Multiple skleroz tanılı hastalarda aktif lezyon saptamada rutin görüntüleme protokolü ile üç boyutlu kontrastlı FLAIR ve üç boyutlu T1 siyah kan sekanslarının tanısal performanslarının karşılaştırılması

Abstract

Amaç: Multipl skleroz (MS), dünya genelinde yaklaşık 2,8 milyon kişiyi etkilediği düşünülen demiyelinizan, otoimmün, nörodejeneratif santral sinir sistemi (SSS) hastalığıdır. Kontrastlı Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) standart klinik protokollerinde üç boyutlu (3D) T1- ağırlıklı(T1A) Magnetization Prepared Rapid Acquisition Gradient Echo (MPRAGE) sekansı sıklıkla uygulanmaktadır. Standart protokoller MS seyrinde sınırlı tahmin gücüne sahiptir. Klinik izole sendromlu (KİS) hastalarda görüntülemede tanısal performans artışı ve buna bağlı erken tanı uzun vadede tedavi değerlendirmesi açısından faydalı olabilir. Bu çalışmanın amacı, relapslar ve remisyonlarla seyreden tip (RRMS) multiple skleroz hastalarında akut atakta aktif MS lezyonlarının tespiti için üç boyutlu T1 MPRAGE ile üç boyutlu T1 ağırlıklı siyah kan ve üç boyutlu kontrastlı Fluid Attenuated Inversion Recovery (FLAIR) sekanslarının tanısal performanslarının karşılaştırılmasıdır. Gereç ve Yöntem: Çalışmamız Afyonkarahisar Sağlık Bilimleri Üniversitesi Hastanesi'nde tek merkezli ve prospektif olarak yapılmıştır. Çalışmada Ağustos 2024- Nisan 2025 tarihleri arasında Nöroloji polikliniğine başvuran RRMS tanısı ile takip edilen, 18 yaş üstü, akut atak düşünülen hastalar prospektif olarak taranarak PACS (Picture Archiving and Communication Systems) üzerinden görüntüleri incelendi. Belirtilen tarih aralığında, uygun yaş aralığı içinde ve dahil edilme kriterlerine sahip 48 hastada tanısal performansın kantitatif analizi için SNR (Signal to Noise Ratio) ve CNR (Contrast to Noise Raatio) hesaplamaları ile lezyon boyutu, kontrastlanma paterni, lezyon lokalizasyonu, aktif lezyon ROI (Region of Interest), normal görünümlü beyaz cevher ROI, arka plan gürültü ROI parametrelerinin ölçümleri yapıldı. İstatistiksel analiz için SPSS 26.0 programı kullanıldı. Bland Altman analizleri, Friedman ve Wilcoxon Signed Ranks testleri, Spearman korelasyon analizleri, Ki-kare hesaplamaları yapıldı ve p<0.05 anlamlı kabul edildi. Bulgular: Çalışmaya katılan kadınların yaş ortalaması 30.64 ± 9.25 yıl iken, erkek katılımcıların yaş ortalaması 38.00 ± 9.38 yıl olarak hesaplanmıştır. Farklı protokollerdeki aynı ölçüm türleri arasındaki uyumu değerlendirmek için yapılan Bland-Altman analizlerinde ölçümlerin büyük bir kısmının %95 güven aralığı içerisinde kaldığı gözlenmiştir. Lezyon yerleşimi ve kontrastlanma paterni arasında anlamlı ilişki saptanmadı. Çalışmamızda 4 tip kontrastlanma paterni tanımlanmış olup en sık nodüler (%45.8) ve açık halka (open ring) (%35.4) paternleri gözlemlenmiştir. Periferal (halka benzeri) kontrastlanma (%16.7) daha az sıklıkta olup, heterojen (%2.1) kontrastlanma en az görülen patern olarak belirlenmiştir. Çalışmamızda incelenen üç farklı görüntüleme protokolü arasında AL (Aktif lezyon) ROI, NGBC (Normal görünümlü beyaz cevher) ROI ve SNR değerleri açısından anlamlı farklılık bulundu (p <0.001). T1 BB protokolü en iyi kontrast-gürültü oranını sağlamakta olup T1 MPRAGE ve FLAIR CE arasında belirgin bir fark saptanmamıştır (p = 0.083). SNR ve CNR arasında tüm protokollerde çok güçlü pozitif korelasyon izlenmiştir.AL ROI üç protokolde de CNR ve SNR ile güçlü pozitif korelasyon göstermektedir. APG (Arka palan gürültü) ROI ile SNR ve CNR değerleri arasında ise negatif korelasyon izlenmiştir. Sonuç: SNR ve CNR açısından üç boyutlu T1 BB protokolümüz en başarılı protokol olarak değerlendirilmiştir. Ancak değerlendirmenin tek gözlemci tarafından az sayıda hasta üzerinde ve tek merkezli yapılması kısıtlılıkları arasındadır. Konu ile ilgili geniş örneklem büyüklüğü ile çok merkezli çalışmalara ihtiyaç vardır.

