Ottimizzazione e applicazione della sequenza Double Inversion Recovery in ambito osteoarticolare

Background: The Double Inversion Recovery (DIR) sequence, mainly used in neuroradiology, is based on two 180° inversion pulses, respectively for the suppression of fat and water. It has already been demonstrated that this sequence can be applied to assess synovial involvement in patients with inflammatory joint diseases affecting the wrist and knees. The aim of this study is to evaluate the diagnostic performance of the DIR sequence in suspected or confirmed inflammatory joint disease with potential synovial involvement, in both adult and pediatric patients, without any restriction to specific joints. Materials and Methods: In this retrospective study, pediatric and adult patients who underwent an MR scan, including the DIR sequence, to diagnose or monitor, suspected or confirmed, peripheral inflammatory joint diseases were enrolled. For each patient, the synovial involvement was assessed using the DIR sequence, as well as Short Tau Inversion Recovery (STIR) and DIXON T1w sequences, the latter serving as gold standard. The image quality of the DIR sequences was also evaluated using a score ranging from 1 to 10 (1 indicating poor quality due to artifacts and low resolution, and 10 indicating excellent quality with artifact-free images and high resolution). A Wilcoxon Mann-Whitney U Test was performed to compare the scores between the most frequently scanned joint and the others aiming to assess potential differences. The Cohen's Kappa coefficient was calculated to evaluate the agreement between the DIR and the reference sequences in assessing synovial thickening. Statistical analyses were conducted using the SPSS software (v.28, IBM Armonk, NY, USA), applying p<0.05 as significance level. Results: Fifteen patients (mean age of adult patients 28.1 ± 13.1 years, and pediatric patients 14.3 ± 3.1 years; a total of 11 females and 4 males) met the inclusion criteria and were evaluated. Overall 18 joints (i.e., both hands were examined in two patients, and both feet in one patient) were assessed. Adult patients were scanned using a Siemens Avanto Fit 1.5T system (Siemens Healthcare, Erlangen, Germany), while pediatric patients were scanned with a Philips Ingenia 1.5T system (Philips Medical Systems, Netherlands B.V.). The quality of the DIR images ranged from 3 to 8 (median 6; specifically, a median value of 3 for pediatric patients and a median value of 7 for adults). The most frequently examined joint was the knee (7 patients, 46.6%), that showed a significantly higher image quality (mean 13.36 vs. 7.05, p=0.011) in comparison to the other joints. The agreement between the DIR sequence and the reference sequences for the identification of synovial thickening was very high (k=0.88), with only one patient, diagnosed with synovitis of the right knee, in which the DIR sequence was not diagnostic. Conclusions: The DIR sequence demonstrated high image quality for joint assessments, particularly in adults, and excellent diagnostic performance in detecting synovial thickening compared to the reference sequences.

Background: La sequenza Double Inversion Recovery (DIR), utilizzata principalmente in neuroradiologia, sfrutta due impulsi di inversione a 180°, rispettivamente per la soppressione di grasso ed acqua. È già stato dimostrato che questa sequenza può essere applicata per valutare il coinvolgimento sinoviale in pazienti affetti da patologie articolari infiammatorie a carico del polso e delle ginocchia. Lo scopo di questo studio è quello di valutare la capacità diagnostica della sequenza DIR con sospetta o franca patologia infiammatoria articolare con potenziale coinvolgimento sinoviale, nei pazienti adulti e pediatrici, senza preclusione di distretto. Materiali e metodi: In questo studio retrospettivo sono stati inclusi i pazienti pediatrici e adulti sottoposti a RM di diagnosi o monitoraggio di sospetta o conclamata patologia infiammatoria articolare periferica che avessero nel protocollo d’esame la sequenza DIR. Per ogni paziente è stato valutato l’eventuale coinvolgimento sinoviale mediante DIR e con le sequenze Short Tau Inversion Recovery (STIR) e DIXON T1w, queste ultime usate come gold standard. Delle sequenze DIR è stata inoltre valutata la qualità delle immagini mediante uno score da 1 a 10 (1 qualità pessima per la presenza di artefatti, bassa risoluzione – 10 qualità eccellente, immagini prive di artefatti e con ottima risoluzione). Mediante Wilcoxon Mann Whitney U Test si è inoltre confrontato lo score tra il distretto più frequentemente esaminato e gli altri per valutare eventuali differenze legate all’area scansionata. È stato calcolato il coefficiente K di Cohen per valutare l’agreement tra la DIR e le sequenze di riferimento per la valutazione dell’ispessimento sinoviale. Per le analisi statistiche è stato utilizzato il software SPSS (v.28, IBM Armonk, NY, USA) applicando p<0.05 come livello di significatività. Risultati: Quindici pazienti (età media dei pazienti adulti 28.1 ± 13.1 e dei pazienti pediatrici 14.3±3.1; complessivamente 11 femmine e 4 maschi) per un totale di 18 articolazioni (i.e., in due pazienti sono state esaminate entrambe le mani e in uno entrambi i piedi) hanno soddisfatto i criteri di inclusione e sono stati valutati. I pazienti adulti sono stati esaminati con apparecchiatura Siemens Avanto Fit 1.5T (Siemens Healthcare Herlangen, Germania) mentre quelli pediatrici con Philips Ingenia 1.5 T (Philips Medical Systems, Netherlands B.V.). La qualità delle immagini DIR è risultata inclusa nel range 3–8 (mediana 6; in particolare mediana di 3 per i pazienti pediatrici e 7 per gli adulti). L’articolazione più frequentemente esaminata è risultata essere il ginocchio (7 pazienti, 46.6%) con una qualità delle immagini significativamente più alta (media 13.36 vs 7.05, p=0.011). L’agreement tra la DIR e le sequenze di riferimento per l’identificazione dell’ispessimento sinoviale è risultato molto elevato (k=.88) con solo un paziente affetto da sinovite del ginocchio destro, in cui la DIR non è stata diagnostica. Conclusioni: La sequenza DIR ha dimostrato elevata qualità di immagini per le valutazioni articolari soprattutto in pazienti adulti e ottimo potere diagnostico per quanto riguarda l’ispessimento sinoviale rispetto alle sequenze di riferimento.