Predicting Clinical Improvement in Chronic Low Back Pain Using Exercise-Induced IVIM Perfusion: Threshold Evaluation and Disability-Dependent Effects.

چکیده اصلی

Chronic low back pain (LBP) is the leading cause of disability worldwide, yet responses to exercise-based rehabilitation vary substantially and remain not well characterized. Impaired activation of the lumbar paraspinal muscles has been proposed as a mechanism limiting rehabilitation treatment response. Intravoxel incoherent motion (IVIM) magnetic resonance imaging assesses muscle diffusion and perfusion after exercise, offering physiological markers of dynamic function. In a previous pilot study, we reported that acute exercise-induced IVIM responses were reduced in individuals with LBP and that thresholds in diffusion (D) and pseudodiffusion (D*) parameters could predict those who would or would not respond to an exercise-based rehabilitation program. The present study aimed to prospectively validate these findings in a larger, independent cohort. Thirty-seven individuals with chronic LBP underwent IVIM before and after an acute standardized lumbar extension exercise, followed by a 12-week rehabilitation program. Participants were classified as responders or nonresponders based on changes in disability after 12 weeks (Δ Oswestry Disability Index Score ≥ or < 0). In line with the pilot study, responders exhibited higher increase in D following acute exercise than nonresponders (p = 0.05). Previously identified thresholds for D and D* did not discriminate between responders and nonresponders within this new cohort (Sn < 0.40 and Sp = 0.65). Exploratory analyses revealed that baseline disability moderated IVIM responses, as a marked increase in D was primarily observed in responders with low baseline disability, whereas individuals with higher disability showed attenuated responses. New significant thresholds were explored within the validation cohort while controlling for disability levels. An increase ≥ 0.014 × 10-3 mm2/s for D predicted who would respond to the exercise-based program, with a Sn of 0.59 and a Sp of 0.90 (area under the curve [AUC] 0.72, 95%CI 0.55 to 0.90, p = 0.02). These findings confirm that acute IVIM responses are associated with rehabilitation outcomes but may be better understood as part of a broader, integrative framework characterizing the physiological mechanisms associated with treatment response. Integrating physiological and clinical factors to better understand variability in treatment response will help guide more personalized approaches to LBP rehabilitation.

ترجمه فارسی چکیده

درد کمر مزمن (LBP) علت اصلی ناتوانی در جهان است، اما پاسخ‌ها به بازتوانی مبتنی بر ورزش متفاوت است و هنوز به خوبی توصیف نشده است. اختلال در فعال‌سازی عضلات پارااسپینال کمر به عنوان یک مکانیسم محدودکننده پاسخ به درمان پیشنهاد شده است. تصویربرداری مغناطیسی رزونانس (IVIM) درون‌voxel ناهمگن، عملکرد فیزیولوژیک دینامیک را با ارزیابی دیفوژن و پرفوشن عضله پس از ورزش نشان می‌دهد. در یک مطالعه پیش‌درمانی قبلی، ما گزارش کردیم که پاسخ‌های IVIM ناشی از ورزش حاد در افراد با LBP کاهش یافته است و آستانه‌های پارامترهای دیفوژن (D) و پسرادیفوژن (D*) می‌توانند کسانی را که به برنامه بازتوانی مبتنی بر ورزش پاسخ می‌دهند یا نمی‌دهند، پیش‌بینی کنند. هدف این مطالعه، تأیید پیش‌رونده این یافته‌ها در یک جمعیت بزرگ و مستقل بود. سیاهه‌های ۳۷ فرد مبتلا به LBP مزمن، IVIM را قبل و بعد از یک ورزش استاندارد شده از انبساط کمر، در پی یک برنامه بازتوانی ۱۲ هفته‌ای انجام دادند. شرکت‌کنندگان بر اساس تغییرات ناتوانی پس از ۱۲ هفته (Δ نمره شاخص ناتوانی Oswestry ≥ یا < ۰) به عنوان پاسخ‌دهنده یا غیرپاسخ‌دهنده طبقه‌بندی شدند. در همسو با مطالعه پیش‌درمانی، پاسخ‌دهندگان افزایش بالاتری در D پس از ورزش حاد نسبت به غیرپاسخ‌دهندگان نشان دادند (p = ۰.۰۵). آستانه‌های قبلی شناسایی شده برای D و D* در این جمعیت جدید، پاسخ‌دهندگان و غیرپاسخ‌دهندگان را تمایز ندادند (حساسیت < ۰.۴۰ و ویژگی ۰.۶۵). تحلیل‌های اکتشافی نشان داد که ناتوانی پایه پاسخ‌های IVIM را تعدیل می‌کند، به طوری که افزایش ملموس D عمدتاً در پاسخ‌دهندگان با ناتوانی پایه کم مشاهده شد، در حالی که افراد با ناتوانی بالاتر پاسخ‌های کاهش یافته‌ای داشتند. آستانه‌های جدید و معنادار در جمعیت تأییدکننده در حالی که ناتوانی پایه را کنترل می‌کرد، بررسی شد. یک افزایش ≥ ۰.۰۱۴ × 10-3 mm2/s برای D کسانی را که به برنامه مبتنی بر ورزش پاسخ می‌دادند، پیش‌بینی کرد، با حساسیت ۰.۵۹ و ویژگی ۰.۹۰ (مساحت زیر منحنی [AUC] ۰.۷۲، ۹۵٪CI ۰.۵۵ تا ۰.۹۰، p = ۰.۰۲). این یافته‌ها تأیید می‌کنند که پاسخ‌های IVIM حاد با نتایج بازتوانی مرتبط است، اما ممکن است بهتر به عنوان بخشی از یک چارچوب جامع‌تر و یکپارچه درک شود که مکانیسم‌های فیزیولوژیک مرتبط با پاسخ به درمان را توصیف می‌کند. ادغام عوامل فیزیولوژیک و بالینی برای درک بهتر تنوع در پاسخ به درمان، به راهنمایی رویکردهای شخصی‌سازی شده‌تر برای بازتوانی LBP کمک خواهد کرد.

متن کامل اصلی