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- Original title:
- Therapiekontrolle von inflammatorischen Arthritiden der Finger- und Handgelenke mittels quantitativer Perfusionsanalyse von fluoreszenz-optischer Bildgebung und kontrastverstärkter Magnetresonanztomographie
- Translated title:
- Therapy Monitoring of Synovitis in the hands of Patients with early Inflammatory Arthritis by quantitative analysis of dynamic contrast enhanced Optical and Magnetic Resonance Imaging
- Author:
- Sievert, Matti
- Year:
- 2015
- Document type:
- Dissertation
- Faculty/School:
- Fakultät für Medizin
- Advisor:
- Meier, Reinhard (Priv.-Doz. Dr.)
- Referee:
- Meier, Reinhard (Priv.-Doz. Dr.); Ntziachristos, Vasilis (Prof. Dr.); Waldt, Simone (Priv.-Doz. Dr.)
- Language:
- de
- Subject group:
- MED Medizin
- TUM classification:
- MED 540d
- Abstract:
- Das Ziel dieser Studie war die Evaluation der quantitativen Perfusionsmessung Indocyaningrün (ICG) verstärkter dynamischer optischer Bildgebung (OI) in der Therapieverlaufskontrolle bei früher inflammatorischer Arthritis der Finger- und Handgelenke. Als Vergleich wurde die dynamisch-kontrastverstärkte Magnetresonanztomographie (DCE-MRT) und die klinische Symptomatik des Patienten herangezogen. Die OI ist ein neuartiges Bildgebungsverfahren, welches in einer kurzen Untersuchungszeit anhand der Verteilung des intravasalen Fluoreszenzfarbstoffes ICG die Perfusionseigenschaften des Gewebes widerspiegelt. Die prinzipielle Eignung der OI für die Detektion einer Synovialitis wurde in vorangegangen experimentellen Studien gezeigt. Insgesammt wurden 28 Patienten, die an einer inflammatorischen Arthritis der Finger- und Handgelenke leiden in die prospektive Beobachtung eingeschlossen. Die Rekrutierung der Patienten erfolgte von Januar 2010 bis Mai 2011 durch die Abteilung für Rheumatologie, II. Medizinischen Klinik und Poliklinik (Klinikums rechts der Isar). Das Einschlusskriterium dieser Studie war das Vorliegen von mehr als einem druckschmerzhaften und/oder geschwollenem Gelenk im Bereich der carpal- (C), metacarpophalangeal- (MCP), proximal Interphalangeal- (PIP) oder distale Interphalangeal- (DIP) Gelenke mit einer bestehenden Symptomatik von mehr als sechs Wochen bis zu einem Jahr. Zu den Ausschlusskriterien zählte das Vorliegen einer Schwangerschaft, Störung der Leber-, Nieren- und Schilddrüsenfunktion, relative und absolute Kontraindikationen gegen eine MRT Untersuchung (z.B. ferromagnetische Implantate oder Fremdkörper, Herzschrittmacher, Klaustrophobie), Unverträglichkeit von ICG oder Gd3+-DTPA oder jodhaltigen Kontrastmitteln und das Vorliegen einer allergischen Diathese. Um den Therapieerfolg im zeitlichen Verlauf zu dokumentieren durchliefen die Patienten jeweils drei Untersuchungen. Die erste Befunderhebung erfolgte direkt nach Diagnosestellung (V1), die zweite 12 Wochen (V2), die dritte 24 Wochen (V3) nach Beginn der antirheumatischen Therapie. Zu jedem Zeitpunkt erfolgte eine klinische Untersuchung, eine venöse Blutentnahme und die bildgebende Diagnostik. Die klinischen und serologischen Parameter wurden mithilfe einer standardisierten Berechnungsformel (SDAI) quantifiziert. Definitionsgemäß lag ein Therapieansprechen (Responder) vor, wenn der Punktewert des SDAI zum Untersuchungszeitpunkt V3, den SDAI zum Zeitpunkt V1 um ≥ 7 Punkte überstieg. Die bildgebende Untersuchung wurde anhand der OI (Mivenion GmbH, Berlin, Deutschland) und der DCE-MRT (3T Verio, Siemens, Erlangen, Deutschland) durchgeführt. Dei Rate der frühen Kontrastmittelanflutung (Rate of Early Enhancement, REE) sowie der Fläche unterhalb der Perfusionskurve (Area Under the Curve, AUC) der Perfusionskurven entzündlich veränderter Gelenke wurde mit einem eigens entwickeltem Computerprogramm berechnet. Anhand der quantitativen Perfusionsmessung konnte in der OI, sowie in der MRT, korrekt zwischen Patienten mit (n = 18) und ohne (n = 10) einem Ansprechen auf die antirheumatische Therapie unterschieden werden. Der Rückgang der REE, 24 Wochen nach Therapiebegin, ist in der OI und der MRT signifikant (OI: -21,5%; MRT: -41,0%; p < 0,001). Im Gegensatz zur Gruppe der Responder zeigen sich zum Zeitpunkt V3 in der Gruppe der Non-Reponder die Ergebnisse weniger signifikant (OI: 10,8%, p = 0,075; MRT: 8,7%, p = 0,03). Die REE der OI korreliert signifikant mit der REE der MRT (r = 0.80; p < 0,001) und dem SDAI (r = 0.61; p < 0,001). Die quantitative Analyse ICG verstärkter OI eigent sich für die Therapieverlaufdkontrolle einer inflammatorischen Arthritis der Finger- und Handgelenke. In Zukunft wird diese Bildgebungsmethode bei der Identifikation des Therapieansprechens behilflich sein und somit zu einer Verminderung von Nebenwirkungen und nicht wirksamen Therapieansetzen führen. Aufgrund dieser Tatsache ist eine effektivere Therapie der Arthritis möglich.
