Die radiologische Bildgebung besitzt im Rahmen der Leberchirurgie eine zentrale Rolle bei der Detektierung, Charakterisierung und Differenzierung fokaler Leberläsionen sowie der Darstellung der exakten anatomischen Verhältnisse vor leberchirurgischen Eingriffen. Im Zuge der fortschreitenden radiologischen Entwicklung haben sich hierzu zwei bildgebende Verfahren hervorgetan, nämlich die CT und die MRT. Die CT mit schneller Untersuchungszeit und hoher räumlicher Auflösung eignet sich vor allem zur exakten Darstellung der chirurgisch wichtigen anatomischen Leberverhältnisse. Die MRT hat in den letzten Jahren aufgrund der Einführung immer schnellerer Sequenzen sowie der Verwendung Leber-spezifischer Kontrastmittel eine zentrale Rolle eingenommen und sich mittlerweile als bildgebendes Verfahren der Wahl in der Läsionsdiagnostik etabliert. So steht zur Charakterisierung fokaler Leberläsionen mit dem leberspezifischen Kontrastmittel Gd-EOB-DTPA seit einiger Zeit ein Kontrastmittel zur Verfügung, welches die Vorteile unspezifischer und leberspezifischer Kontrastmittel vereint. Auch wenn schon viele Studien zu den oben genannten Themenkomplexen veröffentlicht wurden, ist doch eine ständige Neubewertung der radiologischen Verfahren und der Zusammenhänge in diesem Kontext notwendig. Das Ziel der hier dargelegten Studien war es daher, Forschungsergebnisse vorzustellen, die sich mit den oben dargestellten Problemfeldern befassen. Eine wichtige Differenzierung in der Leberdiagnostik ist die Unterscheidung zwischen einer FNH und einem HCA. Hier scheint laut aktueller Studienlage die Gd-EOB-DTPA-verstärke MRT eine zentrale Rolle einzunehmen. Ein Problem aktueller Studien beruht jedoch auf der tatsächlichen Quantifizierung der Gd-EOB-DTPA-Aufnahme dieser Läsionen sowie dem fehlendem Referenzstandard dieser Studien. Entscheidendes Einschlusskriterium für die hier vorgelegten Studien war eine histopathologische Verifizierung aller Läsionen. In einem ersten Schritt wurden die Gd-EOB-DTPA-verstärkten MRT-Charakteristika von histologisch gesicherten HCA evaluiert (Originalarbeit 1). Insgesamt wurden dazu 24 Patienten mit 34 histologisch gesicherten HCA durch zwei erfahrene Untersucher im Konsensus analysiert. Es konnte gezeigt werden, dass HCA signifikant Gd- EOB-DTPA in der hepatobiliären Phase aufnehmen (50 (±55)% SI-Steigerung; p<0,001), wenn auch signifikant weniger als das umgebende Lebergewebe (116 (±89) % SI-Steigerung; p<0,001). In der hepatobiliären Phase waren 31 (91%) der HCA visuell hypointens im Vergleich zum umliegenden Lebergewebe; nur 3 HCA zeigten sich iso- bis hyperintens. In einem zweiten Schritt wurden die Gd-EOB- DTPA-verstärkten MRT-Charakteristika von histologisch gesicherten FNH evaluiert (Originalarbeit 2). Es wurden insgesamt 27 Patienten mit 36 FNH durch zwei erfahrene Untersucher im Konsensus analysiert. Es konnte gezeigt werden, dass FNH im Vergleich zum Lebergewebe signifikant Gd-EOB-DTPA in der hepatobiliären Phase aufnehmen (p<0,001), wobei die Gd-EOB-DTPA-Aufnahme im Randbereich (145 (±112)% SI-Steigerung) signifikant höher war als die Aufnahme der gesamten Läsion (127 (±90)% SI-Steigerung) oder der zentralen Narbe (102 (±62)% SI-Steigerung; p<0,001). Visuell zeigten sich in der hepatobiliären Phase 26 (72%) der FNH homogen hyperintens, während sich 3 FNH (8%) mit heterogenem Enhancement und 7 FNH (19%) mit einem deutlichen Randbereich- Enhancement zeigten. In Originalarbeit 3 wurden die MRT und Gd-EOB-DTPA- Charakteristika in einem größeren Patientenkollektiv (dem bisher größten veröffentlichten Patientenkollektiv mit histopathologischer Sicherung) von histologisch gesicherten HCA und FNH evaluiert. Es wurden 68 Patienten mit insgesamt 115 histopathologisch gesicherten