Background and purpose: Multiple sclerosis (MS) is a demyelinating, autoimmune, neurodegenerative central nervous system (CNS) disease that is estimated to affect approximately 2.8 million people worldwide. In standard clinical protocols, contrast-enhanced MRI frequently uses the three-dimensional (3D) T1-weighted (T1W) MPRAGE sequence. Standard protocols have limited predictive power in the course of MS. Increased diagnostic performance in imaging of patients with clinically isolated syndrome (CIS) and consequently early diagnosis may be beneficial in long-term treatment evaluation. The aim of this study is to compare the diagnostic performances of three-dimensional T1 MPRAGE, three-dimensional T1-weighted black-blood, and three-dimensional contrast-enhanced FLAIR sequences for the detection of active MS lesions during acute attacks in patients with relapsing-remitting multiple sclerosis (RRMS). Materials and Methods: This single-center, prospective study was conducted at Afyonkarahisar Health Sciences University Hospital. Between August 2024 and April 2025, RRMS patients over 18 years old who presented to the neurology outpatient clinic and were suspected of having an acute attack were prospectively screened, and their images in the PACS system were examined. For the 48 patients who met the inclusion criteria and were within the appropriate age range during the specified period, measurements were taken for quantitative analysis of diagnostic performance, including calculations of SNR and CNR, lesion size, contrast enhancement pattern, lesion localization, active lesion ROI, normal-appearing white matter ROI, and background noise ROI. Statistical analysis was performed using SPSS 26.0. Bland-Altman analyses, Friedman and Wilcoxon Signed Ranks tests, Spearman correlation analyses, and Chi-square tests were conducted, with p<0.05 considered statistically significant. Results: The mean age of the female participants was 30.64 ± 9.25 years, while the mean age for male participants was 38.00 ± 9.38 years. Bland-Altman analyses evaluating the agreement between the same measurement types in different protocols showed that most measurements fell within the 95% confidence interval. No significant association was found between lesion location and contrast enhancement pattern. Four types of contrast enhancement patterns were defined in the study, with nodular (45.8%) and open ring (35.4%) being the most common. Peripheral (ring-like) enhancement was less frequent (16.7%), and heterogeneous enhancement was the least observed pattern (2.1%). Significant differences were found among the three imaging protocols in terms of AL ROI, NGBC ROI, and SNR values (p < 0.001). The T1 BB protocol provided the best contrast-to-noise ratio, and no significant difference was found between T1 MPRAGE and FLAIR CE (p = 0.083). A very strong positive correlation was observed between SNR and CNR across all protocols. AL ROI showed a strong positive correlation with both CNR and SNR in all three protocols. A negative correlation was observed between APG ROI and SNR and CNR values. Conclusion: In terms of SNR and CNR, the 3D T1 BB protocol was evaluated as the most successful. However, limitations include the single-observer design, the small number of patients, and the single-center nature of the study. There is a need for multi-center studies with larger sample sizes on the subject. Keywords: FLAIR, Magnetic Resonance Imaging, MPRAGE, Multiple Sclerosis, T1 Dark Blood