Femur başı avasküler nekrozunda hiperbarik oksijen tedavisi öncesi ve sonrasında diffüzyon ağırlıklı görüntüleme ve klinik iyileşmenin değerlendirilmesi
Diffusion  MRI imagination and evaluation of clinical impact before and after hyperbaric oxygen therapy in femoral head avascular necrosis
Yazar: MÜZEYYEN KALKAN
Danışman: UZMAN ALİ KOÇ
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Kayseri Eğitim ve Araştırma Hastanesi / Radyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2018
Konu: Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Ağrı ölçümü = Pain measurement ; Difüzyon katsayısı = Diffusion coefficient ; Difüzyon manyetik rezonans görüntüleme = Diffusion magnetic resonance imaging ; Femur başı = Femur head ; Hiperbarik oksijenasyon = Hyperbaric oxygenation ; Kalça = Hip ; Manyetik rezonans görüntüleme = Magnetic resonance imaging ; Nekroz = Necrosis ; Tedavi = Treatment

Özet:
Giriş ve Amaç: Femur başı avasküler nekrozu (FBAN) özellikle genç bireyleri etkileyen ciddi ağrı ve fonksiyon kaybıyla giden bir hastalıktır. Tedavide ana amaç femur başının şekil bozukluğunu önlemek ve dejeneratif süreci geciktirmektir. Bu sayede total kalça artroplastisi (TKA) gecikmekte ve morbiditeyi azaltmaktadır. Erken evre FBAN'de direk grafinin normal olması tanıyı ekarte ettirmemektedir. Sintigrafi tetkiki erken FBAN'de önemli bilgiler vermekle birlikte sensifitesinin yüksek spesifitesinin düşük olması ve çok küçük lezyonların gözden kaçabilmesi nedeniyle magnetik rezonans görüntüleme (MRG) tetkiki FBAN tanısında altın standart olarak kullanılmaktadır. Difüzyon MRG, konvansiyonel MRG dışındaki mekanizmalar kullanarak dokuların mikroskopik düzeyde incelendiği bir yöntemdir. En sık kullanım alanı santral sinir sistemi olmakla birlikte bir çok hastalığın tanısında kullanılmaya başlanmıştır. Tedavide cerrahiye alternatif tedavi yöntemleri araştırılmaktadır. Bunlardan birisi de Hiperbarik oksijen tedavisi (HBOT) dir. Biz bu çalışmamızda difüzyon MRG'nin femur başı avasküler nekrozlu hastalarda tanı, evreleme ve HBOT sonrası takibine katkılarını göstermeyi amaçladık. Ayrıca Hiperbarik oksijen tedavisi sonrası klinik iyileşmesyi ve Difüzyon MRG ile bu iyileşmenin korelasyonunu değerlendirmek istedik.
Gereç ve Yöntem: Bu çalışma Sağlık Bilimleri Üniversitesi Kayseri Şehir hastanesi Radyoloji Kliniği'nde Kasım 2016 – Nisan 2018 tarihleri arasında gerçekleştirildi. Hastanemiz Hiperbarik Oksijen Tedavisi Ünitesine avasküler nekroz ön tanısı ile başvuran hastalara tedavi öncesi ve tedaviden 3 ay sonra rutin kalça MRG protokolüne ek Difüzyon Ağırlılı Görüntüler (DAG) alındı. Hastalar faz dizilimli sargı kullanılarak 1,5 T süper iletken MR sistemi (Signa Excite II, GE Medical Systems, Milwaukee, USA) kullanılarak incelendi. Tüm görüntüler kontrastsız elde olundu. ADC(Apparent diffusion coefficien) haritaları aksiyel imajdan Advantage workstation, release 4.1; GE Medical Systems yazılımı kullanılarak otomatik olarak hazırlandı. ROI' nin şekli önemsenmeksizin nekroz alanını kapsayacak şekilde ölçüm yapıldı. Kontrol grubunda ADC ölçümü 31 femur başından 1 cm' lik ROI yerleştirilerek yapıldı. Toplamda 19 hasta 31 AVN' li femur başı çalışmaya dahil edildi. Tüm hastalara 30 seans HBOT uygulandı. Tedavi öncesinde ve sonrasında hastalara Vizüel Analog Skala (VAS) değerlendirme formu ve Harris'in Kalça skoru formu uygulandı.
