The Development of EERA: Software for Assessing Rheumatic Joint Erosions

Abstract 

Objective

The principal aim of this study was to create a segmentation program, to be used by nonmusculoskeletal or junior fellows, that defines the bones in the metacarpophalangeal joint in a dynamic 3-dimensional image that will lead to higher inter-reader agreement of bone erosion scores.

Methods

The second to fifth metacarpal head and phalangeal bases of 15 participants were rated according to the Rheumatoid Arthritis Magnetic Resonance Imaging Scoring system by one trained and one untrained reader. Two comparisons were made. The first comparison was between the 2 readers using only the traditional 2-dimensional magnetic resonance image set. The second comparison was between the 2 readers, with the untrained reader using a custom segmentation program with traditional 2-dimensional magnetic resonance image set.

Results

The software marginally increased inter-reader reliability with the exception of the second metacarpal head, for which reliability was increased substantially. Future work will concentrate on improving image acquisition, better delineate erosions from surrounding bone oedema, and address methods to directly determine erosion volumes.

Conclusions

Software designed to display dynamic 3-dimensional images enables a relatively untrained user to score the metacarpophalangeal joints in the hand for erosions equivalent to that produced by an expert using the manual methods.

Abrégé 

Objectif

Cette étude a pour but de créer un programme de formation en radiologie musculo-squelettique pour l ‘interprétation de l’articulation métacarpophalangienne à l'aide d'une image dynamique tri-dimensionnelle afin d'amener une corrélation optimale de la gradation des érosions osseuse entre les observateurs.

Méthodologie

La tête des deuxième à cinquième métacarpes et la base des phalanges de 15 participants ont été classées à l'aide de l'échelle RAMRIS (Rheumatoid Arthritis Magnetic Resonance Imaging Scoring) par un évaluateur formé et un second en formation. Deux comparaisons ont été effectuées. La première a eu pour objet les conclusions de chacun des deux évaluateurs effectuées avec l'aide d'acquisitions standards en IRM. La seconde a également porté sur leurs conclusions alors que l'évaluateur non formé a eu recours au programme avec reconstruction tri-dimensionnelle et à l'imagerie avec des acquisitions standards.

Résultats

Le logiciel a permis d'améliorer légèrement la fidélité interévaluateur, à l'exception des conclusions sur la tête du deuxième métacarpe, où la fidélité a été considérablement accrue. Dans le futur, les travaux seront consacrés à l'amélioration de l'acquisition des images, au perfectionnement des méthodes de distinction entre les érosions et les œdèmes osseux adjacents et à la création de méthodes visant à déterminer directement le volume des érosions.

Conclusion

Le logiciel, conçu pour afficher des images dynamiques en trois dimensions, permet à un utilisateur peu formé d'attribuer une gradation aux érosions des articulations métacarpophalangiennes équivalante à celle fournie par un expert employant des méthodes manuelles.

Key Words: Arthritis, Rheumatoid, Magnetic resonance imaging