MRI assessment of haemophilic arthropathy

Abstract

Haemophilia is a recessive genetic bleeding disorder in which coagulation time is prolonged due to the absence or malfunction of either of the serum proteins Factor VIII or IX. Joint destruction following repeated haemarthroses is the main cause of morbidity in haemophiliacs, and such arthropathy can be prevented or postponed by implementing prophylactic therapy with factor concentrate at an early age. Prophylaxis is the recommended treatment for severe haemophilia, but there is no consensus as to the optimal or the most cost effective prophylactic regimen. New sensitive methods are needed to monitor and evaluate haemophilia care.



Magnetic resonance imaging (MRI) is a modality with superior capacity to visualize joint pathology. We designed a new additive MRI scoring method for haemophilic arthropathy (the European MRI score) that can monitor reversible and irreversible components of the joint disease separately. We compared this approach with a previously presented progressive method (the Denver MRI score), and then analysed the correlation between the results obtained with those two methods and clinical data on joint bleeds and physical joint examinations. Based on the findings, we developed a combined scoring scheme (the compatible MRI scales). Moreover, we investigated the intra- and interobserver agreement of the MRI scores, and the value of gadolinium contrast agent for MRI scoring of haemophilic arthropathy.



The European MRI scoring method is useful for sensitive assessments of the progression of haemophilic arthropathy, and it is more efficient than the Denver method in differentiating the arthropatic changes. Nonetheless, the European and Denver scores are highly correlated with each other, and they show the same degree of correlation with data on number of joint bleeds and physical joint examination. The compatible MRI scales can be applied to achieve practical assessment of early arthropathy and for assessment of the progression of the disease over time. Reliable MRI scoring is feasible, provided uniform imaging protocols are utilized and the evaluation is conducted by specially trained radiologists. Gadolinium contrast agent is not routinely indicated for MRI scoring of haemophilic arthropathy

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Blödarsjuka (hemofili) är en recessiv genetisk sjukdom orsakad av en defekt i X-kromosomen som leder till förlängd koagulationstid på grund av brist eller avsaknad av koagulationsfaktorerna VIII eller IX i blodet. Kvinnor är anlagsbärare, medan män utvecklar symptom. Hemofili förkommer sporadiskt som följd av spontan mutation likaväl som ärftligt inom vissa släkter, och benämnes svår, måttlig, eller mild. Incidensen är sannolikt densamma över hela världen, och en eller två av 10 000 män har blödarsjuka. I Sverige har ungefär 35 % av patienterna den svåra formen, som obehandlad leder till frekventa blödningar främst i leder med fortskridande leddestruktion (hemofiliartropati) och invaliditet som följd, medan andra blödningar i till exempel hjärna och mag-tarmkanal kan vara livshotande.



Behandlingsmöjligheterna vid hemofili har successivt förbättrats. Redan i slutet av 50-talet introducerade Inga Marie Nilsson förebyggande (profylaktisk) behandling med intravenös tillförsel av koagulationsfaktorer. Med modern profylaktisk behandling inledd redan vid låg ålder, vilket idag är den rekommenderade behandlingen vid svår hemofili, kan blödarsjuka leva ett i det närmaste normalt liv. Emellertid är profylaktisk behandling kostsam, vilket har varit ett hinder att införa denna behandling i många länder, och det är inte klarlagt i detalj hur sådan terapi ska utformas för att ge ett optimalt behandlingsresultat med bästa möjliga kostnadseffektivitet.



Traditionell röntgenundersökning har under de senaste decennierna varit ett viktigt instrument för att utvärdera resultatet av nya behandlingsmetoder, men för att utvärdera modern hemofilibehandling behövs känsligare metoder för att påvisa och följa utvecklingen av ledförändringar. Med magnetresonanstomografi (MR) kan förändringar i mjukdelar och skelett upptäckas tidigare och bedömas noggrannare än med traditionell röntgen. Detta avhandlingsarbete inleddes för att utveckla en känslig metod för kvantifiering (scoring) av hemofiliartropati baserad på MR.



I arbete I insamlades från nio olika europeiska centra ett material bestående av 39 MR undersökningar av fotled på barn med blödarsjuka, och en MR scoringmetod för hemofiliartropati utvecklades (European score). Denna metod är additiv, vilket innebär att utvärderingen av graden av artropati baseras på en summering av olika bildfynd, och metoden skiljer dessutom på reversibla och irreversibla förändringar. Den nya metoden jämfördes med en annan MR metod (Denver score) som är progressiv, med vilken utvärderingen av graden av artropati baseras på identifiering av den mest avancerade förändringen, och observatörvariansen för båda metoder undersöktes. Resultaten visar att European score diskriminerar bättre mellan olika grader av artropati, och att acceptabel intra- och interobservatöröverenstämmelse kan uppnås med båda metoder förutsatt att utvärderingen utförs av särskilt utbildade radiologer.



I arbete II kompletterades materialet med ytterliggare 17 MR undersökningar, och kliniska data beträffande antalet kända blödningar samt fysikaliska undersökningsfynd (ortopediskt score) insamlades för totalt 56 fotleder. Korrelationen mellan bildfynd och kliniska data undersöktes, och European och Denver metoderna jämfördes ytterliggare. Resultaten visar att även om European score diskriminerar artropatiförändringar bättre, så är korrelationen mellan score framtagna med de två olika metoderna mycket stark, och metoderna har likartad korrelation till kliniska data avseende ledblödningar och ortopediskt score.



