Sjögren’s Syndrome of the Parotid Gland: Value of Diffusion-Weighted Echo-Planar MRI for Diagnosis at an Early Stage based on MR Sialography Grading in Comparison with Healthy Volunteers

Zusammenfassung

Ziel: Den Stellenwert der diffusionsgewichteten echoplanaren Bildgebung (DW-EPI) zur Quantifizierung funktionaler Veränderungen der Glandula parotidea in der Diagnostik des Morbus Sjögren zu bestimmen und zu evaluieren, ob mittels ADC-Messung eine Diagnosefindung im Frühstadium möglich ist. Material und Methoden: Es wurden 52 gesunde Probanden und 13 Patienten mit histologisch gesicherter Sjögren-Erkrankung mittels einer DW-EPI Sequence (B-Faktoren: 0, 500 und 1000 s/mm²) bei 1,5 Tesla untersucht. Die Bildakquisition erfolgte vor und nach oraler Applikation von 5 ml eines kommerziell erhältlichen Zitronensafts. Basierend auf einer die gesamte Glandula parotidea einschließenden Region-of-Interest (ROI) wurden die mittleren ADC-Werte berechnet. Die Stadieneinteilung der Sjögren-Erkrankung erfolgte anhand der zusätzlich durchgeführten MR-Sialografie basierend auf einer 4-Punkte-Skala. Die statistische Auswertung beinhaltete den Student-t-Test sowie die Kappa-Analyse. Ergebnisse: Die mittleren ADC-Werte gesunder Probanden reichten von 1,14 × 10^–3 mm² /s vor Stimulation bis 1,2 × 10^–3 mm² /s nach Stimulation. Im Frühstadium des Morbus Sjögren wurden vor und nach oraler Stimulation höhere ADC-Werte (Prä: 1,22 × 10^–3 mm² /s; Post: 1,29 × 10^–3 mm² /s) gemessen. Signifikant niedrigere Werte wurden bei fortgeschrittener Erkrankung berechnet, diese reichten von 0,97 × 10^–3 mm² /s (p = 0,002) vor Stimulation bis 1,01 × 10^–3 mm² /s (p < 0,001) nach oraler Stimulation. Schlussfolgerung: Die Beteiligung der Glandula parotidea im Rahmen des Morbus Sjögren kann mittels diffusionsgewichteter MRT detektiert werden. In Kombination mit der MR-Sialografie scheint diese Technik die Unterscheidung gesunder und erkrankter Drüsen und darüber hinaus die Differenzierung des Früh- und Spätstadiums zu ermöglichen.

Abstract

Purpose: To investigate the value of diffusion-weighted echo-planar imaging (DW-EPI) for quantifying functional changes of the parotid gland in Sjögren’s disease and to evaluate whether ADC mapping allows for early diagnosis based on MR sialography grading. Materials and Methods: Using a DW-EPI sequence at 1.5T (b-factors: 0, 500 and 1000 sec/mm²), the parotid glands of 52 healthy volunteers and 13 patients with histologically verified affection of Sjögren’s disease were examined. All scans were performed prior to and following gustatory stimulation with 5 ml of lemon juice. ADC maps were evaluated by placing an inordinate region-of-interest (ROI) enclosing the entire parotid gland. Sjögren’s disease was graded based on MR sialography findings using a 4-point grading-scale. Statistics included student t-test and kappa-analysis. Results: In healthy volunteers mean ADCs of 1.14 × 10^–3 mm² /sec before and 1.2 × 10^–3 mm² /sec after stimulation were observed. Higher ADCs were determined for early-stage Sjögren’s disease, averaging 1.22 × 10^–3 mm² /sec before and 1.29 × 10^–3 mm² /sec after stimulation. Advanced disease revealed significantly lower ADCs (0.97 × 10^–3 mm² /sec (p = 0.002) before and 1.01 × 10^–3 mm² /sec (p < 0.001) after stimulation). Conclusion: DW-EPI seems to display functional changes of the parotid gland affected by Sjögren’s disease. Combined with MR sialography, it might be a useful tool for discriminating healthy from affected glands and seems to allow differentiation between the early and advanced disease.

Key words

diffusion-weighted echo-planar MRI - salivary glands - MR sialography - Sjögren’s syndrome

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