Läsionen (44 FNH und 71 HCA) durch 2 verblindete Untersucher im Konsens retrospektiv ausgewertet. Als bester MRT- Parameter in unserer Studie zeigte sich eine starke Gd-EOB-DTPA-Aufnahme der FNH gegenüber einer hypointensen Darstellung des HCA in der hepatobiliären Phase (Genauigkeit von 92%). Dieser Parameter zeigte eine bessere Genauigkeit als alle anderen morphologischen und dynamischen Parameter allein und in Kombination (Genauigkeit von 54-85%). Bezüglich der präoperativen Evaluierung der anatomischen Verhältnisse vor leberchirurgischen Eingriffen wurden in einer Studie zur Bestimmung der diagnostischen Genauigkeit der CT mit CTA bezüglich therapierelevanter Gefäßkonfigurationen und der Prädiktabilität des möglichen Auftretens eines Splenic Artery Steal Syndroms post transplantationem bei Zirrhosepatienten vor Lebertransplantation (Originalarbeit 4) insgesamt 145 Patienten eingeschlossen. Ausgewertet wurden die axialen CT-Datensätze sowie je nach Bedarf die 3D-Datensätze durch zwei verblindete Radiologen. Es wurden alle therapierelevanten hepatischen Normvarianten (akzessorische oder dystope Gefäße, Truncus coeliacus-Stenosen, Pfortaderthrombosen) dokumentiert. Bezüglich des möglichen Auftretens eines Splenic Artery Steal Syndroms wurden das Milzvolumen, die Milzgröße sowie der Durchmesser der Milzarterie erhoben. Es konnte gezeigt werden, dass im Hinblick auf das operative Vorgehen bei möglicher Lebertransplantation die präoperative CTA mit Anfertigung von 3Ds eine zuverlässige und umfassende Visualisierung der hepatischen Gefäßsituation gewährleistet. Bei 12 Patienten trat nach Lebertransplantation ein SASS auf. Die logistische Regressionsanalyse ergab ein Milzvolumen von ≥829 ml als prädiktiven Faktor für das mögliche Auftreten eines SASS post transplantationem (Genauigkeit: 75%; p=0,0105). Zur Bestimmung des Zugewinns von Modulationen des FW in der Schwellenwert-basierten Lebervolumetrie (Originalarbeit 5) wurden insgesamt 20 Patienten ausgewertet, die eine Gd-EOB-DTPA-verstärkte MRT der Leber mit einer späten KM-gestützten T1-gewichteten 3-D-Sequenz mit alternierendem FW von 10° (FW10) und 30° (FW30) erhielten. Die Lebervolumetrien wurden von zwei verblindeten, unabhängigen Untersuchern (U1 und U2) in zwei Schritten ausgewertet: manuell (man) und schwellenwert-basiert (thresh; Studienmethode) jeweils mit nachfolgendem Optimierungsschritt (man+opt und thresh+opt; Referenzmethode: man+opt (FA10)). Die entsprechenden Lebervolumina und Segmentationszeiten wurden verglichen. Der Leberumrechnungsfaktor wurde anhand des Gesamtlebervolumens und des Schwellenwert-basierten Lebervolumens berechnet. Thresh+opt (FA10) zeigte sich signifikant schneller als die Referenzmethode (p<0,001). Beide Untersucher überschätzten jedoch das mediane Volumen im Vergleich zum Referenzvolumen mit jeweils 4% und 8% (p<0,001). Mittels thresh+opt (FA30) zeigte sich die Lebervolumetrie noch schneller (p<0,001) mit geringer medianer Volumenabweichung im Vergleich zum Referenzvolumen (0% und 2%; für beide Untersucher p>0,2). Der Umrechnungsfaktor zur Bestimmung des Anteils des Gesamtlebervolumens am Schwellenwert-basierten Lebervolumen lag bei 10%. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass sich die Schwellenwert-basierte Lebervolumetrie mittels Gd-EOB-DTPA-MRT mit hepatobiliärer Phase gut zur Bestimmung des funktionellen Lebervolumens eignet, wobei sich mit Erhöhung des FW ein Vorteil bezüglich Genauigkeit und Segmentationszeit ergibt. Schlussfolgernd ist festzuhalten, dass in den oben genannten Studien gezeigt werden konnte, dass HCA und FNH spezifische Gd-EOB-DTPA-Charakteristika aufweisen, die eine Differenzierung beider Läsionen möglich machen. Zur präoperativen Planung können die vaskulären anatomischen Verhältnisse durch CT mit CTA sicher dargestellt werden und eine Abschätzung des Risikos für das Auftreten eines möglichen Splenic Artery Steal Syndroms erfolgen. Zusätzlich eignet sich die Gd-EOB- DTPA-MRT mit hepatobiliärer Phase zur Bestimmung des Schwellenwert-basierten Lebervolumens, wobei sich ein Vorteil bei der Verwendung eines höheren FW ergibt.
