Evaluation of MRI as a diagnostic method in biliary tract conditions

Abstract

The diagnostic value of modern fast pulse sequences and breath-hold technique was evaluated in a prospective study of patients with suspected biliary diseases. The cost-effectiveness of MRI compared to ultrasound was calculated. Characteristics of acute cholecystitis and cholangitis were evaluated, the appearance of bile in MRCP with reference to its chemical and physical properties was studied, as well as MRI appearance after cholecystectomy with and without postoperative abdominal complications. The sensitivity and specificity to diagnose acute cholecystitis was 88% and 89% for MRI and 65% and 89% for US. The sensitivity of US, MRI and ERCP for correct diagnosis in jaundiced or not jaundiced patients was 53, 93 and 89% and 50, 100, and 70%, respectively. MRI is superior to US giving correct diagnosis in patients with right upper quadrant abdominal pain or to diagnose biliary tract conditions. Screening with US and supplemental MRI in non-diagnostic cases was estimated to cost 80% of the total amount compared to examining with MRI only. Relaxation rates 1/T1 and 1/T2 of gallbladder bile in vitro showed large inter-individual variation but a consistent linear relationship was found. The relaxation rates increased with increasing amounts of substances in the bile. No single chemical parameter showed dominating influence on relaxation rates. Occasionally bile shows very high relaxation rates leading to unsuccessful MRCP. Early MR findings following cholecystectomy consist normally of only subtle changes, mainly in the gallbladder fossa. A postoperative surgical complication is unlikely if MRI fails to show a fluid collection. Acute cholangitis has multiple findings on MRI, biliary ductal dilatation was the most consistent finding and inflammatory changes were observed in 50% of patients. MRI has the potential to confirm the diagnosis acute cholangitis and exclude alternative diagnosis especially in older patients where the clinical symptoms may be vague. MRI is a reliable method providing high quality images performed with a minimum of inconvenience for the patient. In the future the non-invasive MRI will play a greater role as the primary imaging technique to provide maximum clinical utility when the MRI system will be even more easy to manage, faster, more cost-efficient and, compared with CT, MRI has a significant advantage since no ionizing radiation is involved.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