I arbete III utvecklades, i samarbete med amerikanska och kanadensiska forskare och med utgångspunkt från European och Denver metoderna, ett kombinerat MR scoringsystem inkluderande en tiogradig progressiv skala och en tjugogradig additiv skala (the compatible scales) för utvärdering av hemofiliartropati.



I arbete IV utfördes MR av knäled på 21 vuxna män med hemofili utan och med intravenöst gadoliniumkontrastmedel för att undersöka om användning av sådant kontrastmedel påverkar den bedömning av ledhinneförändringar (förekomst och volym av synovial hypertrofi) som görs i samband med MR scoring. Alla 21 knäleder undersöktes före och efter en normal dos kontrastmedel (0.1 mmol/kg kroppsvikt), och 17 av knälederna undersöktes en andra gång före och efter en förhöjd dos kontrastmedel (0.3 mmol/kg kroppsvikt). För 19 av 21 knäleder påverkade användandet av gadoliniumkontrastmedel inte bedömningen, och i åtminstone ett av de två fall för vilket bedömningen påverkades ledde det till en övervärdering av volymen av synovial hypertrofi. Resultaten visar att gadoliniumkontrastmedel inte är indicerat för rutinmässigt bruk i samband med MR scoring av hemofiliartropati.



I arbete V undersöktes reproducerbarheten av MR score framtagna med det kombinerade scoringsystemet (the compatible scales) genom att fyra radiologer oberoende bedömde 45 MR undersökningar av fotleder och knän på barn med hemofili två gånger, och resultaten indikerar att god intra- och interobservatöröverenstämmelse kan uppnås med både den progressiva och den additiva skalan förutsatt att utvärderingen utförs av särskilt utbildade radiologer.



Sammanfattningsvis har en additiv MR scoringmetod (European score) för utvärdering av hemofiliartropati utvecklats och jämförts med en progressiv metod (Denver score). European score har högre diskriminerande kapacitet, men scorevärden framtagna med de två olika metoderna är starkt korrelerade, och metoderna har likartad korrelation till kliniska uppgifter om ledblödningar och ortopediskt score. Baserat på dessa resultat har ett kombinerat system (the compatible scales) inkluderande ett mindre detaljerat progressivt och ett mer detaljerat additivt MR score utvecklats. Vidare har befunnits att intra- och interobservatöröverenstämmelsen för MR score kan vara god om utvärderingen utförs av särskilt utbildade radiologer, och att användning av gadoliniumkontrastmedel inte är rutinmässigt indicerad vid MR scoring av hemofiliartropati.

• author: Lundin, Björn
• supervisor: Rolf Ljung
• opponent: Professor Aspelin, Peter, Institutionen för Klinisk Vetenskap, Intervention, och Teknik. Enheten för Radiologi. Karolinska Ins
• organization: Diagnostic Radiology, (Lund)
• publishing date: 2007
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Radiology, Nuclear Medicine and Medical Imaging
• keywords: radiologi, tomografi, medicinsk instrumentering, medical instrumentation, tomography, radiology, Clinical physics, Medicin (människa och djur), Medicine (human and vertebrates), Arthropathy, Factor VIII, Factor IX, MRI, Haemophilia, Klinisk fysiologi
• in: Lund University Faculty of Medicine Doctoral Dissertation Series
• volume: 2007:23
• pages: 145 pages
• defense location: Föreläsningssal 3, Centralblocket, Universitetssjukhuset i Lund, Lund, Sweden
• defense date: 2007-02-14 13:00:00
• ISSN: 1652-8220
• ISBN: 978-91-85559-00-8
• language: English
• LU publication?: yes
• additional info: B Lundin, H Pettersson and R Ljung. 2004. A new magnetic resonance imaging scoring method for assessment of haemophilic arthropathy. Haemophilia, vol 10 pp 383-389.; B Lundin, R Ljung and H Pettersson. 2005. MRI scores of ankle joints in children with haemophilia—comparison with clinical data. Haemophilia, vol 11 pp 116-122.; B Lundin, P Babyn, A S Doria, R Kilcoyne, R Ljung, S Miller, R Nuss, G Rivard and H Pettersson. 2005. Compatible scales for progressive and additive MRI assessments of haemophilic arthropathy. Haemophilia, vol 11 pp 109-115.; . . Gadolinium contrast agent is of limited value for MRI assessment of synovial hypertrophy in hemophiliacs. (submitted); B Lundin, E Berntorp, H Pettersson, R Wirestam, K Jonsson, F Ståhlberg and R Ljung. . Gadolinium contrast agent is of limited value for MRI assessment of synovial hypertrophy in hemophiliacs. ACTA Radiologica, (submitted); A S Doria, P Babyn, B Lundin, R F Kilcoyne, S Miller, G E Rivard, R Moineddin and H Pettersson. 2006. Reliability and construct validity of the compatible MRI scoring system for evaluation of haemophilic knees and ankles of haemophilic arthropathy. Expert MRI working group of the international prophylaxis study group. Haemophilia, vol 12 pp 503-513.
• id: b204b5c0-2245-4b6d-b343-31e53691f145 (old id 547932)
• date added to LUP: 2016-04-01 16:22:41
• date last changed: 2019-05-21 22:18:44