The Safety and Clinical Applications of Intrathecal Gadolinium-Enhanced MRI : A Systematic Review and Case Report
Hantula, Oona (2017)
Hantula, Oona
2017
Lääketieteen lisensiaatin tutkinto-ohjelma - Licentiate's Degree Programme in Medicine
Lääketieteen ja biotieteiden tiedekunta - Faculty of Medicine and Life Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2017-03-21
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:uta-201703221330
https://urn.fi/URN:NBN:fi:uta-201703221330
Tiivistelmä
Gadoliniumpohjaisia kontrastiaineita käytetään magneettikuvauksessa lisäämään kuvien kontrastia ja parantamaan kudosten erottelukykyä. Intravaskulaarisessa käytössä niitä on pidetty erittäin turvallisina ja hyvin siedettyinä, mutta viime vuosina on havaittu, että gadoliniumia voi kertyä aivokudokseen. Vaikka gadoliniumpohjaisten kontrastiaineiden intratekaalinen käyttö ei ole virallisesti hyväksyttyä, menetelmän turvallisuus on osoitettu alustavasti useissa kliinisissä tutkimuksissa. Mahdollisia käyttöaiheita intratekaalisella gadoliniumilla tehostetulle magneettikuvaukselle (GdMK) ovat muun muassa likvorivuotojen ja likvorikierron häiriöiden diagnostiikka. Tämän katsauksen tavoite oli selvittää GdMK:n turvallisuutta ja hyödyllisyyttä aivojen ja selkäydinkanavan poikkeavuuksien diagnostiikassa.
Kirjallisuushaussa Medline- ja Scopus-tietokannoista etsittiin alkuperäisartikkeleita ja tapausselostuksia, joissa 1) arvioitiin GdMK:n turvallisuutta ja/tai hyötyä kliinisessä käytössä, ja 2) kuvattiin toimenpiteen suoritus yksityiskohtaisesti. Täydentävää hakua tehtiin aihetta käsittelevien artikkelien kirjallisuusluetteloista. Katsaukseen otettiin mukaan 28 alkuperäisartikkelia ja 8 tapausselostusta. Neljässä tutkimuksessa GdMK:ta verrattiin suoraan yhteen tai useampaan muuhun kuvantamismenetelmään ja raportoitiin menetelmille diagnostisten testien tunnuslukuja (herkkyys, tarkkuus, PPV, NPV). Näiden neljän tutkimuksen laatua arvioitiin soveltaen QUADAS-2-kriteereitä. Meta-analyysiä ei tehty, koska aineisto oli heterogeeninen.
Yhteensä 790 tutkimushenkilöä kuvannettiin GdMK:lla. Vakavia haittatapahtumia ei raportoitu. Yleisin haitta oli toimenpiteen jälkeinen päänsärky, jota esiintyi 83 potilaalla (11 %). Yhdelle potilaalle nousi toimenpiteen jälkeen kuume, yksi kärsi ohimenevästä täydellisestä muistin-menetyksestä (TGA) ja yksi sairastui bakteerimeningiittiin. GdMK:n herkkyys kallonpohjan likvorivuotojen diagnostiikassa oli 89-98 %. Kolme tutkimusta raportoi GdMK:n olevan varjoaine-TT:tä herkempi selkäydinkanavan likvorivuotojen diagnostiikassa. Lisäksi GdMK todettiin hyödylliseksi araknoidaalikystien, hydrokefaluksen ja neurokystiserkoosin diagnostiikassa.
Gadoliniumpohjaisten kontrastiaineiden intratekaalinen käyttö vaikuttaa olevan turvallista ja hyvin siedettyä. Intravaskulaariseen käyttöön liittyvät haitat tulee kuitenkin huomioida myös intratekaalisessa käytössä, ja gadoliniumpohjaisia kontrastiaineita tulisi käyttää varoen potilailla, joilla on munuaisten vajaatoiminta. Vaikka intratekaaliset annokset ovat intravaskulaarisiin annoksiin nähden pieniä, intratekaaliseen käyttöön voi liittyä vaikeasti ennakoitavia haittoja, sillä annostelureitti vaikuttaa kontrastiaineen kinetiikkaan. GdMK:n etuja ovat säteilyrasituksen puuttuminen ja TT:tä parempi herkkyys muun muassa likvorivuotojen diagnostiikassa, mutta pitkäaikaishaittojen riski on huomioitava gadoliniumin intratekaalista käyttöä harkittaessa.