İstatistiksel analizde IBM SPSS 23.0 Trial versiyon analiz paket programı kullanıldı. 
Bulgular: 19 hasta toplam 31 FBAN'lı kalça çalışmaya dahil edildi. 19 hastanın 11'i erkek, 8'i kadındı. 12 hastada bilateral tutulum vardı. Etyolojide 1 hastada femur boyun kırığı, 13 hastada steroid kullanımı varken 5 hasta idiopatikti. Olgular ARCO sınıflamasına göre 4 evreye ayrıldı. 2'si evre 1, 16'sı evre 2, 6'sı evre 3 ve 7'si evre 4'tü. FBAN'un  tedavi öncesi ADC değeri 1713,87 iken tedavi sonrası ADC değeri 1651,71'di. ADC değerinde hafif düşüş izlenirken anlamlı değildi. Kontrol grubu ADC değeri 232,96 idi. FBAN'lı kalçalrın ADC değeri kontrol grubuna kıyasla anlamlı artış göstermekteydi. 
Tedavi öncesi evre 1, 2 ,3, 4 te ADC ölçümü sırasıyla 1571 ±417, 1633±388, 1748±230, 1907±254 idi. Evre arttıkça ADC ölçümlerinin hafif arttığı görüldü. ADC değerleri tüm evreler de birbirleriyle tek tek kıyaslandı. Evre 1 ve evre 4 arasında ve evre 2 ile evre 4 arasında istatistiksel olarak anlamlı fark saptandı. Diğer evreler arasında anlamlı fark saptanmadı. Tedavi sonrası ADC ölçümü sırasıyla 1630±451, 1593±390, 1727±172, 1729±322 di. Tedavi sonrası Evre 1 olan hastalarda ADC değeri hafif artmışken; evre 2, evre 3 ve evre 4 te hafif azalmıştır. Ancak istatistiksel olarak anlamlı değildir. 
31 kalçadan  nekroz alanları koronal planda tek tek ölçülmüştür. 30 lezyonda nekroz alanında değişiklik saptanmamışken, 1 lezyonda  nekroz alanının arttığı saptanmıştır.
31 kalçada tedavi öncesi VAS ortalaması (VAS 1) 5,81 iken tedavi sonrasında VAS ortalaması (VAS 2) 3,61 dir. Harrisin Kalça skoru (HKS) tedavi öncesinde 53,87 iken tedavi sonrasında 67,6 dır. Her iki değerlendirmede istatistiksel olarak anlamlıdır. 
Sonuç: FBAN'da ADC değerleri kontrol grubuna göre anlamlı artış göstermektedir. Evre arttıkça ADC değerinde hafif artış görülmekte evre 4 ile erken evre AVN arasında istatistiksel olarak anlamlı fark saptanmıştır. HBOT sonrası ADC değerlerinde düşüş saptanmakla beraber istatistiksel olarak anlamlı değildir. 1 kalça hariç tüm olgularda tedavi sonrası nekroz alanında değişim saptanmamıştır. Tedavi sonrasındaki VAS ve HKS'de anlamlı iyileşme saptanmıştır.

