Karaciğer fibrozisinin değerlendirmesinde difüzyon ağırlıklı sanal Manyetik Rezonans Elastografi ve Ultrason Elastografi
Evaluation of liver fibrosis diffusion weighted virtual Magnetic Resonance Elastography and Ultrasound Elastography
Yazar: MUSTAFA ARDA ONAR
Danışman: PROF. DR. MEHMET SELİM NURAL
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Radyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine

Özet:
Giriş ve Amaç: Manyetik rezonans elastografi (MRE), karaciğer fibrozisin tanısı ve
evrelemesinde en güvenilir non invaziv yöntem olmasına rağmen yüksek maliyetli olması
ve özel kurulum gerektirmesi nedeniyle birçok merkezde mevcut olmayabilir. Bu nedenle
MRE'ye alternatif olabilecek özel donanıma ihtiyaç olmayan difüzyon ağırlıklı
görüntüleme (DAG) temelli yeni bir yöntem olan sanal MRE geliştirilmiştir. Bu
çalışmadaki amacımız; ilk olarak sanal MRE'yi farklı hasta grubunda patolojik veriler ile
karşılaştırarak karaciğer fibrozisinin saptanmasındaki etkinliğini belirlemek ve tetkikin
uygulanabilirliğini ortaya koymaktır. İkinci olarak, fibrozisin saptanması ve
evrelemesinde sanal MRE ile ulaşımı kolay olan ultrason elastografinin (USE) etkinliğini
karşılaştırmaktadır.
Gereç ve Yöntem: Çalışma grubu, 2022 ile Aralık 2023 tarihleri arasında karaciğer
hastalığı tespit edilen ve karaciğer biyopsi işlemi için gönderilen olgulardan oluşturuldu.
Olgulara 200 ve 1500 b değerinden oluşan DAG ve 2D-SWE yöntemiyle USE yapıldı.
Ondokuz Mayıs Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi
tarafından tez projesi (PYO.TIP.1904.22.029) olarak onaylanarak gerekli finansal bütçe
sağlandı. Histopatolojik inceleme sonucuna göre olgular belirgin-belirgin olmayan
fibrozis (F0-1-F2-4) ve düşük-ileri evre fibrozis (F0-2-F3-4) olarak kategorize edildi.
Bunun dışında Hepatit B virüsü (HBV) olgularına alt grup olarak ayrı bakıldı. DAG'den
elde edilen kaydırılmış görünür difüzyon katsayısı (sADC) değerlerinden sanal MRE
(kPA) değerleri hesaplandı. Sanal MRE ve USE değerleri için ROC analizi kullanılarak
F0-1 ile F2-4 ve F0-2 ile F3-4 ayrımında en iyi eşik değerler belirlenerek tanısal doğruluk
oranları hesaplandı. Ayrıca literatürde belirlenen standart MRE eşik değerlerine göre
analiz yapıldı. Parametrik veriler için One Way Anowa testi, non parametrik veriler için
Kruskal-Wallis testi kullanıldı. Radyologlar arası uyumu belirlemek amacıyla gözlemciler
arası uyum hesaplandı.