Abstract
Background: The intravenous use of gadolinium-based contrast agents (GBCAs) in MR imaging is well-established in clinical practice. GBCAs were long considered to be extremely safe, but in recent years some concerns have been raised over possible long-term adverse effects, including deposition of gadolinium in neural tissue. The intrathecal use of GBCAs is not approved by the EMA or FDA, but its relative safety and tolerability has been reported in several clinical studies. When administered intrathecally, GBCAs provide enhancement of CSF and good contrast between CSF and parenchyma. Therefore, potential clinical applications include evaluation of the subarachnoid space, CSF fistulas, and CSF flow dynamics. The objective of this review was to assess the safety and diagnostic value of intrathecal gadolinium-enhanced MRI (GdMRI) in clinical practice.
Materials and methods: A search was carried out in the Medline and Scopus databases up to 30 November 2016. Original articles and case reports that 1) evaluated the safety and/or the diagnostic performance of GdMRI and 2) provided detailed information on the procedure were included. Data was collected on study design, sample size, patient demographics, GBCA type and dose, administration procedure, follow-up, adverse events, and diagnostic performance. Modified QUADAS-2 criteria were used to assess the methodological quality of four studies that compared GdMRI to other imaging modalities and reported diagnostic performance characteristics for GdMRI. Meta-analysis was not attempted due to the heterogeneity of the included studies.
Results: A total of 36 studies with 790 subjects were included. There were no reports of serious adverse events associated with GdMRI. The most frequent adverse effect was mild to moderate postprocedural headache, which was reported in 83 patients (11 %). One patient developed a fever, one had an episode of TGA, and one developed pneumococcal meningitis after the procedure. In detection and localization of skull-base CSF leaks, four studies reported a sensitivity of 89-96 % for GdMRI. Three studies reported improved detection and localization of spinal CSF leaks by GdMRI compared to CECT. The diagnostic value of GdMRI for the evaluation of arachnoid cysts, hydrocephalus, and neurocysticercosis was also reported in small patient series.
Conclusion: The intrathecal use of GBCAs appears to be safe and well-tolerated in the short term. Careful consideration is called for when performing GdMRI in patients with renal insufficiency, and the use of high-risk compounds should be avoided in all patients regardless of renal function. Although intrathecal doses of GBCAs are significantly lower than intravenous doses, no direct comparison can be made between the two due to differences in clearance kinetics. Because the experience on the intrathecal use of GBCAs is limited, the long-term safety of GdMRI remains unclear. In the diagnosis of CSF fistulas, GdMRI appears to have a higher sensitivity than CECT, and several small studies have shown the potential value of GdMRI in various other clinical situations. The benefits of improved diagnostics and lack of radiation exposure need to be weighed against the potential risk of long-term adverse effects when considering the intrathecal use of GBCAs, especially in young patients. More research is needed on the long-term safety of GdMRI before its widespread clinical use can be recommended.
Kirjallisuushaussa Medline- ja Scopus-tietokannoista etsittiin alkuperäisartikkeleita ja tapausselostuksia, joissa 1) arvioitiin GdMK:n turvallisuutta ja/tai hyötyä kliinisessä käytössä, ja 2) kuvattiin toimenpiteen suoritus yksityiskohtaisesti. Täydentävää hakua tehtiin aihetta käsittelevien artikkelien kirjallisuusluetteloista. Katsaukseen otettiin mukaan 28 alkuperäisartikkelia ja 8 tapausselostusta. Neljässä tutkimuksessa GdMK:ta verrattiin suoraan yhteen tai useampaan muuhun kuvantamismenetelmään ja raportoitiin menetelmille diagnostisten testien tunnuslukuja (herkkyys, tarkkuus, PPV, NPV). Näiden neljän tutkimuksen laatua arvioitiin soveltaen QUADAS-2-kriteereitä. Meta-analyysiä ei tehty, koska aineisto oli heterogeeninen.
