Multiparametrische Charakterisierung orbitaler Raumforderungen mittels Magnetresonanztomografie

Abstract

Einleitung Orbitale und intraokuläre Raumforderungen sind relativ selten und ihre Differenzierung in benigne und maligne gestaltet sich auf Grund ihrer ähnlichen Symptomatik und mangelnder diagnostischer Hilfsmittel oft problematisch. Ziel dieser Arbeit ist daher die Bewertung der diagnostischen Leistungsfähigkeit der multiparametrischen Magnetresonanztomografie (mpMRT) bei der Unterscheidung maligner von benignen orbitalen Raumforderungen. Material und Methoden An dieser prospektiven, durch die Ethikkommission der Charité – Universitätsmedizin Berlin zugelassenen Studie nahmen 65 Patienten teil, nachdem sie ausführlich aufgeklärt wurden und schriftlich eingewilligt hatten. Die mpMRT wurde an einem 3 Tesla-Gerät unter Verwendung von konventioneller (= anatomischer), diffusionsgewichteter (DWI) und dynamisch kontrastverstärkter (DCE) MR-Bildgebung durchgeführt. Der scheinbare Diffusionskoeffizient (ADC) wurde für jede Raumforderung berechnet. Zur Beurteilung der Permeabilität der Kapillargefäße wurden die Perfusionsparameter Ktrans (= Volumentransferrate vom Blutgefäß in den extravaskulären Extrazellularraum (EZR)), kep (= Flussrate vom extravaskulären EZR zurück ins Blutgefäß), ve (= Volumen des extravaskulären EZR bezogen auf das Volumen des veränderten Gewebes) und iAUC (= initiale Fläche unter der Gadolinium-Konzentrations-Kurve innerhalb der ersten 60 Sekunden) mittels parametrischer Karten generiert. Um das Kontrastmittelverhalten der jeweiligen Raumforderung zu bestimmen, wurden Zeit-Signalintensitäts-Kurven aufgezeichnet. Zwei Radiologen schätzten die MRT-Aufnahmen hinsichtlich der Dignität der jeweiligen Läsion auf einer fünfstufigen Likert-Skala in zwei getrennten Sitzungen ein (zunächst nur konventionelle Sequenzen, danach konventionelle und entweder DWI- oder DCE-Sequenzen). Die Daten wurden mittels Mann-Whitney U-Test und Pearson Chi² Test analysiert. Ergebnisse 33 Patienten hatten maligne orbitale Raumforderungen und 32 Patienten hatten benigne orbitale Raumforderungen (Referenzstandard: Histopathologie in 35 Fällen und klinisches Follow-up bei 30 Patienten). Der Mittelwert des ADC maligner Raumforderungen unterschied sich signifikant von dem Mittelwert (SD) des ADC benigner Raumforderungen (825,4 [437,2] x 10-6 mm²/s und 1257,8 [576,8] x 10-6 mm²/s) (p = 0,001). Ktrans, kep und iAUC zeigten in malignen Raumforderungen signifikant höhere Werte (p < 0,01). Benigne Raumforderungen zeigten höhere ve-Werte, während bei malignen Raumforderungen die ve-Werte niedriger waren. 25 bösartige Raumforderungen zeigten einen Washout-Kurvenverlauf, wohingegen 21 gutartige Raumforderungen einen persistierend steigenden Kurvenverlauf zeigten (p < 0,01). Die Analyse der konventionellen Sequenzen ergab eine moderate Spezifität und eine unbefriedigende Sensitivität. Durch Hinzunahme von DWI- bzw. DCE-Aufnahmen verbesserten sich Spezifität und Sensitivität deutlich. Schlussfolgerung DWI und DCE MR-Bildgebung unterstützen die Differenzierung orbitaler Raumforderungen in benigne und maligne und sollten daher in die Routinediagnostik orbitaler Raumforderungen aufgenommen werden.

Introduction Orbital and intraocular masses are relatively uncommon and it is often difficult to differentiate malignant orbital masses from benign ones due to their similar clinical presentation and insufficient diagnostic tools. Hence, the purpose of this work was to evaluate the diagnostic performance of multiparametric magnetic resonance imaging (mpMRI) in distinguishing benign from malignant orbital masses. Material and methods This prospective IRB approved study with written informed consent included 65 patients. mpMRI at 3 Tesla including sAI (=standard anatomic imaging), DWI (=diffusion-weighted imaging) and DCE (=dynamic contrast enhanced MR imaging) was performed. Apparent diffusion coefficient (ADC) was calculated for each mass. To assess the capillary leakage parametric maps were generated for obtaining the perfusion parameters including Ktrans (= volume transfer constant between blood plasma and extravascular extracellular space (EES)), kep (= efflux rate constant from EES to blood plasma), ve (= EES volume per unit volume of tissue) and iAUC (= initial area under the gadolinium concentration curve during the first 60 s). Time-signal intensity curves were recorded to determine the curve pattern. Two radiologists estimated the likelihood of malignancy on a five-point Likert scale in two separate reading sessions (initially only sAI, afterwards sAI + either DWI or DCE). Data were analyzed using Mann-Whitney U test and Pearson Chi² test. Results 33 patients had malignant orbital masses and 32 patients had benign orbital masses (reference standard histopathology in 35 cases and clinical follow-up in 30 patients). The mean ADC of malignant masses differed significantly from the mean (SD) ADC of benign masses (825.4 [437.2] x 10-6 mm²/sec and 1257.8 [576.8] x 10-6 mm²/sec, respectively) (p = 0.001). Ktrans, kep and iAUC were significantly higher in malignant masses (p < 0.01). Benign masses demonstrated higher values while malignant lesions more often presented lower values of ve. 25 malignant masses showed a washout pattern and 21 benign masses showed a persistent pattern (p < 0.01). The reading of sAI resulted in an only moderate specificity and an unsatisfying sensitivity. Adding DWI and DCE images improved specificity and sensitivity considerably. Conclusion DWI and DCE MR imaging are helpful tools in differentiating malignant from benign orbital masses and should therefore be included in the routine diagnostic approach of orbital masses.