Takaisin

Visuaaliset luokitteluasteikot ja automaattiset luokittelumenetelmät muistipotilaan rakenteellisen magneettikuvauksen tulkinnassa

Näytönastekatsaukset
Ritva Vanninen
11.12.2023

Näytön aste: B

Rakenteellisen magneettikuvauksen (MK) raportoinnissa visuaalisten luokitteluasteikoiden ja automaattisten luokittelumenetelmien käyttö ilmeisesti parantaa magneettikuvauksen osuvuutta muistisairauksien kuvantamistutkimuksena.

Laajassa monikeskustutkimuksessa «Harper L, Fumagalli GG, Barkhof F ym. MRI visual r...»1 arvioitiin magneettikuvauksen (MK) osuvuutta ja käytettiin 184:n post mortem -varmistetun dementiapotilaan patologisia löydöksiä kultaisena standardina. Aineiston potilailla oli varmistettu diagnoosiksi Alzheimerin tauti (n = 101), Lewyn kappale -dementia (n = 28) tai otsa-ohimolohkorappeuma (n = 55). Lisäksi aineistoon kuului 73 tervettä kontrollia. Potilaille oli tehty elinaikanaan aivojen MK, joka sisälsi T1-painotteisen volymetrisen 3D-kuvasarjan. Kuvaukset oli toteutettu eri sairaaloissa, ja kuvauksia oli tehty 3 eri laitevalmistajan laitteilla (Philips, GE, Siemens) eri kenttävoimakkuuksilla (1.0T, 1.5T, 3.0T). 6 eri kokenutta asiantuntijaa arvioi sokkoutettuina MK-löydökset ja asetti todennäköisimmän diagnoosin, ja lisäksi löydökset arvioitiin volymetrisellä tekoälypohjaisella analyysimenetelmällä (Statistical Parametric Mapping). Tutkimuksessa validoitiin 6 erilaista strukturaalista luokitteluasteikkoa eri aivoalueiden atrofian arvioinnissa: a) 5-portaista temporaalilohkon etuosan arviointiasteikkoa «Davies RR, Kipps CM, Mitchell J ym. Progression in...»2, «Kipps CM, Davies RR, Mitchell J ym. Clinical signi...»3; b) 5-portaista mediaalisen temporaalilohkon atrofian (MTA) arviointiasteikkoa «Scheltens P, Leys D, Barkhof F ym. Atrophy of medi...»4, «Dubois B, Feldman HH, Jacova C ym. Research criter...»5; c) 4-portaista posteriorisen atrofian arviointiasteikkoa «Koedam EL, Lehmann M, van der Flier WM ym. Visual ...»6, «Lehmann M, Koedam EL, Barnes J ym. Posterior cereb...»7; ja d) aivojen etuosien atrofiaa arvioivaa orbitofrontaalisen alueen, anteriorisen pihtipoimun ja frontoinsulaarisen alueen arviointiasteikkoa «Davies RR, Scahill VL, Graham A ym. Development of...»8, «Fumagalli GG, Gordon E, Harper L ym. 9th Internati...»9.

Asiantuntijoiden asettamissa diagnooseissa todettiin erinomainen osuvuus (noin 90 %) erotettaessa Alzheimerin tauti ja otsa-ohimolohkorappeuma kontrollipotilaista, kun taas Lewyn kappale -dementiaa sairastavat potilaat erotettiin kontrolleista noin 70 % osuvuudella. Eri tautiryhmät pystyttiin erottamaan toisistaan hyvällä osuvuudella (70–80 %). MTA-atrofian luokittelu auttoi parhaiten tunnistamaan Alzheimerin tautia sairastavat ja Lewyn kappale -dementiaa sairastavat potilaat. Lukijoilla kului noin 3 minuuttia lisäaikaa 6 luokitteluasteikon arvioinnissa. Toistettavuus oli paras MTA-atrofian arvioinnissa, mutta myös posterisen ja anteriorisen atrofian arvioinnissa toistettavuus oli hyvä. Volymetrisen analyysiohjelman tulokset korreloivat hyvin vastaavien alueiden visuaalisiin arviointeihin.

