Quantification of Colour Doppler Activity in the Wrist in Patients with Rheumatoid Arthritis – the Reliability of Different Methods for Image Selection and Evaluation

Zusammenfassung

Ziel: Das Ausmaß der Farbdoppler-Aktivität in der entzündeten Synovia wird als Anhaltspunkt für die Quantifizierung der entzündlichen Aktivität verwendet. Die Messungen können aufgrund der Bildauswahl, der Quantifizierungsmethode und des Zeitpunkts im Herzzyklus unterschiedlich ausfallen. Diese Studie untersuchte die Test-Retest-Zuverlässigkeit von Ultraschall-Dopplermessungen am Handgelenk von Patienten mit rheumatoider Arthritis (RA) mithilfe verschiedener Auswahl- und Quantifizierungsmethoden. Material und Methoden: Die Handgelenke von 4 Patienten mit RA wurden im Abstand von 30 Minuten zweimal vom selben Untersucher geschallt. Die für die Analyse herangezogenen Bilder wurden entweder nur anhand der anatomischen Position oder anhand derjenigen anatomischen Position mit der größten Farbdoppler-Aktivität ausgewählt. Anschließend wurde das Ausmaß der Farbdoppler-Aktivität in einem Gebiet gemessen, das sich entweder an der Synovia oder an spezifischen, das Synovialgewebe umgebenden anatomischen Strukturen orientierte. Ergebnisse: Die beste Test-Retest-Zuverlässigkeit wurde erzielt, wenn die Bilder aufgrund der Farbdoppler-Ergebnisse ausgewählt wurden und die anschließende Quantifizierung in einem Gebiet erfolgte, das von anatomischen Strukturen definiert wurde. Mit dieser Methode lag die Intra-Klassen-Korrelation ICC (2,1) bei 0,95 und der „Within-Subject”-SD (SW) bei 0,017, was für eine hohe Zuverlässigkeit spricht. Im Gegensatz dazu bestand eine schlechte Test-Retest-Zuverlässigkeit, wenn die Bilder aufgrund der anatomischen Position allein ausgesucht wurden und die Quantifizierung in einem durch das Synovialgewebe definierten Gebiet durchgeführt wurde (ICC [2,1] = 0,48 und SW 0 0,049). Schlussfolgerung: Die Studie zeigt, dass Farbdoppler-Messungen zuverlässig sind, wenn die für die Analyse herangezogenen Bilder anhand der anatomischen Position in Kombination mit der Doppler-Aktivität ausgewählt werden und die anschließende Analyse in einem Gebiet vorgenommen wird, das sich an anatomischen Strukturen orientiert.

Abstract

Purpose: The amount of colour Doppler activity in the inflamed synovium is used to quantify inflammatory activity. The measurements may vary due to image selection, quantification method, and point in cardiac cycle. This study investigated the test-retest reliability of ultrasound colour Doppler measurements in the wrist of patients with rheumatoid arthritis (RA) using different selection and quantification methods. Materials and Methods: 14 patients with RA had their wrist scanned twice by the same investigator with an interval of 30 minutes. The images for analysis were selected either by the anatomical position only or by the anatomical position with maximum colour Doppler activity. Subsequently, the amount of colour Doppler was measured in an area defined by either the synovial tissue or by specific anatomical structures surrounding the synovial tissue. Results: The best test-retest reliability was obtained when the images were selected guided by colour Doppler and the subsequent quantification was done in an area defined by anatomical structures. With this method, the intra-class coefficient ICC (2.1) was 0.95 and the within-subject SD (SW) was 0.017, indicating good reliability. In contrast, poor test-retest reliability was found if the images were selected by anatomical position only and the quantification was done in an area defined by the synovial tissue (ICC [2.1] = 0.48 and SW = 0.049). Conclusion: The study showed that colour Doppler measurements are reliable if the images for analysis are selected by anatomical position in combination with colour Doppler activity and the subsequent analysis is performed in an area defined by anatomical structures.

Key words

colour doppler - ultrasound - rheumatoid arthritis

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