Kronik bel ağrısı olan olgularda multifidus kasının shear-wave elastografi ve zıt faz MRG  tekniği ile değerlendirilmesi
Evaluation of multifidus muscle by shear-wave elastography and opposed phase MRI technique in patients with chronic back pain
Yazar: FATİH KIRÇIN
Danışman: PROF. DR. BAHAR YANİK KEYİK
Balıkesir Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Radyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2021
Konu: Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Ağrı = Pain ; Bel ağrısı = Back pain ; Elastografi = Elastography ; Kaslar = Muscles ; Kronik ağrı = Chronic pain ; Manyetik rezonans görüntüleme = Magnetic resonance imaging ; Ultrasonografi = Ultrasonography

Özet:
Amaç: Kronik bel ağrılı olguların lomber multifidus kasları sertliği ve yağlanma düzeylerinin çeşitli yöntemlerle araştırıldığı ve yağlanmanın bel ağrısı ile ilişkilendirildiği bilinmektedir. Ayrıca kasın yağlanması ve sertliğinin tedavi planlamasını yönlendirici bir unsur olması sebebiyle doğrulukla ortaya konulması önem arz etmektedir. Bu amaçla kas yağlanmasının ortaya konmasında manyetik rezonans görüntüleme (MRG) incelemesinde zıt faz tekniği, spektroskopi gibi metotlar kullanılan çalışmalar bulunmaktadır. Kasın sertliğinin ortaya konmasında ise sonoelastografinin kullanıldığı çalışmalar vardır. Bilindiği gibi strain elastografi (SE) ve shear-wave elastografi (SWE) gibi sonoelastografi teknikleri ile yağlı dokularda normal dokulara oranla genel olarak daha düşük yani yumuşak elastografi değerleri elde edilmektedir. Bununla uyumlu olarak literatürde yağlanmış olan bir kas dokusunun daha yumuşak olabileceğine dair çalışmalar bulunmaktadır. Ancak bildiğimiz kadarıyla literatürde multifidus kaslarının yağlanma derecesi ve aynı zamanda sertlik derecesini değerlendiren ve bunlar arasındaki ilişkiyi ortaya koyan yeterli sayıda çalışma bulunmamaktadır.  
Bu çalışmamızda kronik bel ağrısı olan olguların multifidus kaslarının zıt faz MRG tekniği ile yağlanma derecesini ve SWE tekniği ile sertlik derecesini ortaya koymak ve iki farklı bölgeden yapılan MRG ile sonoelastografi ölçümleri arasında kronik bel ağrılı hastalar ve sağlıklı bireyler arasında ilişki olup olmadığını araştırmak amaçlanmıştır. Böylece görece daha pratik bir metot olan SWE ile multifidus yağlanması hakkında fikir sahibi olunup olunamayacağı ortaya konmak istenmiştir.
Gereç ve Yöntem: Çalışmamızda 10.2020-04.2021 tarihleri arasında, radyoloji kliniğine lomber bölgeye veya lomber bölgeyi de içerisine alacak daha geniş anatomik bölgelere yönelik MRG tetkiki için başvuran 18-60 yaş arası bireyler prospektif olarak değerlendirildi. Sırt bölgesinde 12.kot ile inferior gluteal katlantı seviyeleri arasında kalan bölgede tariflenen ağrı, rahatsızlık veya sertlik belirtileri bel ağrısı olarak kabul edilerek; 3 aydan uzun süredir bu şikayetlere sahip olgular kronik bel ağrılı olarak, bu şikayetlere sahip olmayan olgular sağlıklı olarak tanımlanarak iki grup oluşturuldu. MRG tetkiklerinde santral kanal stenozu, kök basısı, ileri evre osteodejeneratif değişiklik, enfeksiyon veya malignite bulguları olan olgular ve öyküsünde geçirilmiş spinal cerrahi, bel ağrısı dışında herhangi bir ortopedik rahatsızlık, nörolojik, solunumsal, kardiyovasküler veya neoplastik hastalığı bulunan olgular, gebe olgular çalışmaya dahil edilmedi.
