Akut lösemili erişkinlerde kemik iliğinin difüzyon ağırlıklı görüntüleme ile değerlendirilmesi

Abstract

Çalışmamızın amacı; akut lösemilierişkinlerde, tedavi öncesi iliak kemik iliği (Kİ) blast yüzdesi ve beyaz küre (BK) sayılarına göre difüzyon ağırlıklı görüntüleme (DAG) bulgularının karşılaştırılması ve DAG'nin invazif olmayan bir test olarak tanıda kullanılabilirliğini değerlendirmektir. Akut lösemi tanılı 40'ı akut myeloid lösemili (AML) ve 11'i akut lenfoblastik lösemili (ALL) toplam 51 hasta (26 Erkek, 25 Kadın, ortalama 54.2 yaş ±17.5, ortanca 58, aralık 18-86 yıl) hasta grubunu oluşturdu. Yaş ve cinsiyet olarak benzer 30 kişi (11 Erkek, 19 Kadın, ortalama 50,9 yaş ±13,92, ortanca 49, aralık 26-80 yıl ) kontrol grubu olarak belirlendi. Çalışmada 1.5 T MR cihazı ile T1 ağırlıklı (T1A) ve T2 ağırlıklı (T2A) 'Short-Tau Inversion Recovery' (STIR) sekans görüntüler ve b= 300, 600 ve 900 sn/mm² iken aksiyal planda pelvik DAG yapıldı. Kemik iliği sinyal paterni T1A ve T2A görüntüler ile vizüel olarak tiplendirildi ve her iki iliak kemik iliğinden axial planda ADC ölçümleri (x10-3 sn/mm²) ve sinyal gürültü oranı (SGO) hesaplandı. Hastalar beyaz küre (BK) sayısına göre <10 K/uL, 4-10 K/uL ve >10 K/uL; kemik iliği aspirasyonu veya biopsisi (KİA/B) olan (n=40) hastalar ise blast yüzdesine göre %20-49, %50-79 ve %80-100 olacak şekilde gruplara ayrıldı. Gruplar ADC ve SGO ölçümlerine göre karşılaştırıldı. "Receiver operating characteristic" (ROC) analizi ile normal/lösemik kemik iliği ayrımında ADC ve SGO için en uygun eşik değerler bulunarak tanısal etkinlikleri değerlendirildi. Kontrol grubunda yaşın ADC ve SGO ile korelasyonuna bakıldı. DAG'de ortalama ADC değerleri lösemi hastalarında kontrol grubundan düşük, SGO ölçümleri ise yüksek bulundu. Hasta grubunda b= 300, 600 ve 900 sn/mm2' iken sağ iliak Kİ'den ölçülen ADC ortalamaları ve standart sapma değerleri sırasıyla (0,823±0,24) (p=0.025), (0,621±0,14) (p=0.001) ve (0,554±0,13) (p=0.002); sol taraftan ölçülen ADC değerleri ortalamaları ve standart sapma değerleri sırasıyla (0,78±0,23) (p=0.011), (0,625±0,19) (p=0.007) ve (0,542±0,13) (p=0.014) bulundu. b= 300, 600 ve 900 sn/mm2' iken sağ iliak kemik iliğinden hesaplanan SGO değerleri sırasıyla (227.1±105) (p<0.001), (173.9±87.95) (p<0.001) ve (158.2±77.2) (p<0.001); sol taraftan hesaplanan SGO değerleri sırasıyla (221.6±97.8) (p<0.001), (168.9±81.4) (p<0.001) ve (154.6±87.75) (p<0.001)bulundu. SGO ölçümlerinde sağ taraftan ADC için normal-lösemik Kİ ayrımında b= 600 sn/mm² iken eşik değer 0.685 x10 -3 sn/mm² seçildiğinde ADC' nin duyarlılığı % 64.7 ve özgüllüğü % 73.3, SGO için b= 900 sn/mm² iken eşik değer 90.9 seçildiğinde SGO'nın duyarlılığı % 80.3 ve özgüllüğü % 80 bulundu. Kontrol grubunda yaş ile ortalama ADC arasında b 900 sn/mm² iken düşük düzeyde negatif korelasyon saptandı (r= -0.519, p= 0.03). Yaş ile SGO arasında b= 300 sn/mm2 iken (r= -0.396, p= 0.03), b= 600 sn/mm2 iken (r= -0.458, p= 0.011) ve b= 900 sn/mm2 iken (r= -0.364, p= 0.048) düşük düzeyde negatif korelasyon saptandı. En iyi bilgilerimize göre bu çalışma akut lösemi hastalarında DAG'de ADC ve SGO'nun tanısal etkinliğini araştıran ilk çalışmadır. Akut lösemi hastalarında ADC'nin düşük duyarlılığı ve özgüllüğü tanısal performansını sınırlayabilir. Buna karşın SGO'nun yüksek duyarlılık ve özgüllüğünün %80'nin üzerinde olması ADC'ye göre tanısal performans açısından avantajıdır. SGO için bulduğumuz yüksek duyarlılık ve özgüllük değerleri göz önünde tutulduğunda DAG akut lösemi tanısında kemik iliği tümöral infiltrasyon yoğunluğunu değerlendirmede KİA/B öncesi noninvazif bir teknik olarak kullanılabilir. Normal olgularda yaş ile ADC arasında bulduğumuz negatif korelasyon kemik iliğinin yaş arttıkça yağlanması ve su içeriğinin azalmasını destekler niteliktedir.