Bulgular: Çalışmaya karaciğer biyopsi işlemi uygulanan 49 olgu (27 erkek, 22 kadın,
ortalama yaş 48,16±14,89 dahil edildi. HBV alt grubunda ise 33 olgu vardı. sADC ve
sanal MRE için sınıf içi uyum 0,96 ve 0,95 olarak hesaplanmış olup gözlemciler arası
iv
uyum mükemmeldi. Histopatolojik evrelemeye göre tüm olgularda sanal MRE'nin
ortalama kPa değerleri F0 (3.47 ±1.16), F1 (4.79 ± 1.21), F2 (4.84 ± 1,1), F3 (3.75 ± 0.85),
F4 (5.88 ± 1.4) iken HBV grubunda F0 (3.12 ± 1.42), F1 (4.15 ± 1.34), F2 (4.4 ± 0.34),
F3 (4.10 ± 0.41), F4 (6.7 ± 1.5) olarak hesaplandı. Fibrozis evreleri arasında Kruskal
Wallis testine göre istatiksel olarak anlamlı fark saptandı (p=0,016). Ancak ROC
analizinde sanal MRE'nin tüm olgularda F0-1 ile F2-4 ve F0-2 ile F3-4 evreleri ayrımında
yeterince ayırt edici olmadığı görüldü (AUC:0,51, 0,45). HBV alt grubunda ise F0-F1 ve
F2-F4 ayrımında 3.98 kPa eşik değeri için %89 sensitivite, %64 spesifite (AUC= 0.76),
F0-F2 ve F3-F4 ayrımında 4,04 kPa eşik değeri için %80 sensitivite, %61 spesifite
(AUC:0.74) elde edilmiş olup daha yüksek idi. Bu eşik değerlerine göre HBV alt grubunda
F0-1 ile F2-4 ayrımı 24/33 (%73), F0-2 ile F3-4 ayrımı ise 22/33 (%67) olarak bulundu.
Literatürdeki standart MRE eşik değerlerine göre ise HBV alt grubunda F0-1 ile F2-4
ayrımı 20/33 (%61), F0-2 ile F3-4 ayrımı 17/33 (%52) olarak bulundu. Tüm olgularda
USE değerlerinin evrelere göre m/sn değerleri F0 (1.35 ± 0.39), F1 (1.52 ± 0.33), F2 (1.82
± 0.36), F3 (1.98 ± 0.27), F4 (2.36 ± 0.3) olarak hesaplandı. USE'ye göre F0-1 ile F2-4
ayrımında eşik değer 1.75 m/sn alındığında sensitivite %80 ve spesifite %79 (AUC:0,86)
ve F0-2 ile F3-4 ayrımında eşik değer 1.81 m/sn alındığında sensitivite %90 ve spesifite
%75 (AUC:0,90) olarak bulundu.
Sonuç ve Tartışma: Sanal MRE literatürde yeni tanımlanan bir yöntem olup fibrozis
tanısı ve evrelemesinde HBV dışı etiyolojilerde yeterli etkinliğe sahip olmadığı
görülmektedir. Bu durum sanal MRE'nin etiyolojik faktörlere göre ayrı ayrı irdelemesini
sağlayacak daha geniş popülasyonlu çalışmalara ihtiyaç olduğunu göstermektedir.
Referans olarak histopatolojik sonuçlar yerine literatürdeki standart MRE eşik değerleri
kullanıldığında sanal MRE'nin tanısal etkinliğinin daha düşük bulunması fibrozis evreleri
ayrımında cihaz ve protokollere göre özelleştirilmiş farklı eşik değerlerinin kullanımının
daha uygun olacağını düşündürmektedir. Tanısal etkinliğinin sanal MRE'ye göre daha
yüksek olması nedeniyle USE, standart MRE olmayan merkezlerde geliştirilme
aşamasında olan sanal MRE yerine kullanılabilir.

Abstract:
Introduction and Aim: Although magnetic resonance elastography (MRE) is the most
reliable noninvasive method for the diagnosis and staging of liver fibrosis, it may not be
available in many centers due to its high cost and requiring special equipment. Therefore,
a new method based on diffusion-weighted imaging (DWI) that does not require special
hardware, termed virtual MRE, has been developed as an alternative to MRE. The aim of
this study was to first determine the effectiveness of virtual MRE in assessing liver fibrosis
by comparing it with pathological data in different patient groups and to demonstrate the
feasibility of the examination. Secondly, it compares the virtual MRE and easily
accessible ultrasound elastography (USE) in assessing liver fibrosis.