- Translated abstract:
- The purpose of this study was to evaluate quantitative perfusion measurements of dynamic Indocyanine Green (ICG)-enhanced optical imaging (OI) for therapy monitoring of synovitis in the hands of patients with early inflammatory arthritis in comparison to dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) and clinical outcome. OI is a novel clinically applicable method for detection of synovitis in arthritis that is non-invasive, non-ionizing and allows for fast image acquisition times. Various approaches proved to be suitable for experimental detection of arthritis using OI. This is the first investigation of the performance of a clinical OI system for treatment monitoring of synovitis. Twenty-eight patients with inflammatory arthritis, clinical suspicion of an active disease and need for therapy or therapy escalation were included in this prospective study. The patients were recruited from March 2010 to March 2011 through the Department of Rheumatology (Klinikum rechts der Isar). Inclusion criteria for the study population were: >1 tender and/or swollen joint(s) among the carpal (C), metacarpophalangeal (MCP), proximal interphalangeal (PIP) and distal interphalangeal (DIP) joints of both hands, symptom duration between 6 weeks and 24 months and willingness to participate. Exclusion criteria were pregnancy, renal failure, known allergy against iodine, ICG or gadolinium and other contraindications for MRI such as metallic fragments in the body, magnetically activated implanted devices or claustrophobia. Variables including physical and laboratory examination, OI and MRI were obtained within one week at baseline (visit 1) and each follow up visit at 12 weeks (visit 2) and at 24 weeks (visit 3) after start or escalation of therapy. At the last visit (24 weeks) patients were classified as therapy responders (SDAI improvement ≥ 7) or non-responders (SDAI improvement < 7) using the calculated change of SDAI from visit 1 to visit 3. Optical imaging was performed with an optical imaging system (Xiralite X4, Mivenion GmbH, Berlin, Germany). The MRI was performed with a dynamic contrast-enhanced 3T sequence (Verio, Siemens, Erlangen, Germany). Dynamic contrast enhanced OI and MR scans enable collection of kinetic parameters, which were determined and evaluated with a in-house developed software package. The rate of early enhancement (REE) and the area under the curve (AUC) of the perfusion curves of arthritic joints was calculated for both imaging methods. Quantitative perfusion measurements with OI and MRI correctly identified patients responding to therapy (n = 18) and not responding to therapy (n = 10) as determined by SDAI. The difference of REE after 24 weeks of treatment compared to baseline in responders was significantly reduced in OI and MRI (OI: -21.5%, MRI: -41.0%; P < 0.001, each), while in non-responders it was increased (OI: 10.8%, P = 0.075; MRI: 8.7%, P = 0.03). The REE of OI significantly correlated with MRI (r = 0.80; P < 0.001) and SDAI (r = 0.61; P < 0.001). Quantitative analysis of ICG enhanced OI allows for therapy monitoring of synovitis in the hands of patients with early inflammatory arthritis. In the future, this imaging method will aiding in determining treatment response and thus leading to reduction of adverse effects in non-effective treatment and improved triage to more effective arthritis treatment.
- WWW:
- https://mediatum.ub.tum.de/?id=1535138
- Date of submission:
- 20.03.2014
- Oral examination:
- 12.06.2015
- File size:
- 1404998 bytes
- Pages:
- 90
- Urn (citeable URL):
- https://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:91-diss-20150612-1535138-0-1
- Last change:
- 16.01.2020
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