POPULÄRVETENSKAPLIG SAMMANFATTNING Smärtor i övre högra delen av buken och/eller gulsot är de mest vanliga symptomen relaterade till lever och gallvägssjukdomar. Den vanligaste orsaken till gallvägssjukdom är sten i gallblåsa och gallvägar som kan leda till inflammation av gallblåsa, gallvägar, lever och bukspottkörtel. Andra sjukdomar är tumörer i nämnda organ. Symptomen och den kliniska bedömningen är inte alltid entydiga och det finns flera andra möjliga diagnoser såsom magsår, leversjukdom, hjärtinfarkt, tjocktarmssjukdom, inflammation i bukspottkörtel, lunga, och blindtarm. Det är således önskvärt och viktigt med en tillförlitlig radiologisk metod som ger högkvalitativa bilder utförda på kort tid och med ett minimum av obehag för patienten. Idag tillgängliga metoder är framför allt ultraljud (US), datortomografi (CT), samt metoder med injektion av kontrastmedel direkt in i gallvägsträdet med hjälp av nål eller kateter (PTC, ERCP). Alla metoder har både för- och nackdelar. Tidigare har det funnits begränsningar med magnetisk resonans tomografi (MRT, ofta kallad magnetkamera) avseende bukundersökningar på grund av långa undersökningstider vilket givit oskarpa bilder på grund av rörelser från andning, tarm samt kärlpulsationer. Utvecklingen av moderna MRT-system med avancerad mjuk- och hårdvara och snabba pulssekvenser har minskat bildstörningarna, ökat kontrastupplösningen samt kortat undersökningstiderna. Avsikten är att utvärdera MRT som en diagnostisk metod vid olika tillstånd avseende gallvägarna genom att använda snabba puls-sekvenser. I delarbete I utvärderades det diagnostiska värdet med MRT jämfört med US i en prospektiv studie, vid klinisk misstanke om akut inflammation av gallblåsan. Studien visade att MRT har högre känslighet och tillförlitlighet att diagnostisera gallblåse-inflammation och även andra differentialdiagnoser jämfört med US. I delarbete II studerades gallans utseende på MRT bilder i förhållande till deras kemiska och fysikaliska egenskaper. Studien visar att galla har stor inter-individuell variation avseende relaxationshastigheterna. Relaxationshastigheterna ökar med ökad mängd substans i gallan. Det föreligger inget samband mellan gallans signalmönster och någon specifik sjukdom. Den stora variationen i relaxationshastigheter medför att ett litet antal gallblåsor ej syns på MRCP och därför ej är bedömbara. I delarbete III utvärderades i en prospektiv studie det diagnostiska värdet och kostnads-effektiviteten av MRT jämfört med US vid undersökning av patienter med misstänkta gallvägssjukdommar. I studien inluderades både patienter med och utan gulsot. Studien visade att MRT har en högre tillförlitlighet än US vid diagnostik av gallvägssjukdomar. Mest kostnadseffektivt är att först undersöka med US och komplettera med MRT vid ej konklusiva US fynd eller när US fynden och den kliniska bilden ej överensstämmer. I delarbete IV utvärderades i ett litet patientmaterial om det finns MRT fynd talande för akut inflammation av gallgångarna och om MRT har någon diagnostisk roll vid denna sjukdom. Studien visade att det finns flera MRT fynd och att man kan bestämma orsaken till den akuta inflammationen. Inget av MRT fynden är var för sig var typiskt men sammantagna talar de för sjukdomen. I delarbete V utvärderades det diagnostiska värdet med MRT i en prospektiv studie vid postoperativa komplikationer efter galloperation. Studien visade att det normalt föreligger mycket subtila förändringar avseende ödem och vätska framför allt i gallblåsebädden, efter galloperation. Vätskeansamlingar indikerar en tidig kirurgisk komplikation såvida det inte föreligger en mycket uttalad inflammation i buken vid eller efter operationen. SLUTSATS: Avhandlingen visar att MRT är en tillförlitlig och snabb radiologisk metod för att diagnostisera olika tillstånd i gallvägarna utan obehag för patienten. I framtiden kommer MRT av buk att få en ökad betydelse och bli första hands metod vid utredning av sjukdomar inom gallvägarna.

• author: Håkansson, Katarina
• supervisor: [unknown] [unknown]
• opponent: Doc Ahlström, Håkan, Uppsala
• organization: Division of Clinical Chemistry and Pharmacology
• publishing date: 2002
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Radiology, Nuclear Medicine and Medical Imaging
• keywords: Klinisk fysiologi, radiologi, tomografi, medicinsk instrumentering, medical instrumentation, tomography, radiology, Clinical physics, T2, T1, Relaxation rate, Gallbladder bile, Acute cholangitis, Biliary duct injury, Biliary duct disease, Cholecystectomy, Bile duct, Acute cholecystitis, ERCP, Ultrasound, MRI, MRCP
• pages: 44 pages
• defense location: Med aula, Ing 35, UMAS, Malmö
• defense date: 2002-02-13 10:15:00
• ISBN: 91-628-5098-9
• language: English
• LU publication?: yes
• additional info: Article: Håkansson K, Leander P, Ekberg O, Håkansson H-O: MR imaging in clinically suspected acute cholecystitis. A comparison with ultrasonography. Acta Radiol 2000;41:322. Article: Håkansson K, Christoffersson J-O, Leander P, Ekberg O, Håkansson H-O: On the appearance of bile in clinical MRCP. Submitted Article: Håkansson K, Ekberg O, Håkansson H-O, Leander P: MRI and ultrasound in screening of patients with suspected biliary tract disease. Acta Radiol 2001 Article: Håkansson K, Ekberg O, Håkansson H-O, Leander P: The characteristics of MRI in acute cholangitis. Acta Radiol 2001 Article: Håkansson K, Leander P, Ekberg O, Håkansson H-O: MR imaging of upper abdomen following cholecystectomy: Normal and abnormal findings. Acta Radiol 2001;42:181.
• id: 7352e874-4d06-4b8b-9f9f-423e3191af52 (old id 464258)
• date added to LUP: 2016-04-04 10:28:39
• date last changed: 2018-11-21 20:58:59