Skip to main content

UL-diagnostik med Doppler-ultralyd ved reumatologiske sygdomme

Reservelæge Lene Terslev, læge Etienne Qvistgaard, klinisk assistent Helle Kristoffersen, overlæge Søren Torp-Pedersen & professor Henning Bliddal H:S Frederiksberg Hospital, Parker Instituttet

4. nov. 2005
12 min.


Introduktion: Formålet med studiet var at undersøge Doppler-UL's anvendelighed til kvalitativ og delvis kvantitativ vurdering af abnormt flow ved reumatologiske sygdomme.

Materiale og metoder: I alt 4.121 muskuloskeletale skanninger blev suppleret med Doppler-undersøgelser. Som kontrol blev Doppler-skanning af led og sener, hvor man ikke havde nogen klinisk mistanke om inflammation, foretaget på både patienter og raske forsøgspersoner. Til UL-skanningerne anvendtes en Acuson Sequoia med en 8-15-MHz lineær transducer. Vaskulariseringsgraden i de inflammerede strukturer blev vurderet ud fra Doppler-billedet med højeste aktivitet, og ved hjælp af et pc-baseret bearbejdningsprogram (Corel Photo-Paint 7) blev antallet af farvede pixler udtrykt i forhold til den totale mængde pixler.

Resultater: Farve-Doppler kunne anvendes til de fleste overfladenære led, sener og seneskeder hos patienter med klinisk tegn på inflammation, men kun undtagelsesvis til dybereliggende led. Doppler-funktionen kunne hjælpe ved differentiering af ekkofattig synovialis fra fri væske både i led og omkring sener. I tilfælde af vellykket behandling af inflammatoriske tilstande i bevægeapparatet sås et fald i antallet af farvede pixler i målområdet.

Diskussion: Doppler-undersøgelse giver et væsentligt supplement til den konventionelle gråtone-UL-undersøgelse af led og sener. Ofte vil differentialdiagnosen mellem aktiv og inaktiv sygdom ved synovialishypertrofi kunne afklares med Doppler-undersøgelse.

Doppler-UL anvendes i stigende grad inden for den musku-loskeletale diagnostik af inflammation [1, 2]. Hvor gråtone-UL giver morfologisk information, gør Doppler-UL det muligt at opnå informationer om strømningshastigheden og strømningsretningen, dvs. en mulighed for visuelt at er- kende kar i væv. Med farve-Doppler overlejrer Doppler-signalerne gråtonebilledet, og blodkar med målbar strømning farvelægges og vises som levende billeder. Doppler-funktionen er baseret på, at en bølgeformet energiudbredelse registreres af modtageren med en ændret frekvens, hvis der samtidig finder en relativ bevægelse sted mellem sender og modtager. Denne forskel i frekvens mellem den udsendte og den observerede frekvens kaldes Doppler-frekvens-skiftet opkaldt efter den østrigske fysiker og matematiker Chr. Andreas Doppler , som beskrev fænomenet første gang for lys i 1843 [3]. I muskuloskeletal skanning skyldes Doppler-signalerne de røde blodlegemers bevægelse i forhold til transducerhovedet.

Doppler-UL har længe været anvendt i andre specialer f.eks. med henblik på påvisning af arterielle eller venøse flowændringer [4-6]. I reumatologien er anvendelsen af Doppler-UL endnu ny [7], men har allerede herhjemme været brugt til vurdering af inflammation [2, 8-10].

Formålet med dette studie var at vurdere Doppler-UL's anvendelighed til kvalitativ og delvis kvantitativ vurdering af abnormt flow i et bredt udsnit af klinisk symptomgivende reumatologiske sygdomme.

Materiale og metoder

Patienter

Patienter fra Reumatologisk Klinik, H:S Frederiksberg Hospital, henvist til muskuloskeletal UL-skanning (gråtoneskanning) fik suppleret undersøgelsen med farve- og spektral-Doppler. Der blev i 2000-2001 foretaget i alt 4.761 led- og seneundersøgelser på 646 patienter fordelt på gennemsnitlig tre besøg (spændvidde 1-26) pr. patient og gennemsnitlig 2,5 led/sene undersøgt pr. besøg (spændvidde 1-18). Heraf blev de 4.121 skanninger suppleret med Doppler-undersøgelser fordelt på 1.306 små led, 853 knæled, 53 hofteled og 1.083 tendinøse strukturer. Til kontrol blev der foretaget Doppler-undersøgelse af led og sener, hvor man ikke havde klinisk mistanke om inflammation på både patienter og raske forsøgspersoner.

