Venöz tromboemboli tanısında kombine pulmoner arteriyel MRG ve  indirekt manyetik rezonans venografi tekniğinin tanısal performansı
Diagnostic performance of the combined pulmonary arterial mri and indirect magnetic resonance venography technique in the diagnosis of venous thromboembolism
Yazar: FURKAN KAYA
Danışman: PROF. DR. NEVZAT KARABULUT
Pamukkale Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Radyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2014
Konu: Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Anjiyografi-dijital subtraksiyon = Angiography-digital subtraction ; Manyetik rezonans görüntüleme = Magnetic resonance imaging ; Pulmoner arter = Pulmonary artery ; Pulmoner emboli = Pulmonary embolism ; Radyografi = Radiography ; Teşhis = Diagnosis ; Teşhis-ayırıcı = Diagnosis-differential ; Tromboembolizm = Thromboembolism ; Venöz tromboz = Venous thrombosis

Özet:
Bu çalışmanın amacı, venöz tromboemboli (VTE) tanısında kontrastsız ve kontrastlı kombine pulmoner arteriyel manyetik rezonans görüntüleme (MRG) ve indirekt  manyetik rezonans venografi (MRV) tekniklerinin tanısal performansını belirlemektir.         
Pulmoner emboli şüphesiyle bilgisayarlı tomografi anjiografisi (BTA) çekilen ve ardından 72 saat içinde MRG çekimi yapılan 50 hasta (36 Erkek, 14 Kadın, ortalama yaş 52.42 ± 15.46, aralık 23-83 yaş) çalışmaya dahil edildi. Kombine MRG (pulmoner arteriyel MRG ve MRV) çekimlerinde iki yöntem kullanıldı:  kontrastsız 'steady-state free precession' (SSFP)  (n=50) ve kontrastlı üç boyutlu gradiyent-eko 3B-GRE (n=44). Toplam 50 hastanın 44'üne SSFP ve 3B-GRE sekansları, altı hastaya ise sadece SSFP çekimleri yapıldı. Önce pulmoner arteriyel MRG görüntüleri elde edildikten sonra hasta yerinden kaldırılmadan vücut sarmalı alt ekstremiteye kaydırılarak MRV çekimleri yapıldı. MRV sekansları kontrast madde enjeksiyonundan yaklaşık 4-5 dakika sonra ilave kontrast madde verilmeden ilyak kristalar düzeyinden başlayıp popliteal fossanın yaklaşık 5 cm distalini kapsayacak şekilde ayarlandı. Tüm hastaların (n=50) alt ekstremite Doppler Ultrasonografi (US) incelemesi dördüncü yıl radyoloji asistanı tarafından prospektif olarak raporlandı. BTA, pulmoner arteriyel MRG ve MRV görüntüleri, deneyimli bir radyolog tarafından geriye dönük olarak değerlendirildi. Önce aynı oturumda pulmoner arteriyel MRG ve MRV'de kullanılan tüm sekanslar, en az 30 gün sonra ise BT anjiyografi görüntüleri pulmoner emboli (PE) varlığı açısından değerlendirildi. PE tanısında BTA,  DVT tanısında tüm görüntüleme yöntemleri (Doppler US ve MRV) ve klinik bulguları altın standart kabul edilerek kombine MRG (Pulmoner arteriyel MRG ve MRV) sekanslarının VTE tanısındaki etkinliği, pulmoner BTA ve Doppler US görüntüleme yöntemlerine göre üstünlükleri veya eksikliklerinin olup olmadığı araştırıldı.
        Çalışmaya dahil edilen 50 hastanın 36'sında (%72), BTA'da toplam 280 adet emboli saptandı. Erkek hastaların %75'inde (n=27 ), kadın hastaların ise %64'ünde (n=9) emboli vardı. Hasta bazında emboli saptamada SSFP ve kontrastlı 3B-GRE yöntemlerinin duyarlılıkları sırasıyla %88.9 ve %100 bulundu. 44 hastada, her iki pulmoner arteriyel MRG yöntemi kombine edildiğinde hasta bazında emboli tespitindeki duyarlılık %100 bulundu. Emboli bazında ise, SSFP ve kontrastlı 3B-GRE yöntemlerinin emboli saptamadaki duyarlılıkları sırasıyla %52.5 ve %73 hesaplandı. 44 hastada, her iki pulmoner arteriyel MRG yöntemi kombine edildiğinde emboli bazındaki duyarlılık %74.6 bulundu. Ana ve lober düzeydeki embolileri saptamada SSFP ve kontrastlı 3B-GRE yöntemlerinin duyarlılıkları sırasıyla %68.5 ve %85.7 hesaplandı. Segmental düzeydeki emboli bazında ise SSFP ve kontrastlı 3B-GRE yöntemlerinin duyarlılıkları sırasıyla %39.2 ve %62.1 bulundu. BTA altın standart kabul edilerek, her iki pulmoner arteriyel MRG (SSFP ve kontrastlı 3B-GRE) yönteminin lober pulmoner arterler düzeyindeki tanısal performansı değerlendirildiğinde, en yüksek duyarlılık SSFP sekansında sağ alt lober pulmoner arterde %88.9, kontrastlı 3B-GRE sekansında sol alt lob pulmoner arterde %93.8 olarak saptandı. En düşük duyarlılık ise SSFP sekansında sağ orta lober arterde %26.7,  kontrastlı 3B-GRE sekansında sağ üst lober pulmoner arterde %70 olarak saptandı. 
