Development of an MRI Template & Neuroimaging Biomarkers of the Pediatric Spinal Cord

MRI 模板的开发

基本信息

  • 批准号:
    10352312
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 48.95万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-03-15 至 2025-01-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

The neurological consequence of spinal cord injury (SCI) in children is not fully understood. The inability to accurately assess motor, sensation and extent of injury in the pediatric population raises speculation about diagnoses, recovery potential, and treatment effectiveness. This proposed study builds upon the team's previous work to establish quantitative imaging biomarkers using advanced imaging methods such as diffusion tensor imaging (DTI), diffusion kurtosis imaging (DKI) and atrophy estimated through a spinal cord cross sectional area (SCCSA) – in pediatric SCI patients. In the recent years magnetic resonance imaging (MRI) methods such as DTI, DKI, SCCSA measurements, and Neurite Orientation Density Dispersion Imaging (NODDI) have shown promising results as powerful and non-invasive biomarkers to evaluate the spinal cord (SC) in children. To the best of our knowledge, our research team is the only one thus far to apply these imaging techniques to the pediatric population. Although all of these techniques have demonstrated potential for providing microstructural information about the SC, the development and application of objective diffusion- based biomarkers for identifying the precise location of the injured cord has been challenging because neither a standard anatomical template of the pediatric SC nor biological age and sex matched normative values are available. Hence, the first aim of this study is to create a standardized SC imaging template and establish SCCSA measurements of the entire pediatric SC between 6-17 years of age. The second aim of this study will establish normative multishell diffusion imaging values for continuous segments of the cervical-thoracic pediatric SC between 6-17 years of age. This work will result in standardization and consistent interpretation of these neuroimaging metrics and will reduce user variability. A sub aim of this work is to demonstrate the feasibility of these imaging biomarkers in a group of children with chronic motor complete (American Spinal Injury Association Impairment Scale (AIS) A and B) SCI. This work will address a significant knowledge gap by providing functional imaging biomarkers to clinicians and researchers so they can objectively determine the extent of severity and level of injury and develop prediction models in pediatric SCI. This work would also aid clinicians in assessing neurological recovery, and evaluate treatment effectiveness in clinical trials. In addition, these imaging biomarkers and normative templates can be extended to other pediatric SC diseases in the future.
儿童脊髓损伤(SCI)的神经系统后果尚未完全了解。无法 准确评估儿科人群中的运动,感觉和伤害程度,这引起了人们的猜测 诊断,恢复潜力和治疗效果。这项拟议的研究是建立在团队的 以前的工作,使用高级成像方法(例如扩散)建立定量成像生物标志物 张量成像(DTI),扩散峰度成像(DKI)和通过脊髓交叉估算的萎缩 分段区域(SCCSA) - 小儿SCI患者。近年来,磁共振成像(MRI) 诸如DTI,DKI,SCCSA测量和神经突方向密度分散成像之类的方法 (NODDI)已显示出有望结果,是评估脊髓的功能强大且无创的生物标志物 (SC)儿童。据我们所知,我们的研究团队是迄今为止唯一应用这些的团队 小儿种群的成像技术。尽管所有这些技术都表现出潜力 为了提供有关SC的微观结构信息,客观扩散的开发和应用 - 基于识别受伤线确切位置的基于生物标志物受到挑战,因为 小儿SC或生物年龄和性别匹配的正常值的标准解剖模板是 可用的。因此,这项研究的第一个目的是创建标准化的SC成像模板并建立 SCCSA测量整个儿科SC在6-17岁之间。这项研究的第二个目标将 建立正常的多币扩散成像值,以用于颈thoraCic的连续段 小儿SC在6-17岁之间。这项工作将导致标准化和一致的解释 这些神经影像学指标将降低用户的可变性。这项工作的一个sub目的是证明 这些成像生物标志物在一群慢性运动完整儿童中的可行性(美国脊柱 伤害协会损伤量表(AIS)A和B)SCI。这项工作将解决一个重大的知识差距 向临床医生和研究人员提供功能成像的生物标志物,以便他们可以客观地确定 小儿科学中严重程度和损伤和发展预测模型的程度。这项工作也将有助于 临床医生评估神经系统恢复并评估临床试验中的治疗效果。此外, 这些成像生物标志物和正常模板可以扩展到其他儿科SC疾病 未来。

项目成果

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