The present study aimed to compare diffusion-weighted imaging (DWI) findings with pretreatment iliac bone marrow (BM) blast percentage and white blood cell (WBC) count in adult patients with acute leukemia and to evaluate availability of DWI in diagnosis as a non-invasive test. The patient group consisted of a total of 51 patients (26 Males, 25 Females, mean age 54.2 ±17.5 years, median 58, range 18-86 years), of whom 40 had acute myeloid leukemia (AML) and 11 had acute lymphocytic leukemia (ALL). Age and gender matched 30 subjects (11 Males, 19 Females, mean age 50.9 ±13.92 years, median 49, range 26-80 years) were predetermined as the control group. In the study, T1-weighted (T1W) and T2-weighted (T2W) 'Short-Tau Inversion Recovery' (STIR) sequence images were obtained by 1.5 T MR Device and pelvic DWI was performed on the axial plane while b was 300, 600 and 900 sec/mm². BM signal pattern was visually typed by T1W and T2W images, and ADC (x10-3 sec/mm²) and signal noise ratio (SNR) were calculated on the axial plane from BM of both iliac bones. Patients were divided into groups according to white blood cell (WBC) count (<10 K/uL, 4-10 K/uL and >10 K/uL); and the patients with available bone marrow aspiration or biopsy (BMA/B) (n=40) were divided into groups according to blast percentage (20-49%, 50-79% and 80-100%). Groups were compared in terms of ADC and SNR measurements. The most suitable threshold values for ADC and SNR in discriminating normal BM from leukemic BM were identified by "Receiver operating characteristic" (ROC) analysis and its diagnostic value was evaluated. In the control group, correlation of age with ADC and SNR was analyzed. On DWI, mean ADC values were lower but mean SNR was higher in leukemia patients as compared to the normal subjects. In the patient group, the mean ADC values and standard deviations, which were measured from the right iliac BM while b= 300, 600 and 900 sec/mm2, were (0.823±0.24) (p=0.025), (0.621±0.14) (p=0.001) and (0.554±0.13) (p=0.002), respectively; the mean ADC values and standard deviations measured from the left side were (0.78±0.23) (p=0.011), (0.625±0.19) (p=0.007) and (0.542±0.13) (p=0.014), respectively. SNR of the right iliac BM while b= 300, 600 and 900 sec/mm2' were (227.1±105) (p<0.001), (173.9±87.95) (p<0.001) and (158.2±77.2) (p<0.001), respectively; SNR of the left side were in turn (221.6±97.8) (p<0.001), (168.9±81.4) (p<0.001) and (154.6±87.75) (p<0.001). With regard to SNR measurements, when the threshold value for normal-leukemic discrimination for the right ADC was considered to be 0.685 x10 -3 sec/mm², the sensitivity and specificity of ADC were 64.7% and 73.3%, respectively when b= 600 sec/mm²; however, the sensitivity and specificity of ADC were 80.3% and 80%, respectively when threshold value was considered to be 90.9 x10 -3 sec/mm² while b= 900 sec/mm². In the control group, a weak negative correlation was determined between age and mean ADC value while b= 900 sec/mm² (r= -0.519, p= 0.03). Weak negative correlation was determined between age and SNR while b= 300 sec/mm2 (r= -0.396, p= 0.03), b= 600 sec/mm2 (r= -0.458, p= 0.011) and b= 900 sec/mm2 (r= -0.364, p= 0.048). To our best knowledge, the present study is the first study that investigate diagnostic efficacy of ADC and SNR on DWI in acute leukemia patients. Low sensitivity and specificity of ADC in acute leukemia patients may limit diagnostic performance. On the contrary, high sensitivity and specificity over 80% is the advantage of SNR versus ADC in terms of diagnostic performance. Considering high sensitivity and specificity determined for SNR, DWI can be used as a non-invasive technique in assessing density of bone marrow tumoral infiltration in the diagnosis of acute leukemia before BMA/B. Negative correlation found between age and ADC in normal subjects appears to support increased fat and decreased water content of BM with age.