Lomber disk hernili hastalarda siyatik sinirin us elastografi ile değerlendirilmesi
Evalution of sciatic nerve by us elastography in lomber disc herniated patients
Yazar: UMUT ORKUN ÇELEBİ
Danışman: YRD. DOÇ. VEYSEL BURULDAY
Kırıkkale Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Radyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2017
Konu: Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Elastografi = Elastography ; Herniaria = Herniaria ; Siyatik sinir = Sciatic nerve ; Teşhis = Diagnosis ; Ultrasonografi = Ultrasonography ; İntervertebral disk = Intervertebral disc ; İntervertebral disk deplasmanı = Intervertebral disc displacement

Özet:
Lomber disk hernisi, disk materyalinin (nükleus pulposus veya anulus fibrozis) intervertebral disk aralığı dışına yer değiştirmesidir. Yaşa ve cinsiyete göre değişim gösteren semptomatik lomber disk hernisi prevelansı %1-3 arasındadır. Lomber disk hernisi tanısında en sensitif ve spesifik görüntüleme yöntemi manyetik rezonans görüntüleme (MRG)'dir. Ancak MRG pahalı bir yöntem olup  ulaşılabilirliği sınırlıdır. Kompresyon sonucunda oluşan doku deformasyonunun ölçümüne dayanan Ultrason elastografi (UE) yeni bir sonografik görüntüleme yöntemidir. Bu çalışmanın amacı B-mod sonografi, strain ve shear wave elastografi (SWE) ile foraminal stenozu olan lomber disk hernili hastalarda siyatik sinir özellikleri, elastisitesinin belirlenmesi ve bu hastalarda elastografinin tanısal değerinin belirlenmesidir.
Bu çalışma yerel etik komitesi tarafından onaylandı ve tüm katılımcıların yazılı onamı alındı. Çalışmaya L4-S1 aralığında, foraminal düzeyde tek seviyede ve tek taraflı lomber disk hernisi olan 40 hasta ve yaşa-cinsiyete göre eşleştirilmiş 40 sağlıklı gönüllü dahil edildi. Lomber disk hernisi tanısı MRG ile konuldu. Foraminal stenoz Wildermuth evrelemesi ile sınıflandırıldı. B-mod sonografi ile siyatik sinir çapı belirlendi. Hem hastaların hem de sağlıklı gönüllülerin siyatik sinirleri strain ve SWE ile gluteal bölgeden değerlendirildi.
İstenen bölgenin gerçek zamanlı strain görüntüleri 256 renk haritalı bir ekranda görüntülendi, elde edilen renk kodları; kırmızı (en yumuşak doku), yeşil (orta sertlikte doku) ve mavi (en sert doku) olarak değişim göstermekteydi. SWE ile siyatik sinir sertliği kilopascal cinsinden (kPa) kantitatif olarak değerlendirildi. SWE görüntülerinin Receiver operating characteristic (ROC) eğrileri analiz edilerek SWE'nin tanısal performansı MRG yöntemiyle karşılaştırılarak değerlendirildi.
Yaş ortalaması hastalarda 43.1 ± 12.7 yıl, kontrol grubunda 42.9 ± 10.7 yıldı. Hastaların %50'si kadın, kontrollerin %45'i kadındı. Wildermuth evrelemesine göre hastaların %30'u evre 1, %42.5'i evre 2, %27.5'i evre 3'tü. Hasta ve kontrollerin sağ siyatik sinir çapı (5.8 & 5.9 mm, p=0.494) ve sol siyatik sinir çapları (5.9 & 5.8 mm, p=0.714) benzerdi. Hastaların etkilenen taraf siyatik sinir çapı ile etkilenmeyen taraf siyatik sinir çapı benzerdi (5.8 vs 6.0 mm, p = 0.261). SWE yöntemiyle değerlendirildiğinde, etkilenen taraf siyatik sinir elastisitesi Wildermuth evrelerine göre farklılık göstermiyordu (p=0.225).
Strain elastografide, siyatik sinir hastaların %80'inde mavi veya mavi-yeşil olarak kodlandı. Bu oran kontrol grubunda %7.5'ti. SWE ölçümleri etkilenen tarafta kontrollere kıyasla hem aksiyel (p<0.001) hem de longitudinal (p<0.001) düzlemde daha yüksekti.
SWE sonuçlarının ROC analizlerinde, lomber disk hernisi tanısında en iyi sensitivite ve spesifiteyi veren optimal eşik değer aksiyel kesitlerde 9.5 kPa'ydı (AUC 0.909; 95 % CI 0.847, 0.971). Bu değerin sensitivite, spesifite, pozitif ve negatif prediktif değerleri sırasıyla %75, %98, %96, %79'du. Longitudinal planda, optimal eşik değer 10.5 kPa'ydı (AUC 0.922; 95 % CI 0.859, 0.985). Bu değerin sensitivite, spesifite,  pozitif ve negatif prediktif değerleri sırasıyla %90,  %90,  %89,
%87'ydi.
Siyatik sinir sertliği SWE analizinde, lomber disk hernisi hastalarında kontrollere kıyasla daha yüksekti. Tekrarlanabilirliği yüksek olan shear wave ve strain elastografi diğer görüntüleme yöntemleriyle birlikte, lomber disk hernisi tanısında önemli bir tanısal potansiyele sahiptir.

