Analyse der perifokalen Infiltrationszone des Glioblastoma multiforme (GBM) im Vergleich zum Umgebungsödem von Metastasen mittels T2-Mapping

Abstract

Hintergrund: Das Glioblastoma multiforme (GBM) ist ein hochmaligner, diffus infiltrativ wachsender Hirntumor. Peritumorale T2-Hyperintensitäten des GBM bestehen aus infiltrierenden Tumorzellen und Begleitödem. Die Unterscheidung dieser Teilvolumina durch konventionelle bildgebende Verfahren ist schwierig.

Zielsetzung: Das Ziel dieser Arbeit war die Analyse des Differenzierungspotentials des T2-Mappings zwischen Tumorzellen und Begleitödem in der perifokalen Infiltrationszone von GBM. Als Vergleichsgruppe diente das vasogene Ödem bei Hirnmetastasen.

Methodik: Insgesamt 32 Patienten mit einem GBM und 30 Patienten mit Hirnmetastasen (Mindestalter 18 Jahre) wurden in die Studie eingeschlossen. Die Differenzierung der perifokalen T2-Hyperintensitäten des GBM und der Metastasen erfolgte über einen Vergleich der Größenausdehnung in Bezug zum kontrastmittel-(KM)-anreichernden Tumor und der T2-Mittelwerte bzw. Pixelwerte. Abschließend wurden die T2-Werte der GBM-Nahfelder (5 mm, 10 mm) unmittelbar um das KM-anreichernde GBM mit dem perifokalen Ödem der Metastasen verglichen.

Ergebnisse: Patienten mit Metastasen zeigten verglichen mit GBM-Patienten eine im Verhältnis zum KM-anreichernden Tumor signifikant größere Ausdehnung der perifokalen T2-Hyperintensität (p<0,001). Ein Vergleich der mittleren T2-Werte der gesamten perifokalen T2-Signalveränderungen in den Gruppen ergab keinen signifikanten Unterschied (p=0,0554). In der pixelweisen Analyse (Metastasen 262 ± 66 ms vs. GBM 247 ± 68 ms; p<0,001) und in der Nahfeldanalyse (Metastasen 256 ± 60 ms vs. GBM-5-mm: 213 ± 49 ms; p=0,0037 und vs. GBM-10-mm: 211 ± 49 ms; p=0,0025) zeigten GBM-Patienten signifikant niedrigere Werte.

Schlussfolgerung: Eine pixelweise Analyse der T2-Werte kann zwischen der Infiltrationszone eines GBM und einem vasogenen Ödem einer Metastase unterscheiden. Nahfeld-Analysen lassen eine erhöhte Tumorzell-Akkumulation unmittelbar um das KM-anreichernde GBM vermuten. Diese Informationen könnten für die therapeutische Planung und für die Verlaufsbeurteilung beim GBM von Nutzen sein.

Background: Glioblastoma multiforme (GBM) is a highly malignant diffuse infiltrative brain tumor. Peritumoral T2-hyperintensities of GBM consist of infiltrating tumor cells and edema. The distinction of these subvolumes by conventional imaging techniques proves to be difficult.

Objectives: The aim of this work was the evaluation of the differentiation potential of T2-mapping between tumor cells and edema in the perifocal infiltration zone of GBM. The vasogenic edema of brain metastases served as a comparison group.

Methods: 32 patients with GBM and 30 patients with brain metastasis were included (minimum age 18 years). The differentiation of the perifocal T2-hyperintensities of GBM and metastases was carried by the comparison of the size expansion in relation to the contrast-enhancing tumor and of the T2-mean- and -pixel-values. Finally, the T2-values of the GBM near-fields (5 mm, 10 mm) immediately surrounding the contrast-enhancing GBM were compared with the perifocal edema of the metastases.

Results: In relation to the contrast-enhancing tumor part, patients with metastases showed a significantly greater extent of the perifocal T2-hyperintensity compared to GBM patients (p<0.001). No significant differences were found comparing the mean T2-values of the total perifocal T2-signal changes in the comparison groups (p=0.0554). The pixel-by-pixel analysis of T2-hyperintensities (metastases 262 ± 66 ms vs. GBM 247 ± 68 ms; p<0.001) and the near-field analysis (metastases 256 ± 60 ms vs. GBM-5-mm: 213 ± 49 ms; p=0.0037 and vs. GBM-10-mm: 211 ± 49 ms; p=0.0025) revealed significantly lower T2-values in the GBM-group.

Conclusion: Using pixel-by-pixel analysis of T2-values, a distinction can be made between the infiltration zone of a GBM and the vasogenic edema of a metastasis. The near-field analysis suggests increased tumor cell accumulation directly to contrast-enhancing GBM. This information can be useful both for therapeutic planning and for the follow-up assessment of GBM.