Tüm görüntüleme yöntemleri (Doppler US ve MRV) ve klinik bulguları değerlendirilerek 37 (%74) hastaya DVT tanısı koyuldu. DVT saptanan hastaların yedi (%14)  tanesinde pulmoner emboli yoktu. Doppler US ile DVT saptanan 34 hastanın 31'i (%91) SSFP sekansında da tespit edildi. SSFP ve Doppler US sonuçlarının hasta bazında uyumu mükemmel düzeyde hesaplandı ( κ=0.82). Doppler US ile 3B-GRE (n=44) görüntüleme yöntemleri karşılaştırıldığında; 31 hastada her iki tetkikte, üç hastada ise sadece 3B-GRE görüntüleme yönteminde DVT saptandı. 3B-GRE ve Doppler US sonuçları hasta bazında mükemmel uyum gösterdi (κ=0.824). Tüm alt ekstremite venöz görüntüleme (Doppler US ve MRV) yöntemleri uygulanan 44 hastada her görüntüleme yönteminde 704 venöz segment incelendi. Doppler US'de 92 (%13), SSFP sekansında 93 (%13.2) ve 3B-GRE sekansında ise 110 (%15.6) venöz segmentte trombüs saptandı. Doppler US ile MRV sekanslarının (SSFP ve 3B-GRE) uyumu trombüs bazında mükemmel düzeyde hesaplandı (sırasıyla κ=0.869, κ=0.896). SSFP ve 3B-GRE MRV sekansları tüm venöz segmentler düzeyinde trombüs bazında karşılaştırıldığında ise 93 segmentte her iki görüntüleme yönteminde trombüs saptanırken; 17 segmentte sadece 3B-GRE sekansında trombüs saptandı. SSFP ve 3B-GRE MRV sekanslarının trombüs bazında uyumu mükemmel düzeyde hesaplandı (κ=0.902). Pelvik venler değerlendirildiğinde Doppler US'de toplam üç (%1.7), SSFP ve 3B-GRE MRV sekanslarında ise sırasıyla 13 (%7.4), 18 (%10.2) segmentte trombüs saptandı. 

         Bu çalışmadaki sonuçlar PE ve DVT tespitinde en duyarlı sekansın kontrastlı 3B-GRE olduğunu göstermektedir. Ancak kontrast gerektirmemesi, kısa sürede ve nefes tutmaksızın da elde edilebilmesi gibi avantajlarından dolayı SSFP sekansı da VTE tanısında kullanılabilir. Ayrıca MRV sekansları özellikle ciddi alt ekstremite ödemi olan veya alçısı olan hastalarda etkin bir tanı metodu olarak kullanılabilir. İndirek kontrastlı 3B –GRE sekansı, Doppler US ve SSFP MRV sekansına göre özellikle pelvik ven trombüslerinde daha iyi tanısal performans göstermektedir. VTE şüphesi bulunan ancak BTA veya Doppler US çekimleri yapılamayan hastalarda,  gadolinyumlu kontrast madde kontrendikasyonu varsa SSFP, yoksa kontrastlı 3B-GRE ve SSFP kombine MRG yönteminin PE ve DVT tanısında iyi bir alternatif olacağını düşünmekteyiz.

Abstract:
This study aimed to determine the diagnostic performance of the combined unenhanced and contrast-enhanced pulmonary arterial MRI and indirect magnetic resonance venography (MRV) technique in the diagnosis of venous thromboembolism by two different MRI methods (unenhanced 'steady-state free precession' [SSFP], and contrast-enhanced 3-D gradient-echo [GRE]).
