CT scanning could help early diagnosis and monitoring of arthritis. La CT può aiutare nella diagnosi precoce e nel monitoraggio dell'artrite.
CT scans of hip, knee and ankle showing space between the bones in the joint compared with two-dimensional x-ray images. Image: Tom Turmezei / Scansioni TC di anca, ginocchio e caviglia che mostrano lo spazio tra le ossa nell'articolazione rispetto alle immagini bidimensionali a raggi X.
A novel use for the established imaging technique could improve arthritis treatment options
Osteoarthritis is a painfully common condition, but hard to treat effectively and to diagnose early. It occurs when the cartilage that coats the ends of bones and joints wears away over time, leading to immobility and pain. Pain killers can help, but the only truly effective treatment is through surgery to replace cartilage or to implant replacement joints.
Diagnosis of osteoarthritis depends on x-ray imaging to detect narrowing of space between the bones in the joint. But this effect can be gradual and subtle and difficult to spot, depending on the judgement and experience of the clinician. Lack of sensitivity of x-rays can also make it difficult to detect changes in the joint over time.
Tom Turmezei of the engineering department at Cambridge University is working on new ways to detect and monitor osteoarthritis. “In addition to their lack of sensitivity, two-dimensional x-rays rely on humans to interpret them,” he said. “Our ability to detect structural changes to identify disease early, monitor progression and predict treatment response is frustratingly limited by this.”
In a paper in the journal Scientific Reports, Turmezei and colleagues explain how they have turned to computerised tomography (CT) scanning to identify changes in the space between bones in the joints. CT scanning is an established technique, commonly used to look at internal organs and (with the help of contrast agents) blood flow, but it is not normally used to monitor joints. However, with its ability to construct detailed three-dimensional images from “slices” through the body, Turmezei believes it could be a powerful tool.
The Cambridge team has developed a technique called joint space mapping (JSM). The initial research was carried out on human hip joints from bodies donated to medical research. This revealed that the technique was more sensitive than the current “gold standard” for joint imaging with x-rays, proving at least twice as good at detecting small structural changes. The researchers have refined the technique using colour-coded images to illustrate the width or narrowness of the space between the bones across the whole joint.
“Using this technique, we’ll hopefully be able to identify osteoarthritis earlier, and look at potential treatments before it becomes debilitating,” said Turmezei, who is now a consultant at the Norfolk and Norwich University Hospital’s Department of Radiology. “It could be used to screen at-risk populations, such as those with known arthritis, previous joint injury, or elite athletes who are at risk of developing arthritis due to the continued strain placed on their joints.”
Moreover, Turmezei said, CT can be used with low doses of radiation, making it safer for more frequent scans to monitor patients over time. “We’ve shown that this technique could be a valuable tool for the analysis of arthritis, in both clinical and research settings,” said Turmezei. “When combined with 3D statistical analysis, it could be also be used to speed up the development of new treatments.”
ITALIANO
Un nuovo utilizzo per la consolidata tecnica di imaging potrebbe migliorare le opzioni di trattamento dell'artrite
L'osteoartrite è una condizione dolorosamente comune, ma difficile da trattare efficacemente e da diagnosticare precocemente. Si verifica quando la cartilagine che ricopre le estremità delle ossa e delle articolazioni si consuma nel tempo, causando immobilità e dolore. Gli antidolorifici possono aiutare, ma l'unico trattamento veramente efficace è attraverso l'intervento chirurgico per sostituire la cartilagine o per impiantare articolazioni di ricambio.
La diagnosi di osteoartrite dipende dall'imaging a raggi X per rilevare il restringimento dello spazio tra le ossa nell'articolazione. Ma questo effetto può essere graduale, sottile e difficile da individuare, a seconda del giudizio e dell'esperienza del clinico. La mancanza di sensibilità dei raggi X può anche rendere difficile rilevare i cambiamenti nell'articolazione nel tempo.
Tom Turmezei del dipartimento di ingegneria dell'Università di Cambridge sta lavorando su nuovi modi per rilevare e monitorare l'osteoartrosi. "Oltre alla loro mancanza di sensibilità, i raggi X bidimensionali si affidano agli umani per interpretarli", ha detto. "La nostra capacità di rilevare cambiamenti strutturali per identificare precocemente la malattia, monitorare la progressione e prevedere la risposta al trattamento è frustrantemente limitata da questo effetto."
In un articolo della rivista Scientific Reports, Turmezei e colleghi spiegano come si sono rivolti alla tomografia computerizzata (CT) per identificare i cambiamenti nello spazio tra le ossa delle articolazioni. La TC è una tecnica consolidata, comunemente usata per osservare gli organi interni e (con l'aiuto degli agenti di contrasto) il flusso sanguigno, ma normalmente non viene usato per monitorare le articolazioni. Tuttavia, con la sua capacità di costruire immagini tridimensionali dettagliate da "fette" attraverso il corpo, Turmezei ritiene che potrebbe essere uno strumento potente.
Il gruppo di Cambridge ha sviluppato una tecnica chiamata Joint Space Mapping (JSM). La ricerca iniziale è stata condotta su articolazioni dell'anca umana da corpi donati alla ricerca medica. Ciò ha rivelato che la tecnica era più sensibile dell'attuale "gold standard" per l'imaging congiunto con i raggi X, dimostrando almeno il doppio di rilevare i piccoli cambiamenti strutturali. I ricercatori hanno perfezionato la tecnica usando immagini con codice colore per illustrare la larghezza o la ristrettezza dello spazio tra le ossa attraverso l'intera articolazione.
"Usando questa tecnica, speriamo di essere in grado di identificare l'osteoartrite in anticipo, e di esaminare potenziali trattamenti prima che diventi debilitante", ha detto Turmezei, che ora è consulente presso il Dipartimento di Radiologia dell'ospedale dell'Università di Norwich . "Potrebbe essere utilizzato per lo screening di popolazioni a rischio, come quelle con artrite conosciuta, precedente infortunio alle articolazioni, o atleti d'elite che sono a rischio di sviluppare l'artrite a causa del costante sforzo posto sulle loro articolazioni."
Inoltre, ha detto Turmezei, la TC può essere utilizzata con basse dosi di radiazioni, rendendo più sicuro per le scansioni più frequenti monitorare i pazienti nel tempo. "Abbiamo dimostrato che questa tecnica potrebbe essere uno strumento prezioso per l'analisi dell'artrite, sia in ambito clinico che di ricerca", ha affermato Turmezei. "Se combinato con l'analisi statistica 3D, potrebbe essere utilizzato anche per accelerare lo sviluppo di nuovi trattamenti".
Da:
https://www.theengineer.co.uk/ct-scanning-diagnosis-arthritis/?cmpid=tenews_5483931&utm_medium=email&utm_source=newsletter&utm_campaign=tenews&adg=B69ABBDE-DA23-4BA2-B8C3-86E1E1A9FA79
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