Yhteensä 790 tutkimushenkilöä kuvannettiin GdMK:lla. Vakavia haittatapahtumia ei raportoitu. Yleisin haitta oli toimenpiteen jälkeinen päänsärky, jota esiintyi 83 potilaalla (11 %). Yhdelle potilaalle nousi toimenpiteen jälkeen kuume, yksi kärsi ohimenevästä täydellisestä muistin-menetyksestä (TGA) ja yksi sairastui bakteerimeningiittiin. GdMK:n herkkyys kallonpohjan likvorivuotojen diagnostiikassa oli 89-98 %. Kolme tutkimusta raportoi GdMK:n olevan varjoaine-TT:tä herkempi selkäydinkanavan likvorivuotojen diagnostiikassa. Lisäksi GdMK todettiin hyödylliseksi araknoidaalikystien, hydrokefaluksen ja neurokystiserkoosin diagnostiikassa.
Gadoliniumpohjaisten kontrastiaineiden intratekaalinen käyttö vaikuttaa olevan turvallista ja hyvin siedettyä. Intravaskulaariseen käyttöön liittyvät haitat tulee kuitenkin huomioida myös intratekaalisessa käytössä, ja gadoliniumpohjaisia kontrastiaineita tulisi käyttää varoen potilailla, joilla on munuaisten vajaatoiminta. Vaikka intratekaaliset annokset ovat intravaskulaarisiin annoksiin nähden pieniä, intratekaaliseen käyttöön voi liittyä vaikeasti ennakoitavia haittoja, sillä annostelureitti vaikuttaa kontrastiaineen kinetiikkaan. GdMK:n etuja ovat säteilyrasituksen puuttuminen ja TT:tä parempi herkkyys muun muassa likvorivuotojen diagnostiikassa, mutta pitkäaikaishaittojen riski on huomioitava gadoliniumin intratekaalista käyttöä harkittaessa.
Abstract
Background: The intravenous use of gadolinium-based contrast agents (GBCAs) in MR imaging is well-established in clinical practice. GBCAs were long considered to be extremely safe, but in recent years some concerns have been raised over possible long-term adverse effects, including deposition of gadolinium in neural tissue. The intrathecal use of GBCAs is not approved by the EMA or FDA, but its relative safety and tolerability has been reported in several clinical studies. When administered intrathecally, GBCAs provide enhancement of CSF and good contrast between CSF and parenchyma. Therefore, potential clinical applications include evaluation of the subarachnoid space, CSF fistulas, and CSF flow dynamics. The objective of this review was to assess the safety and diagnostic value of intrathecal gadolinium-enhanced MRI (GdMRI) in clinical practice.
Materials and methods: A search was carried out in the Medline and Scopus databases up to 30 November 2016. Original articles and case reports that 1) evaluated the safety and/or the diagnostic performance of GdMRI and 2) provided detailed information on the procedure were included. Data was collected on study design, sample size, patient demographics, GBCA type and dose, administration procedure, follow-up, adverse events, and diagnostic performance. Modified QUADAS-2 criteria were used to assess the methodological quality of four studies that compared GdMRI to other imaging modalities and reported diagnostic performance characteristics for GdMRI. Meta-analysis was not attempted due to the heterogeneity of the included studies.
Results: A total of 36 studies with 790 subjects were included. There were no reports of serious adverse events associated with GdMRI. The most frequent adverse effect was mild to moderate postprocedural headache, which was reported in 83 patients (11 %). One patient developed a fever, one had an episode of TGA, and one developed pneumococcal meningitis after the procedure. In detection and localization of skull-base CSF leaks, four studies reported a sensitivity of 89-96 % for GdMRI. Three studies reported improved detection and localization of spinal CSF leaks by GdMRI compared to CECT. The diagnostic value of GdMRI for the evaluation of arachnoid cysts, hydrocephalus, and neurocysticercosis was also reported in small patient series.
Conclusion: The intrathecal use of GBCAs appears to be safe and well-tolerated in the short term. Careful consideration is called for when performing GdMRI in patients with renal insufficiency, and the use of high-risk compounds should be avoided in all patients regardless of renal function. Although intrathecal doses of GBCAs are significantly lower than intravenous doses, no direct comparison can be made between the two due to differences in clearance kinetics. Because the experience on the intrathecal use of GBCAs is limited, the long-term safety of GdMRI remains unclear. In the diagnosis of CSF fistulas, GdMRI appears to have a higher sensitivity than CECT, and several small studies have shown the potential value of GdMRI in various other clinical situations. The benefits of improved diagnostics and lack of radiation exposure need to be weighed against the potential risk of long-term adverse effects when considering the intrathecal use of GBCAs, especially in young patients. More research is needed on the long-term safety of GdMRI before its widespread clinical use can be recommended.