Ultralyd

Til UL-skanningerne anvendtes en Acuson Sequoia udstyret med en 8-15 MHz-lineær transducer. De undersøgte strukturer blev vurderet med gråtoneskanning og med farve-Doppler. Med sidstnævnte kunne man ved hjælp af farvede pixler visuelt erkende en mulig blodgennemstrømning i vævet. Ved undersøgelserne blev apparatet indstillet på det højeste følsomhedsniveau uden samtidige væsentlige støjartefakter.

Alle skanningsbilleder og Doppler-informationer blev lagret til senere beregning. De farve-Doppler-billeder, der havde flest farvede pixler, blev anvendt til vurdering af vaskulariseringsgraden i det undersøgte væv, idet væv med flere farvede pixler har en større grad af vaskularisering end væv med få pixler. Det valgte billede blev gemt digitalt i DICOM-format og overført til et bearbejdningsprogram (Corel Photo-Paint 7). Den region, der havde interesse (region of interest = ROI) på det valgte Doppler-billede, blev indtegnet, og det totale antal pixler i ROI blev vist i et histogram. Antallet af farvede pixler kunne da udtrykkes i forhold til den totale mængde pixler i synovialis [8].

Resultater

Hos patienter med kliniske tegn på inflammation kunne farve-Doppler anvendes på de overfladenære led og seneskeder. Der kunne således påvises Doppler-aktivitet i alle de små led på hænder og fødder (Figur 1 ), i sternoklavikulærled, albueled, ankelled og knæled. I modsætning hertil var Doppler-aktivitet kun undtagelsesvist til stede i dybereliggende led som f.eks. skulderled og hofteled trods klinisk erkendelig ledsygdom, typisk artrit. Hos raske kontrolpersoner kunne der påvises Doppler-aktivitet i visse led. Således var det et næsten konstant fund ved undersøgelse af leddet mellem caput radii og capitulum humeri, mens det sjældnere blev observeret i håndled og ikke i fingerled. Der kunne ligeledes påvises Doppler-aktivitet både i og omkring symptomgivende akillessener og ligamenta patellae. Seneskeder med klinisk tenosynovit med og uden gråtone-UL-forandringer havde overvejende Doppler-aktivitet langs senen (Figur 2 ). Doppler-funktionen kunne ligeledes supplere gråtonebilledet ved differentiering af en meget ekkofattig synovialis fra fri væske i led og omkring sener ved påvisning af kar i den ekkofatt ige del af vævet (Figur 3 ).

Vi fandt desuden, at der i de fleste tilfælde af vellykket systemisk eller lokal behandling af inflammatoriske tilstande i bevægeapparatet sås et fald i antallet af farvede pixler i målområdet (Figur 4 ).

Diskussion

Med farve-Doppler påvistes en større vaskularisering af synovialis hos patienter med klinisk symptomgivende inflammatorisk ledsygdom i en lang række relativt overfladenære led end hos raske kontrolpersoner, hvilket er i overensstemmelse med andre undersøgelser [9, 11, 12]. I vort materiale påvistes også kar med farve-Doppler ved andre lokale inflammatoriske tilstande som f.eks. ægte lateral epikondylit og springerknæ [10, 13]. Flere undersøgelser med ultralyd og UL-kontraststof tyder på, at man i modsætning til ved MR-skanning med i.v. kontrast ikke opnår yderligere information om graden af vaskularisering ved anvendelse af (dyre) intravenøse UL-kontraststoffer i forbindelse med Doppler-undersøgelser [8, 9]. Doppler-funktionen kan give værdifulde oplysninger om synovialis' forhold i langt de fleste overfladenære strukturer, bl.a. de fleste ekstremitetsled, men den nuværende teknik muliggør ikke - formentlig alene pga. afstanden - undersøgelser på dybere strukturer som hofteled og ryggens led.

Tolkningen af synovialishypertrofi kan være vanskelig på gråtoneultralyd, hvor der enten kan være tale om aktuel, igangværende sygdom eller spor af et tidligere, nu udslukt angreb. Farve-Doppler kan her give differentialdiagnostisk hjælp, idet farvede pixler (hyperæmi) tyder på igangværende inflammation. Fundet af kar ved farve-Doppler er dog ikke ensbetydende med inflammation. Dette understreges af påvisningen af kar i normale led med anvendelsen af meget følsomt apparatur. Forholdene omkring placeringen af normale kar i de enkelte led er dog relativt konstante, og trænede undersøgere vil derfor kunne skelne hyperæmi fra de sædvanlige kar ved lokalisationen alene.