        Fifty patients (36 male, 14 female; mean age, 52.42 ± 15.46 years; range, 23-83 years) who underwent Computed Tomography Angiography (CTA) for suspected pulmonary embolism (PE) constituted the study population. Patients underwent combined pulmonary and lower extremity MRI, and Doppler sonography within 72 hours after CTA. Combined MRI (pulmonary arterial MRI and MRV) included two techniques: unenhanced balanced steady-state free precession (SSFP) (n=50) and contrast-enhanced three-dimensional gradient-echo (3D-GRE) (n=44). Fourtyfour of the 50 patients underwent SSFP and 3D-GRE sequences whereas six patients underwent only SSFP. After pulmonary arterial MRI, MRV was performed at the same session by moving the body coil to the lower extremities. MRV sequences were initiated 4-5 minutes after contrast agent injection starting from the level of iliac crests to approximately 5 cm below popliteal fossa. Lower extremity color Doppler ultrasound examinations of the fifty patients were prospectively recorded by a four radiologist resident. CTA, pulmonary arterial MRI and MRV images were retrospectively assessed by an experienced radiologist. First, all sequences that were used in pulmonary arterial MRI and MRV were evaluated. CT angiography images were assessed for the presence of pulmonary embolism (PE) after a period of at least 30 days.
        The performance of combined MRI (pulmonary arterial MRI and MRV) sequences in diagnosis of VTE was compared using CTA and lower extremity venous imaging results (color Doppler ultrasound + MRV + clinical findings) as gold standards.
        A total of 280 emboli were detected in 36 (72%) of 50 patients on CTA. Seventy-five percent of male patients (n = 27), and 64% of female patients (n = 9) had PE. Sensitivities for SSFP vs 3D-GRE MR respectively in PE detection were 88.9% vs 100% on a per-patient basis, and 52.5% vs 73% on a per-embolus basis. The emboli-based sensitivity was 74.6% in 44 patients when both of the two pulmonary artery MRI methods were combined. In detecting emboli in the main and lobar arteries, the sensitivity of SSFP and contrast-enhanced 3D-GRE methods were 68.5% and 85.7%, respectively. The sensitivity was lower at segmental PE; 39.2% for SSFP and 62.1% for 3D-GRE. Using CTA as the gold standard, embolus detection sensitivity of SSFP was highest (88.9%) in the lower right lobar pulmonary artery whereas sensitivity of contrast-enhanced 3D-GRE was highest (93.8%) in the left lower lobe pulmonary artery. The lowest sensitivities were found in the right middle lobe pulmonary artery 26.7% for SSFP and 70% in right upper lobe pulmonary artery for contrast-enhanced 3D-GRE.
        Using all imaging methods (Doppler ultrasound and MRV) and clinical findings 37 (74%) patients were diagnosed with DVT. DVT was observed in seven patients (14%) in the absence of pulmonary embolism. Thirty-one (91%) of 34 patients who had diagnosis of DVT by Doppler ultrasound, were also detected by SSFP sequence. There was an excellent agreement between SSFP and Doppler ultrasound results on per patient basis (κ=0.82). In comparison of 3D-GRE (n=44) imaging with Doppler ultrasound, DVT was detected in 31 patients at both tests, whereas DVT three patients was only detected by 3D-GRE imaging. The agreement between 3D-GRE and Doppler ultrasound results on per patient basis was excellent (κ=0.824). Seven hundred four venous segments were examined in 44 patients in whom lower extremity venous imaging was performed using Doppler ultrasound and both MRV techniques. Thrombus was detected in 92 (13%) venous segments by Doppler ultrasound, in 93 (13.2%) venous segments by SSFP, and in 110 (15.6%) venous segments by 3D-GRE. The agreement between Doppler ultrasound and MRV sequences (SSFP and 3D-GRE) per thrombus basis was excellent (κ=0.869, κ=0.896, respectively). Both SSFP and 3D-GRE detected thrombi in 93 segments whereas thrombi in 17 segments were only detected by 3D-GRE. There was an excellent agreement between SSFP and 3D-GRE sequences on per thrombus basis (κ=0.902). When pelvic veins are evaluated, Doppler Ultrasound found thrombi at three (1.7%) segments in total, whereas SSFP and 3D-GRE MRV sequences found thrombi at 13 (7.4%) and 18 (10.2%) segments in total respectively.
        The results of this study show that the most sensitive sequence in PE detection was contrast-enhanced 3D-GRE. However, the SSFP sequence can also be utilized in PE diagnosis in selected patients as it does not require contrast agent.  MRV can be employed as an effective diagnostic method particularly in patients who have severe edema or cast in the lower extremities. Furthermore, indirect contrast-enhanced 3D-GRE sequence shows significantly improved performance compared to Doppler US and SSFP MRV sequence, particularly in cases with pelvic vein thrombosis. We believe that SSFP would be a good alternative in patients with suspected venous thromboembolism if CTA or Doppler ultrasound cannot be performed or there is a contraindication to gadolinium based contrast agents. If the use of gadolinium is safe, combined 3D-GRE and SSFP MRI method would be a good alternative in the diagnosis of PE and DVT.