Materials and Methods: The study group consisted of cases diagnosed with liver disease
between 2022 and December 2023 and referred for liver biopsy. DWI with b values of
200 and 1500 and 2D-SWE method were used. The project was approved as a thesis
project (PYO.TIP.1904.22.029) by the Ondokuz Mayıs University Scientific Research
Projects Coordination Unit, which provided the necessary financial budget. Based on
histopathological examination, cases were categorized into non-significant fibrosis (F0-1-
F2-4) and low-advanced stage fibrosis (F0-2-F3-4). Hepatitis B virus (HBV) cases were
examined as a subgroup. Virtual MRE (kPA) values were calculated from shifted apparent
diffusion coefficient (sADC) values obtained from DWI. Diagnostic accuracy rates were
calculated by determining the best threshold values for separating F0-1 from F2-4 and F0-
2 from F3-4 using ROC analysis for virtual MRE and USE values. Analysis was also
conducted according to standard MRE threshold values defined in the literature.
Parametric data were analyzed with the One Way ANOVA test, and non-parametric data
with the Kruskal-Wallis test. Observer agreement was calculated to determine inter-rater
reliability.
Results: The study included 49 cases (27 men, 22 women, average age 48.16±14.89) who
underwent liver biopsy. There were 33 cases in the HBV subgroup. Intra-class agreement
for sADC and virtual MRE was calculated as 0.96 and 0.95, respectively, indicating
excellent observer agreement. The average kPa values of virtual MRE according to
histopathological staging were F0 (3.47 ±1.16), F1 (4.79 ± 1.21), F2 (4.84 ± 1.1), F3 (3.75
vii
± 0.85), F4 (5.88 ± 1.4) for all cases, and F0 (3.12 ± 1.42), F1 (4.15 ± 1.34), F2 (4.4 ±
0.34), F3 (4.10 ± 0.41), F4 (6.7 ± 1.5) for the HBV group. A statistically significant
difference was found between fibrosis stages according to the Kruskal Wallis test
(p=0.016). However, ROC analysis showed that virtual MRE was not sufficiently
discriminative in separating F0-1 from F2-4 and F0-2 from F3-4 stages in all cases
(AUC:0.51, 0.45). In the HBV subgroup, a threshold value of 3.98 kPa for F0-F1 and F2-
F4 separation showed 89% sensitivity and 64% specificity (AUC= 0.76), and a threshold
value of 4.04 kPa for F0-F2 and F3-F4 separation showed 80% sensitivity and 61%
specificity (AUC:0.74), which were higher. According to these threshold values, the
separation of F0-1 from F2-4 in the HBV subgroup was 24/33 (73%), and F0-2 from F3-
4 was 22/33 (67%). According to standard MRE threshold values in the literature, the
separation of F0-1 from F2-4 in the HBV subgroup was 20/33 (61%), and F0-2 from F3-
4 was 17/33 (52%). The m/s values for USE according to stages were F0 (1.35 ± 0.39),
F1 (1.52 ± 0.33), F2 (1.82 ± 0.36), F3 (1.98 ± 0.27), F4 (2.36 ± 0.3). With a threshold
value of 1.75 m/s for separating F0-1 from F2-4 in USE, the sensitivity was 80% and
specificity was 79% (AUC:0.86), and with a threshold value of 1.81 m/s for separating
F0-2 from F3-4, the sensitivity was 90% and specificity was 75% (AUC:0.90).
Conclusion and Discussion: Virtual MRE, a newly defined method in the literature,
appears to be insufficiently effective in diagnosing and staging fibrosis in non-HBV
etiologies. This suggests the need for larger population studies to separately examine
virtual MRE based on etiological factors. The fact that the diagnostic efficiency of virtual
MRE is lower when standard MRE threshold values in the literature are used instead of
histopathological results as a reference suggests that it would be more appropriate to use
different threshold values customized according to devices and protocols in distinguishing
fibrosis stages. Since the diagnostic efficacy of USE is higher than virtual MRE, USE can
be used instead of under development virtual MRE in centers without standard MRE.