Olguların lomber multifidus kaslarına yönelik zıt faz MRG tetkiki uygulandı. MRG tetkikinin ardından, kriterlere uyan gönüllülerin lomber multifidus kasları sertliği SWE ile değerlendirildi. SWE tetkikleri L2-3 ve L4-5 seviyelerinde gerçekleştirildi. ROI (region of interest; ilgi bölgesi) multifidus kası içerisinde yerleştirildi. MRG'de bir zıt faz tekniği olan multi-point DIXON (mDIXON) sekansı görüntüleri üzerinden sinyal intensite indeks (SII) ve sinyal intensite baskılama oranı (signal intensity supression ratio-SISR) hesaplandı. Dairesel ROI L2-3 ve L4-5 düzeylerinde elastografik değerlendirmenin gerçekleştirildiği tarafta, multifidus kasını kapsayacak biçimde konumlandırıldı.
İstatistiksel analizde; multifidus kasları L2-3 ve L4-5 düzeylerinde SII, SISR değerleri ve shear-wave hızları (SWV) arasındaki korelasyon ilişkileri, değişkenler normal dağılım gösterdiğinden Pearson testi ile analiz edildi. Ayrıca L2-3 ve L4-5 seviyelerinde SII ve SISR değerleri ve bu düzeylerde SWV değerleri, bel ağrısı olup olmaması durumlarına göre student t testi kullanılarak karşılaştırıldı. Çok değişkenli lineer regresyon modeli kullanılarak farklı prediktörlerin L2-3 düzeyindeki SWV değeri üzerindeki bağımsız etkileri incelendi.
Arşivleme sistemi olarak hastanemizde mevcut PACS yazılımı kullanılmış olup veri analizi IBM SPSS Statistics Base 22 programı ile yapıldı. Çalışmamız Balıkesir Üniversitesi Tıp Fakültesi Klinik Araştırmalar Etik Kurulu tarafından onaylandı. 

Bulgular: Kronik bel ağrılı olgularda L2-3 düzeyinde; SWV ile SII arasında anlamlı (p=0,026) orta derecede negatif korelasyon (r=-0,319); SWV ile SISR arasında anlamlı (p=0,018) orta derecede pozitif korelasyon (r=0,336); SII ile SISR arasında anlamlı (p=0,001) orta derecede negatif korelasyon (r=-0,452) izlenmiştir. L4-5 düzeyinde ise SWV, SII ve SISR arasındaki korelasyon ilişkilerinin istatistiksel olarak anlamlı olmadığı (p>0,05) tespit edildi. Ayrıca L2-3 ve L4-5 düzeylerinde, kronik bel ağrılı grupla sağlıklı grubun SWV, SII ve SISR ortalama değerleri arasında istatistiksel olarak anlamlı farklılık tespit edilmedi (p>0,05). Ancak bel ağrılı grupta sağlıklı gruba göre, L2-3 seviyesinde SII ortalama değerinin hafif daha yüksek, SISR ve SWV ortalama değerlerinin ise hafif daha düşük olduğu görüldü.  
Sonuç: L2-3 seviyesinden yapılan ölçümlerde MRG'de tespit ettiğimiz multifidus kası yağlanması bulguları ile uyumlu olarak sonoelastografi incelemesi ile de kasların daha yumuşak olduğunu gösteren veriler elde edilmiştir. Yani bu düzeyde SWE kastaki yağlanmaya işaret edebilecek bir metot olarak kullanılabilmesi açısından umut verici olabilir. Ancak L4-5 düzeyinden yapılan ölçümlerde böyle bir ilişki bulunamamıştır. Bunun nedeninin kronik bel ağrılı olgularda fibrozis gibi eşlikçi dejeneratif bulguların L4-5 düzeyinde daha proksimaldeki bel bölgelerine göre daha belirgin görülmesi olabileceği düşünülmüştür. Konunun doğru ve etkili bir biçimde değerlendirilebilmesi için daha geniş serili çalışmalara ihtiyaç vardır.

