Hybride Reflexions-Ultraschall-Computer-Tomographie versus B-Mode-Ultraschall zur Muskeleinschätzung bei spinaler Muskelatrophie
Hybrid reflected-ultrasound computed tomography versus B-mode-ultrasound for muscle scoring in spinal muscular atrophy
Creators: name: Danko, Vera
Publisher: name: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Year: 2023
Subjects: Neuromuscular disorders
optoacoustics
photoacoustics
spinal muscular atrophy
ultrasound

description: Hintergrund und Ziele: Die multispektrale optoakustische Tomographie (MSOT) ist eine bildgebende Technologie, die durch die Darstellung und quantitative Messung von endo- und exogenen Absorbern eine neuartige Methode der Gewebsdarstellung ermöglicht. Dabei wird durch laserinduzierte Absorption von Licht durch Gewebe eine Schallwellenantwort generiert, die dazu genutzt wird eine bildliche Darstellung zu erzeugen und gleichzeitig eine quantifizierbare Analyse durchzuführen. Zur anatomischen Orientierung wird bei der MSOT die Reflexions-Ultraschall-Computer-Tomographie (RUCT) verwendet, bei der durch Schall eine dem B-Bild-Ultraschall (US) ähnelnde Aufnahme konstruiert wird. In dieser Studie wurde die RUCT mit konventionellem US verglichen, sowohl qualitativ als auch quantitativ. Beide Modalitäten werden in der Diagnostik pädiatrischer neuromuskulärer Erkrankungen als bildgebende Methode genutzt, wobei der US als Verlaufsdiagnostikum und die MSOT bisher im Rahmen von klinischen Studien eingesetzt wird. In dieser Studie wurde untersucht, inwiefern das RUCT vergleichbar zum US in der Lage ist, quantifizierbare Messungen durchzuführen und Aussagen über das Vorhandensein einer Pathologie und den motorischen Zustand eines Probanden zu treffen. Schlussfolgerungen: Diese Subanalyse der Studie von Regensburger&amp;Wagner et al. konnte aufzeigen, dass bei der Beurteilung von Muskelgewebe hinsichtlich quantitativer und qualitativer Parameter die RUCT und der US vergleichbare Resultate erzielen. Sowohl hinsichtlich der visuellen Beurteilung krankhafter Veränderungen als auch der quantitativen Analyse mittels GSL-Messung konnten bei dem Einsatz von RUCT keine ausschlaggebenden Nachteile im Vergleich zum US aufgezeigt werden. Somit ist im Rahmen von klinischen MSOT/RUCT-Studien in Zukunft der US als vergleichender Goldstandard zur orientierenden qualitativen und quantitativen Muskelbewertung nicht mehr zwingend erforderlich. Die MSOT/RUCT-Technologie präsentiert sich erneut als vielversprechende bildgebende Modalität zur Diagnostik und Verlaufskontrolle bei neuromuskulären Erkrankungen.
description: Background and purpose: Novel light- and sound-based technologies like multispectral optoacoustic tomography (MSOT) with co-registered reflected-ultrasound computed tomography (RUCT) could add additional value to conventional ultrasound (US) for disease phenotyping in pediatric spinal muscular atrophy (SMA). The aim of this study was to investigate the quality of RUCT compared to US for qualitative and quantitative assessment of imaging neuromuscular disorders. Methods: Subanalyzing the MSOT SMA study, 288 RUCT and 276 US images from 10 SMA patients (mean age 9.0 ± 3.7) and 10 gender- and age-matched healthy volunteers (HV; mean age 8.7 ± 4.3) were analyzed for quantitative (grayscale levels [GSLs]) and qualitative (echogenicity, distribution pattern, Heckmatt scale, and muscle texture) muscle changes. RUCT and US measures were further correlated with clinical standard motor outcomes. Results: Quantitative agreement using GSLs revealed significantly higher GSLs in muscles of SMA patients compared to healthy muscles in both techniques (US mean GSL [SD] SMA vs. HV: 110.70 [27.8] vs. 68.85 [19.2], p &lt; .0001; RUCT mean GSL [SD] SMA vs. HV: 91.81 [21.8] vs. 59.86 [8.2], p &lt; .0001) with good correlation with motor outcome tests, respectively. Qualitative agreement between methods for muscle composition was excellent for differentiation of pathological versus healthy muscles, echogenicity, and distribution pattern, moderate for Heckmatt scale, and poor for muscle texture. Conclusions: The data suggest that RUCT may allow the assessment of basic qualitative and quantitative measures for muscular diseases with comparable results to conventional US.