metodiskt tillvägagångssätt resulterade i en känslig teknik som gjorde det möjligt för oss att upptäcka skillnader i muskelatrofi mellan olika grupper mer exakt. Vi tror att detta var den främsta orsaken till den observerade skillnaden mellan våra resultat och resultaten från den tidigare studien.
magnetisk resonansspektroskopi (MRS) användes i en tidigare studie som undersökte förändringar mellan diabetespatienter och friska kontroller (5). Resultaten av den studien indikerade förändringar i 31P-metaboliterna och ett ökat fett-till-vatten-förhållande hos diabetespatienter med ytliga sår jämfört med diabetespatienter utan sår och friska försökspersoner medan inga skillnader observerades mellan diabetespatienter utan fotsår och friska kontroller. Som med tidigare studier tror vi också att skillnaden mellan våra resultat och resultaten från MRS-studien är relaterad till de tekniker som används. 31P MRS-metoden som användes i den tidigare studien resulterade i 31P-datamängder med en rumslig upplösning på 11.25 cm3 (kräver en skanningstid på mer än femtio minuter) medan 31P-bilderna i den aktuella studien hade en rumslig upplösning på 0,55 cm3 (kräver en skanningstid på fyra minuter). Den förbättrade rumsliga upplösningen av 31P sällsynta metoden resulterade i bättre identifiering av fokalregioner med reducerad 31P-koncentration jämfört med tidigare MRS-metoder. Dessutom möjliggjorde den högre rumsliga upplösningen av den sällsynta metoden 31P en mer exakt avgränsning av gränserna och konturerna i muskelvävnaden vilket gav bättre registrering med 1H anatomiska bilder och en mer exakt mätning av muskeltvärsnittsarea.
koncentrationen av olika 31P-metaboliter påverkas också av närvaron av ischemi. När muskeln är ischemisk minskar koncentrationen av fosfokreatin (PCr) från dess normala värde medan koncentrationen av oorganiskt fosfat (Pi) ökar (3, 4). Preliminära pågående studier vid vår anläggning indikerar att graderingen av graden av ischemi är möjlig och kan uppnås genom att använda 31P sällsynt metod för att skapa separata PCr-och Pi-bilder i diabetisk fot. I den aktuella studien använde vi emellertid 31P sällsynt MR för att förvärva data som återspeglade de kombinerade koncentrationerna av både PCr och Pi som vi syftade till att identifiera metaboliskt aktiv muskelvävnad och inte att gradera graden av muskelischemi.
i den aktuella studien, i överensstämmelse med tidigare studier, observerade vi starka korrelationer mellan kvantitativa kliniska mätningar av svårighetsgraden av neuropati och muskel-area/total area-förhållandet eller 31P-mätningar (5, 20). Dessutom observerades starka korrelationer mellan muskel-area/total area-förhållandet eller 31P-koncentrationsmätningar och varaktigheten av diabetes och ABI. Eftersom multipel regressionsanalys utesluter dessa parametrar som oberoende faktorer kan man dock dra slutsatsen att svårighetsgraden av neuropati var den enda faktorn som påverkade dessa mätningar. Slutligen fanns det inga skillnader mellan män och kvinnor i förhållandet mellan muskel-area/total area eller 31P-mätningar medan inga korrelationer också märktes mellan BMI och ovanstående mätningar. Dessa resultat indikerar vidare att fotens storlek inte påverkade de observerade resultaten.
ett varningens ord bör läggas till vid denna tidpunkt. Termen ”icke-neuropatisk diabetespatient” indikerar en patient i vilken det inte fanns några bevis på förekomsten av klinisk neuropati med hjälp av standardtekniker som för närvarande används i stor utsträckning i klinisk praxis. Förekomsten av subklinisk neuropati hos dessa patienter kan emellertid inte uteslutas. Eftersom tidigare studier med sofistikerade experimentella tekniker har visat subkliniska nervfunktionsavvikelser hos de allra flesta diabetespatienter, verkar det rimligt att misstänka att sådana förändringar också var närvarande hos de icke-neuropatiska patienterna som deltog i denna studie. Trots detta tror vi att resultaten av vår studie fortfarande är intressanta och slutsatserna är fortfarande giltiga eftersom de indikerar förändringar i fotmusklerna före detektering av förändringar i nervfunktionen med hjälp av standardtekniker som är tillgängliga för den praktiserande läkaren.
Sammanfattningsvis har vi i den aktuella studien visat att Liten muskelatrofi är närvarande vid diabetes innan klinisk perifer neuropati kan detekteras med hjälp av standardtekniker tillgängliga i klinisk praxis. Den 31P sällsynta Mr-metoden kan på ett adekvat sätt utvärdera svårighetsgraden av muskelatrofi, även i de tidiga stadierna när neuropati saknas. Dessutom kan muskelvävnaden hos patienter utvärderas icke-invasivt inom en mycket kort Mr-undersökningstid jämfört med befintliga lokaliserade MRS-metoder. Denna teknik kan visa sig vara ett användbart diagnostiskt verktyg som kan underlätta ledningen av kliniska prövningar i de tidiga stadierna av diabetiska fotproblem samt övervaka svaret på behandlingen.