CT-Perfusion der Hand: Detektion und quantitative Analyse von entzündlichen und strukturellen Veränderungen im Vergleich zur MRT

Abstract

Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist ein etabliertes Verfahren in der Arthritisdiagnostik. Entzündliche Veränderungen können dargestellt und mittels dynamischer kontrastverstärkter MRT (DCE-MRT) auch quantitativ bewertet werden. Bei der differenzierten Bewertung von strukturellen Veränderungen im Rahmen der rheumatoiden Arthritis besitzt die MRT jedoch eine geringe Spezifität. Dagegen zeigt die Computertomographie (CT) deutliche Vorteile bei der Detektion von knöchernen Läsionen. Die Durchführbarkeit der CT in der Detektion von entzündlichen Veränderungen ist daher Gegenstand der aktuellen Forschung. Zielsetzung: Ziel dieser Arbeit war es den diagnostischen Stellenwert der kontrastverstärkten CT in der Arthritisbildgebung zu untersuchen. Die Durchführbarkeit der CT-Subtraktion wurde in der Detektion von entzündlichen Veränderungen evaluiert und mittels quantitativer Analyse der Perfusion in der dynamischen kontrastverstärkten CT (DCE-CT) und DCE-MRT nachgewiesen. Ein Teilaspekt der Auswertung war die suszeptibilitätsgewichtete Sequenz (SWI) für die Erosiondetektion. Methoden: 37 Patienten mit Verdacht oder gesicherter rheumatoiden Arthritis der Hand wurden prospektiv in der kontrastverstärkten ultra-niedrigdosierten CT und MRT untersucht. Aus den gewonnenen CT-Bilddaten wurde zur Darstellung von Synovialitis und Tenosynovialitis die CT-Subtraktion berechnet und mit der MRT als Referenz verglichen. Durch Berechnung der Perfusionsparameter aus der DCE-CT und DCE-MRT wurde die Perfusion quantitativ zwischen den beiden Modalitäten verglichen. Das MRT-Protokoll beinhaltete zusätzlich zum Standardprotokoll eine SWI Sequenz. Die Bewertung der Erosion, Synovialitis und Tenosynovialitis fand durch drei Bewerter nach den etablierten Rheumatoid Arthritis Magnetic Resonance Scores (RAMRIS) Kriterien statt. Ergebnisse: Die CT-Subtraktion erzielte in der Detektion von Synovialitis eine Spezifität von 88%. Es wurde eine gute Korrelation zwischen der CT-Subtraktion und der MRT gezeigt (Pearson’s r = 0,94). Zusätzlich waren die Perfusionsparameter in beiden Modalitäten vergleichbar. Mittels DCE-CT konnte zudem die Entzündungsaktivität differenziert werden. Die SWI führte zu einer verbesserten Darstellbarkeit von Erosionen im Vergleich oder in Ergänzung zu herkömmlichen Sequenzen. Schlussfolgerung: Die CT-Perfusion stellt in der Arthritisbildgebung eine neue Modalität dar, die mit einer hohen Sicherheit entzündliche Veränderungen an Gelenken, sowie an Sehnenscheiden abbilden kann und ebenso auf quantitativer Ebene mit der DCE-MRT vergleichbare Perfusionsanalyse liefert. Zusätzlich ist sie als Goldstandard in der Detektion von knöchernen Läsionen bisher nicht zu übertreffen.

Magnetic resonance imaging (MRI) is an established imaging modality in the field of arthritis imaging. Inflammatory lesions can be detected and also quantitatively assessed using dynamic contrast-enhanced MRI (DCE-MRI). However, MRI has a low specificity in the differentiated assessment of structural changes in the context of rheumatoid arthritis. In contrast, computed tomography (CT) shows obvious advantages in the detection of bony lesions. The feasibility of CT in the detection of inflammatory lesions is therefore the subject of current research. Objective: The aim of this work was to investigate the diagnostic importance of contrastenhanced CT in arthritis imaging. The feasibility of CT-subtraction in the detection of inflammatory lesions was evaluated and demonstrated by quantitative analysis of the perfusion using dynamic contrast-enhanced CT (DCE-CT) and DCE-MRI. A partial aspect was to evaluate the use of the susceptibility-weighted imaging sequence (SWI) in erosion detection. Methods: 37 patients with suspected or proven diagnosis of rheumatoid arthritis of the hand prospectively underwent contrast-enhanced ultra-low-dose CT and MRI. CTsubtraction was calculated from the obtained CT image data to represent synovitis and tenosynovitis and compared with MRI as a reference. By assessing the perfusion parameters using DCE-CT and DCE-MRI, the perfusion was compared quantitatively between these two modalities. In addition to standard protocol, the MRI protocol included the SWI sequence. The evaluation of erosion, synovitis and tenosynovitis was performed by three readers according to the established Rheumatoid Arthritis Magnetic Resonance Scores (RAMRIS) criteria. Results: CT-subtraction performed with a specificity of 88% in detection of synovitis. There was shown a good correlation between CT-subtraction and MRI (Pearson’s r = 0,94). In addition, the perfusion parameters were comparable in both modalities. Inflammatory activity was also differentiated using DCE-CT. The SWI let to an improved detection of erosions compared to or in addition to conventional sequences. Conclusion: CT-perfusion represents a new modality in arthritis imaging, which can detect inflammation of the joints and tendons with a high degree of certainty and also provides a quantitative perfusion analysis comparable to that of DCE-MRI. In addition, CT has so far not been surpassed as the gold standard in the detection of bony lesions.