Der synes at være overensstemmelse mellem opladning efter kontrast med MR-undersøgelse og Doppler-aktivitet på ultralyd [9, 14]. Histologisk er der imidlertid ikke fundet korrelation mellem antallet af farvepixler og mængden af kar [15], men derimod mellem antallet af farvepixler og kararealet [11]. Dette tyder på, at de farvede pixler svarer til graden af dilatation af de eksisterende kar. Vi fandt, at det var muligt at påvise en effekt af lokal eller systemisk behandling, idet behandlingseffekt var ledsaget af et fald i antal af farvede pixler, hvilket også er set i andre studier [1, 16, 17]. Behandlingseffekten er næppe betinget af et fald i antallet af kar, men snarere i graden af dilatation. I samme behandlingsstudier er der desuden fundet en sammenhæng mellem fald i antal af farvede pixler og bedring i kliniske parametre som smertescore og ledømhed samt fald i biokemiske parametre som C-reaktivt protein og sænkningsreaktionen.

En anden, muligvis nøjere karakterisering af hyperæmien er en karakterisering af flowprofilen i de kar, farve-Doppleren har lokaliseret. Dette sker ved hjælp af spektral-Doppler-analyse, der muliggør en skelnen mellem systolisk og diastolisk flow. I modsætning til f.eks. hjerne og nyre er hvilende muskuloskelettalt væv ikke perfunderet gennem diastolen [18], og en åbentstående arterie i diastolen tyder på nedsat karmodstand og dermed øget arterielt flow til et område [19]. Et diastolisk flow i muskuloskeletalt væv kommer imidlertid frem ved inflammatoriske tilstande [8], og spektral-Doppler åbner derfor for en række interessante differentialdiagnostiske muligheder.

Der foreligger endnu kun præliminære resultater, der antyder en klinisk værdi af spektral-Doppler-målinger [20].

Konklusion

Doppler-undersøgelser giver et væsentligt supplement til den konventionelle gråtone-UL-undersøgelse af led og sener. I flere situationer vil differentialdiagnosen ved synovialishypertrofi mellem aktiv og inaktiv sygdom formentlig kunne afklares med Doppler-undersøgelse. Der ligger derfor et væsentligt forskningsmæssigt potentiale i Doppler-undersøgelsen af led og bløddelsstrukturer. Den ledsagende spektral analyse bør anvendes i den udstrækning, apparaturet tillader det, idet fundet af diastolisk flow som tegn på lav perifer modstand yderligere bestyrker mistanken om inflammation. Der mangler endnu større studier, der validerer fundet af Doppler-aktivitet som redskab til monitorering af sygdomsbehandling.


Henning Bliddal , Parker Instituttet, H:S Frederiksberg Hospital, Ndr. Fasanvej 57-59, DK-2000 Frederiksberg. E-mail: henning.bliddal@fh.hosp.dk

Antaget: 17. marts 2003

Interessekonflikt: Ingen angivet

Taksigelse: Oak Foundation takkes for økonomisk støtte.