Abstract:
Purpose: It is known that lumbar multifidus muscle stiffness and fatty infiltration levels of patients with chronic low back pain have been investigated by various methods and that fatty infiltration is associated with low back pain. In addition, since the fatty infiltration and stiffness of the muscle is a guiding factor in the treatment planning, it is important to reveal it accurately. For this purpose, there are studies using methods such as opposed phase technique and spectroscopy in magnetic resonance imaging (MRI) examination to reveal muscle fatty infiltration. There are studies in which sonoelastographic evaluation techniques like strain elastography (SE) and shear-wave elastography (SWE) are used to reveal the stiffness of the muscle. As it is known, in studies performed with sonoelastography, fatty tissues are generally lower, that is, softer elastographic values than normal tissues. There are studies which show that a fatty infiltrated muscle tissue could be softer. To the best of our knowledge, in literature, however, there is no study that evaluates the degree of fatty infiltration of the multifidus muscles as well as the degree of stiffness and reveals the relationship between them.
In this study, it was aimed to reveal the degree of fatty infiltration of the multifidus muscles with the opposed phase MRI technique and the degree of stiffness with the sonoelastography technique in patients with chronic low back pain, and to investigate whether there is a relationship between the patients with chronic low back pain and healthy individuals between MRI and sonoelastography measurements from two different regions . Thus, it is aimed to reveal whether it is possible to have an idea about multifidus fatty infiltration with SWE, which is a relatively more practical method.
Materials and Methods: In our study, between 10.2020-04.2021, individuals between the ages of 18-60 years, who sent for investigation for lumbar region or for a larger anatomical region which also includes lumbar region to our radiology department, evaluated prospectively. Pain, discomfort or stiffness symptoms described in the area between the 12th rib and the inferior gluteal fold levels in the back region are accepted as low back pain; cases with these complaints for more than 3 months were defined as chronic low back pain, and cases without these complaints were defined as healthy. Cases with central canal stenosis, root compression, advanced osteodegenerative changes, infection or malignancy findings in MRI examinations, and cases with a history of spinal surgery, any orthopedic disorder other than low back pain, cases with neurological, respiratory, cardiovascular or neoplastic diseases, pregnant cases were not included in the groups.
Opposed phase MRI was performed for the lumbar multifidus muscles of the cases. After MRI examination, lumbar multifidus muscle stiffness of the volunteers who met the criteria was evaluated with SWE. SWE examinations were performed at L2-3 and L4-5 levels. ROI (region of interest) was placed within the multifidus muscle. Signal intensity index (SII) and signal intensity suppression ratio (SISR) were calculated from multi-point DIXON (mDIXON) sequence images, which is a opposed phase technique in MRI. The circular ROI was positioned at the L2-3 and L4-5 levels to cover the multifidus muscle on the elastographic evaluation side.
In statistical analysis; SII, SISR and shear-wave velocity (SWV) values of multifidus muscle were evaluated by Pearson test to investigate correlation at L2-3 and L4-5 levels. According to the presence of low back pain, SII, SISR and SWV values at L2-3 and L4-5 levels were compared using the student's t test. Using a multivariate linear regression model, the independent effects of different predictors on the SWV value at the L2-3 level were examined.
PACS software available in our hospital was used as the archiving system, and data analysis was performed with IBM SPSS Statistics Base 22 program. Our study was approved by the Balikesir University Faculty of Medicine Clinical Research Ethics Committee.
Results: At L2-3 level of patients with chronic low back pain; SWV and SII values were significantly (p=0.026) and moderately negative correlated (r = - 0.319); significant (p=0.018) moderate positive correlation (r=0.336) between SWV and SISR was observed; a significant (p=0.001) moderate negative correlation (r=-0.452) was detected between SII and SISR. At L4-5 level, correlations between SWV, SII and SISR were found to be insignificant (p>0.05). In addition, no statistically significant difference was found between the mean SWV, SII and SISR values of the chronic low back pain group and the healthy group at L2-3 and L4-5 levels (p>0.05). However, the mean value of SII at L2-3 level was slightly higher, and the mean SISR and SWE values were slightly lower in the group with low back pain compared to the healthy group. 
Conclusion: According to measurements which obtained from L2-3 intervertebral level, it seems that fatty infiltration of multifidus muscle which is delinated via MRI, is consistent with muscle softening findings derived from sonoelastography. In other words, elastography at this level may be promising in terms of being used as a method to indicate muscle fatty infiltration. However, no such relationship was found by the measurements made at the L4-5 level. It was thought that the reason for this might be accompanying findings such as fibrosis in patients with chronic low back pain that are more pronounced at the L4-5 level than in more proximal low back regions. In order to evaluate the subject accurately and effectively, studies with larger series are needed.