Useita visuaalisia aivoatrofian luokitteluasteikkoja on kuvattu kirjallisuudessa 1990-luvun alusta lähtien. Tämä hyvin toteutettu tutkimus osoitti, että rutiininomaisen aivojen MK:n systemaattinen arviointi tarkasti kuvattuja luokittelukriteereitä noudattaen on varsin luotettavaa ja korreloi hyvin post mortem osoitettuun aivoatrofiaan tietyillä aivoalueilla, jotka ovat alttiita dementiapatologialle. Kun näitä luokitteluasteikoita käytettiin yksittäin tai yhdistettiin tekoälypohjaiseen analyysiohjelmistoon, saavutettiin rakenteellisen MK:n arvioinnissa hyvä diagnostinen osuvuus.

Luokitteluasteikkojen käyttö ei merkittävästi pidentänyt arviointiaikaa eivätkä ne aiheuttaneet merkittäviä lisäkustannuksia, joten ne soveltuvat hyvin kliiniseen normaalikäytäntöön.

  • Tutkimuksen laatu: tasokas
  • Sovellettavuus suomalaiseen väestöön: hyvä

Kommentti:

MK mahdollistaa sekä yleisen että regionaalisen aivoatrofian tarkan arvioinnin. Useimmiten radiologi arvioi MK-löydökset visuaalisesti. Hyvin toteutettu monikeskustutkimus sovelsi useita kirjallisuudessa kuvattuja aivoatrofian strukturoituja luokittelumenetelmiä dementiapotilaiden aineistossa, jossa diagnoosit oli varmistettu post mortem. Näiden menetelmien ottaminen kliiniseen rutiinikäyttöön (etenkin käytettäessä automaattisia menetelmiä) tarjoaa nopean, yksinkertaisen ja luotettavan mahdollisuuden saada arvokasta diagnostista tietoa rutiininomaisesta rakenteellisesta MK:sta. Kannattaa huomata, että MK:n tarkka luokittelu tarjosi tässä tutkimuksessa samantasoisen diagnostisen osuvuuden kuin oli raportoitu PET-tutkimuksista, vaikka menetelmät arvioivatkin tautiprosessia eri tarkastelukulmasta.

Kirjallisuutta

  1. Harper L, Fumagalli GG, Barkhof F ym. MRI visual rating scales in the diagnosis of dementia: evaluation in 184 post-mortem confirmed cases. Brain 2016;139:1211-25 «PMID: 26936938»PubMed
  2. Davies RR, Kipps CM, Mitchell J ym. Progression in frontotemporal dementia: identifying a benign behavioral variant by magnetic resonance imaging. Arch Neurol 2006;63:1627-31 «PMID: 17101833»PubMed
  3. Kipps CM, Davies RR, Mitchell J ym. Clinical significance of lobar atrophy in frontotemporal dementia: application of an MRI visual rating scale. Dement Geriatr Cogn Disord 2007;23:334-42 «PMID: 17374952»PubMed
  4. Scheltens P, Leys D, Barkhof F ym. Atrophy of medial temporal lobes on MRI in "probable" Alzheimer's disease and normal ageing: diagnostic value and neuropsychological correlates. J Neurol Neurosurg Psychiatry 1992;55:967-72 «PMID: 1431963»PubMed
  5. Dubois B, Feldman HH, Jacova C ym. Research criteria for the diagnosis of Alzheimer's disease: revising the NINCDS-ADRDA criteria. Lancet Neurol 2007;6:734-46 «PMID: 17616482»PubMed
  6. Koedam EL, Lehmann M, van der Flier WM ym. Visual assessment of posterior atrophy development of a MRI rating scale. Eur Radiol 2011;21:2618-25 «PMID: 21805370»PubMed
  7. Lehmann M, Koedam EL, Barnes J ym. Posterior cerebral atrophy in the absence of medial temporal lobe atrophy in pathologically-confirmed Alzheimer's disease. Neurobiol Aging 2012;33:627.e1-627.e12 «PMID: 21596458»PubMed
  8. Davies RR, Scahill VL, Graham A ym. Development of an MRI rating scale for multiple brain regions: comparison with volumetrics and with voxel-based morphometry. Neuroradiology 2009;51:491-503 «PMID: 19308367»PubMed
  9. Fumagalli GG, Gordon E, Harper L ym. 9th International Conference on Frontotemporal Dementias P.252 Development of a visual rating scale for atrophy of the anterior cingulate, insula and frontal lobes. Am J Neurodegener Dis 2014;3:1-375