  1. Hau M, Kneitz C, Tony HP et al. High resolution ultrasound detects a decrease in pannus vascularisation of small finger joints in patients with rheumatoid arthritis receiving treatment with soluble tumour necrosis factor alpha receptor (etanercept). Ann Rheum Dis 2002;61:55-8.
  2. Terslev L, Torp-Pedersen S, Qvistgaard E et al. Effects of treatment with etanercept (ENBREL, TNRF:Fc) on rheumatoid arthritis evaluated by Doppler ultrasonography. Ann Rheum Dis 2003 (i trykken).
  3. CA Doppler. Über das farbige Licht der Doppelsterne und einiger anderer Gerstirne des Himmels. Abh Konigl-Böhm Ges 1843;2:465-82.
  4. Erickson SJ, Mewissen MW, Foley WD et al. Stenosis of the internal carotid artery: assessment using color Doppler imaging compared with angiography. AJR Am J Roentgenol 1989;152:1299-305.
  5. Yagel S, Anteby EY, Shen O et al. Placental blood flow measured by simultaneous multigate spectral Doppler imaging in pregnancies complicated by placental vascular abnormalities. Ultra sound Obstet Gynecol 1999;14: 262-6.
  6. Egeblad H, Dligacz K. Diagnosticering af thrombophlebitis i underekstremitetens dybe vener ved hjælp af Doppler-ultralydapparatur. Ugeskr Læger 1976;138:2652-6.
  7. Backhaus M, Burmester GR, Gerber T et al. Guidelines for musculoskeletal ultrasound in rheumatology. Ann Rheum Dis 2001;60:641-9.
  8. Qvistgaard E, Rogind H, Torp-Pedersen S et al. Quantitative ultrasonography in rheumatoid arthritis: evaluation of inflammation by Doppler technique. Ann Rheum Dis 2001;60:690-3.
  9. Szkudlarek M, Court-Payen M, Strandberg C et al. Power Doppler ultrasonography for assessment of synovitis in the metacarpophalangeal joints of patients with rheumatoid arthritis: a comparison with dynamic magnetic resonance imaging. Arthritis Rheum 2001;44:2018-23.
  10. Terslev L, Qvistgaard E, Torp-Pedersen S et al. Ultrasound and Power Doppler findings in jumper's knee - preliminary observations. Eur J Ultrasound 2001;13:183-9.
  11. Walther M, Harms H, Krenn V et al. Correlation of power Doppler sonography with vascularity of the synovial tissue of the knee joint in patients with osteoarthritis and rheumatoid arthritis. Arthritis Rheum 2001;44:331-8.
  12. Hau M, Schultz H, Tony HP et al. Evaluation of pannus and vascularization of the metacarpophalangeal and proximal interphalangeal joints in rheumatoid arthritis by high-resolution ultrasound (multidimensional linear array). Arthritis Rheum 1999;42:2303-8.
  13. Torp-Pedersen T, Torp-Pedersen S, Bliddal H. Diagnostic value of ultrasonography in epiconylitis. Ann Intern Med 2002;136:781-2.
  14. Backhaus M, Kamradt T, Sandrock D et al. Arthritis of the finger joints: a comprehensive approach comparing conventional radiography, scintigraphy, ultrasound, and contrast-enhanced magnetic resonance imaging. Arthritis Rheum 1999;42:1232-45.
  15. Schmidt WA, Volker L, Zacher J et al. Colour Doppler ultrasonography to detect pannus in knee joint synovitis. Clin Exp Rheumatol 2000;18:439-44.
  16. Stone M, Bergin D, Whelan B et al. Power Doppler ultrasound assessment of rheumatoid hand synovitis. J Rheumatol 2001;28:1979-82.
  17. Newman JS, Laing TJ, McCarthy CJ et al. Power Doppler sonography of synovitis: assessment of therapeutic response - preliminary observations. Radiology 1996;198:582-4.
  18. Adamson SL. Arterial pressure, vascular input impedance, and resistance as determinants of pulsatile blood flow in the umbilical artery. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol 1999;84:119-25.
  19. Bude RO, Rubin JM. Effect of downstream cross-sectional area of an arterial bed on the resistive index and the early systolic acceleration. Radiology 1999;212:732-8.
  20. Midiri M, Iovane A, Finazzo M et al. Color Doppler-echo in rheumatoid arthritis with extra-articular location. Preliminary experience. Radiol Med (Torino) 1999;98:123-6.





Summary

Summary Ultrasound investigations in rheumatology using Doppler ultrasonography Ugeskr Læger 2004,166:371-374 Introduction: The aim of the study was to investigate the use of Doppler ultrasonography in the evaluation of abnormal flow in musculoskeletal diseases in rheumatology. Material and methods: A total of 4121 musculoskeletal ultrasound scans were supplemented with Doppler ultrasono-graphy using an Acuson Sequoia with a linear transducer of 8-15 MHz. Control scans were carried out on healthy control persons and in patients without inflammatory conditions. The degree of vascularisation in the joints was assessed by the amount of coloured pixels in relation to the total amount of pixels in the region of interest using a pc-based programme (Corel Photo-Paint 7). Results: Doppler ultrasonography was useful in assessing inflammation in superficial joints, tendons, and tendon sheaths in patients with clinical signs of inflammation but only seldom in deeply located joints. Doppler evaluation proved useful in the distinction between synovial hypertrophy and fluid in joint cavities and around tendons. Treatment response could be seen after successful anti-inflammatory treatment as a decrease in coloured pixels in the area of interest. Discussion: Doppler ultrasonography will add valuable information to the grey-scale ultrasound investigations of joints and tendons and will often make it possible to differentiate between active and non-active synovial hypertrophy.