Anahtar kelimeler: Lomber Disk Hernisi, Foraminal Stenoz, Siyatik Sinir, Strain  elastografi,  Shear Wave elastografi

Abstract:
Herniated lumbar disc is a displacement of disc material composed of nucleus pulposus or annulus fibrosis, beyond the intervertebral disc space. The prevalence of symptomatic herniated lumbar disc is about 1-3%, depending on age and sex. The most sensitive and specific imaging method for the diagnosis of lumbar disc herniation is magnetic resonance imaging (MRI). However, MRI is expensive and  not easily accessible. Sonoelastography is a new sonographic imaging technique which primarily relies on measurement of the level of tissue deformation due to compression. In the present study, patients with foraminal stenosis due to lumbar  disc herniation were evaluated to analyze elasticity features of the sciatic nerve with B-mode sonography, strain and shear wave elastography (SWE) and as a result, diagnostic utility of elastography was evaluated among these patients.
This study was approved by the institutional review board and written informed consent was obtained from all study participants. 40 patients with lumbar disc herniation and 40 healthy volunteers matched by age and sex were included in the study. Lumbar disc herniation diagnosed with MRI. Foraminal stenosis was categorized by Wildermuth staging. The diameter of sciatic nerve were obtained by performing B-mode sonography. The sciatic nerves of both patients and controls were evaluated with strain and SWE in gluteal region.
Real-time strain images were displayed through 256-color mapping according to the degree of displacement for all pixels within the region of interest, with a scale from red (greatest strain), to green (average strain), to blue (no strain, hardest component). Quantitative measurement of sciatic nerve stiffness with SWE was analyzed in kilopascals (kPa).
 
Receiver operating characteristic (ROC) curves for shear-wave elastography images were analyzed to evaluate diagnostic performance and to compare the performances of MRI.
The mean age of the patients was 43.1 ± 12.7 years and 42.9 ± 10.7 years in controls. 50% of the patients were female, 45% of the controls were female. According to Wildermuth staging, 30% of the patients were grade 1, 42.5% were grade 2 and 27.5% were grade 3. The right sciatic nerve diameter (5.8 vs 5.9 mm, p = 0.494) or left sciatic nerve diameter (5.9 vs 5.8 mm, p = 0.714) was similar in both patients and controls. The sciatic nerve diameter of affected side was similar to unaffected side (5.8 vs 6.0 mm, p = 0.261) in patients. The sciatic nerve elasticity of affected side in SWE was similar according to the wildermuth staging (p = 0.225).
In strain elastography, the sciatic nerve was blue or blue-green color codes in 80% of patients, this rate was 7.5% in controls. The SWE measurements were significantly higher in the affected side compare to control group in both axial (p<0,001) and longitudinal plane (p<0,001).
On ROC analysis, optimal cut-off value, yielding the maximal sum of sensitivity and specificity, in SWE for determining the diagnosis of lumbar disc herniation was 9.5 kPa (AUC 0.909; 95 % CI 0.847, 0.971) in axial plane, and its sensitivity, specificity, positive and negative predictive values were 75 %,  98 %, 96 % and 79 %, respectively. The optimal cut off point was 10.5 kPa in longitudinal plane (AUC 0.922; 95 % CI 0.859, 0.985) and the sensitivity, specificity, positive  and negative predictive values of shear-wave elastography were 90 %, 90 %, 89 % and  87 % respectively.
The sciatic nerve stiffnessis notably high at SWE in patients with lumbar disc herniation compare to controls. Shear wave and strain elastography, with its high reproducibility, could become a useful tool in the diagnosis of lumbar disc herniation in conjunction with other imaging investigations.



Key words: Lumbar Disc Herniation, Foraminal Stenosis, Sciatic Nerve, Strain elastography,  Shear Wave elastography