Anahtar kelimeler: Femur başı avasküler nekrozu, HBOT, ADC haritası, MRG

Abstract:
Intraduction and Purpose: Avascular necrosis of the femoral head (ANFH) especially affects the younger patients and causes serious pain and loss of function. Primary aim of the therapy is to prevent deformities of the femoral head and delay the degenerative process. In this view, total hip arthroplasty (THA) can be delayed and morbidity is reduced. Normal direct graphy at the early stage  does not rule out the disease. Because of the high sensitivity and low specifity of the scintigraphy and tiny lesions can be overlooked, Magnetic resonance imaging (MRI) is used as a gold standard modality in the diagnosis of ANFH. Diffusion MRI (dMRI) is a method in which tissues are examined microscopically using mechanisms other than conventional MRI. Although dMRI is most commonly used for the central nervous system, it is being used for diagnosis of many diseases. New treatment methods are being investigated which can be alternative to the surgery. One of them is hyperbaric oxygen therapy (HBOT). In this study, we aim to show the contributions of diagnosis, staging, and post-HBOT follow-up in patients with ANFH with using dMRI that is added to the routine MRI protocol. We have also evaluated the clinical improvement of patients after  HBOT and made correlations of this improvement with dMRI.
Materials and Methods: This study was conducted between November 2016-April 2018 at the Radiology Department of Kayseri State Hospital, Health Sciences University. Patients admitted to HBOT unit with a diagnosis of ANFH were included in the study. MRI exams included routine hip protocol and diffusion images were obtained before treatment and 3 months after treatment. Patients were investigated with 1.5 T superconducting MR system (Signa Excite II, GE Medical Systems, Milwaukee, USA). MRI exams were performed without contrast agent. ADC maps were prepared automatically from axial images with using Advantage workstation, release 4.1; GE Medical Systems software. 
Measurements were made to cover the area of necrosis without regard to the shape of the ROI(Return on invesment). In the control group, ADC measurements were made by placing 1 cm ROI from 31 femoral heads. A total of 19 patients with 31 AVNs were included in the study. HBOT was applied to all patients for 30 sessions. Pre and post-treatment visual analog scale (VAS) evaluation form and Harris's Hip Score (HHS) form were applied to all patients. IBM SPSS 23.0 Trial version analysis package program was used for statistical analysis.
Findings: A total of 19 patients with 31 ANFH hip were included in the study. Eleven of the 19 patients were male and 8 were female. There were bilateral involvement in 12 patients. At etiology, one patient had femur neck fracture, 13 patients had a history of steroid use, and 5 patients were idiopathic. The cases were divided into 4 stages according to ARCO classification. Two of 31 hips were stage 1, 16 were stage 2, 6 were stage 3 and 7 were stage 4. Pre-treatment ADC value of the ANFH cases was 1713.87, while the post-treatment ADC value was 1651.71. There was a slight decrease in ADC values, but it was not significant. Mean ADC value of the control group was 232,96. There was a significant increase of the ADC value in FHAN cases compared to the control group. Pre-treatment ADC measurements of the stages 1,2,3,4 were 1571 ± 417, 1633 ± 388, 1748 ± 230, 1907 ± 254, respectively. As the stage increased, the ADC measurements showed a slight increase. ADC values are compared one by one in all stages. There was a statistically significant difference between stage 1 and stage 4 and between stage 2 and stage 4. No significant difference was found between the other phases. The ADC measurements after treatment were as 1630 ± 451, 1593 ± 390, 1727 ± 172, 1729 ± 322. The ADC value was found slightly increased in patients with stage 1, while there was a mild decrease in stages 2, 3 and 4, and there was no statistical significance. Necrosis areas of 31 hips were measured individually on the coronal plane. There was no change in the necrosis area in 30 cases while it was increased in one patient. In 31 cases, mean values of VAS 1 and VAS 2 were 5.81 and 3.61, respectively. The value of HHS was 53.87 before treatment and, 67.6 after treatment. Both evaluations were found statistically significant.
Conclusion: ADC values were significantly increased in ANFH cases compared to the control group. ADC values were slightly increased as the stage of the disease increased, and there was a statistically significant difference between the stages I and IV. The decrement of ADC values after HBOT was found and not significant. In all cases out of one, there was no difference in the necrosis area after the treatment. Significant improvement of VAS and HHS was observed after treatment.

Keywords: Apparent Diffusion Coefficient mapping, avascular necrosis of the femoral head, hyperbaric oxygen theraphy, Magnetic Resonance Imaging