Referencer

  1. Hau M, Kneitz C, Tony HP et al. High resolution ultrasound detects a decrease in pannus vascularisation of small finger joints in patients with rheumatoid arthritis receiving treatment with soluble tumour necrosis factor alpha receptor (etanercept). Ann Rheum Dis 2002;61:55-8.
  2. Terslev L, Torp-Pedersen S, Qvistgaard E et al. Effects of treatment with etanercept (ENBREL, TNRF:Fc) on rheumatoid arthritis evaluated by Doppler ultrasonography. Ann Rheum Dis 2003 (i trykken).
  3. CA Doppler. Über das farbige Licht der Doppelsterne und einiger anderer Gerstirne des Himmels. Abh Konigl-Böhm Ges 1843;2:465-82.
  4. Erickson SJ, Mewissen MW, Foley WD et al. Stenosis of the internal carotid artery: assessment using color Doppler imaging compared with angiography. AJR Am J Roentgenol 1989;152:1299-305.
  5. Yagel S, Anteby EY, Shen O et al. Placental blood flow measured by simultaneous multigate spectral Doppler imaging in pregnancies complicated by placental vascular abnormalities. Ultrasound Obstet Gynecol 1999;14: 262-6.
  6. Egeblad H, Dligacz K. Diagnosticering af thrombophlebitis i underekstremitetens dybe vener ved hjælp af Doppler-ultralydapparatur. Ugeskr Læger 1976;138:2652-6.
  7. Backhaus M, Burmester GR, Gerber T et al. Guidelines for musculoskeletal ultrasound in rheumatology. Ann Rheum Dis 2001;60:641-9.
  8. Qvistgaard E, Rogind H, Torp-Pedersen S et al. Quantitative ultrasonography in rheumatoid arthritis: evaluation of inflammation by Doppler technique. Ann Rheum Dis 2001;60:690-3.
  9. Szkudlarek M, Court-Payen M, Strandberg C et al. Power Doppler ultrasonography for assessment of synovitis in the metacarpophalangeal joints of patients with rheumatoid arthritis: a comparison with dynamic magnetic resonance imaging. Arthritis Rheum 2001;44:2018-23.
  10. Terslev L, Qvistgaard E, Torp-Pedersen S et al. Ultrasound and Power Doppler findings in jumper's knee - preliminary observations. Eur J Ultrasound 2001;13:183-9.
  11. Walther M, Harms H, Krenn V et al. Correlation of power Doppler sonography with vascularity of the synovial tissue of the knee joint in patients with osteoarthritis and rheumatoid arthritis. Arthritis Rheum 2001;44:331-8.
  12. Hau M, Schultz H, Tony HP et al. Evaluation of pannus and vascularization of the metacarpophalangeal and proximal interphalangeal joints in rheumatoid arthritis by high-resolution ultrasound (multidimensional linear array). Arthritis Rheum 1999;42:2303-8.
  13. Torp-Pedersen T, Torp-Pedersen S, Bliddal H. Diagnostic value of ultrasonography in epiconylitis. Ann Intern Med 2002;136:781-2.
  14. Backhaus M, Kamradt T, Sandrock D et al. Arthritis of the finger joints: a comprehensive approach comparing conventional radiography, scintigraphy, ultrasound, and contrast-enhanced magnetic resonance imaging. Arthritis Rheum 1999;42:1232-45.
  15. Schmidt WA, Volker L, Zacher J et al. Colour Doppler ultrasonography to detect pannus in knee joint synovitis. Clin Exp Rheumatol 2000;18:439-44.
  16. Stone M, Bergin D, Whelan B et al. Power Doppler ultrasound assessment of rheumatoid hand synovitis. J Rheumatol 2001;28:1979-82.
  17. Newman JS, Laing TJ, McCarthy CJ et al. Power Doppler sonography of synovitis: assessment of therapeutic response - preliminary observations. Radiology 1996;198:582-4.
  18. Adamson SL. Arterial pressure, vascular input impedance, and resistance as determinants of pulsatile blood flow in the umbilical artery. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol 1999;84:119-25.
  19. Bude RO, Rubin JM. Effect of downstream cross-sectional area of an arterial bed on the resistive index and the early systolic acceleration. Radiology 1999;212:732-8.
  20. Midiri M, Iovane A, Finazzo M et al. Color Doppler-echo in rheumatoid arthritis with extra-articular location. Preliminary experience. Radiol Med (Torino) 1999;98:123-6.