Radiological imaging plays a central role in the detection, characterization and differentiation of focal liver lesions as well as the preoperative evaluation of the exact anatomical conditions in patients undergoing liver surgery. Computed tomography (CT) is particularly suitable for the exact determination of surgically important anatomical liver conditions due to fast image acquisition and high spatial resolution. However, with the introduction of faster sequences and the use of liver-specific contrast agents such as Gd- EOB-DTPA, magnetic resonance imaging (MRI) is now the method of choice for the differentiation of liver lesions. Although many studies on the topics listed above have already been published, an ongoing re-evaluation of radiological procedures is necessary. The presented studies address the diagnostic problems outlined above. The differentiation of focal nodular hyperplasias (FNHs) and hepatocellular adenomas (HCAs) is an important aspect in liver imaging. According to current studies, Gd-EOB-DTPA-enhanced MRI plays a central role in the differentiation of both lesions. However, many of those studies are limited in power due to small sample size or inconclusive reference standards consisting only of follow-up examinations in a substantial number of included cases without conclusive subgroup analysis of confirmed cases. Therefore, the central inclusion criterion for all studies presented herein was the histopathological validation of all included lesions. In a first step, Gd-EOB- DTPA-enhanced MRI characteristics of 24 patients with 34 histopathologically confirmed HCAs were retrospectively evaluated by 2 radiologists in consensus (original article 1). All HCAs showed enhancement (SI increase, 50 ± 55 %; P <0.001) in the hepatobiliary phase, although liver uptake was stronger (116 ± 89 %). Thus, 31 of all HCAs (91 %) appeared hypointense to the surrounding liver in the hepatobiliary phase, while 3 out of 34 lesions were iso-/hyperintense. In a second step, Gd-EOB-DTPA-enhanced FNHs MRI characteristics of 27 patients with 36 FNHs were evaluated by 2 radiologists in consensus (original article 2). All FNHs (100%) showed enhancement (overall SI increase, 118% (±91%), P<0.001) in the hepatobiliary phase, with at least partial hyperintensity to the liver. Upon visual comparison, 3 of 36 FNHs showed heterogeneous/partial enhancement (8%) and 7 (19%) showed rim- accentuated enhancement. In a third step, Gd-EOB-DTPA-enhanced MRI characteristics of histopathologically confirmed FNHs and HCAs was evaluated in a larger patient collective (original article 3). Sixty-eight patients with 115 histopathologically confirmed lesions (FNHs, n=44; HCAs, n=71) examined with gadoxetic acid enhanced MRI were retrospectively enrolled. Two radiologists evaluated all MR-images regarding morphological features as well as the vascular and hepatocyte specific enhancement in consensus. For the hepatobiliary phase, relative enhancement of the lesions and lesion to liver enhancement were significantly lower for HCAs (mean, 48.7 (±48.4)% and 49.4 (±33.9)%) compared to FNHs (159.3 (±92.5) %; and 151.7 (±79)%; accuracy of 89% and 90%, respectively; P<0.001). Visual strong uptake of FNHs vs. hypointensity of HCAs in the hepatobiliary phase resulted in an accuracy of 92%. This parameter was superior to all other morphologic and dynamic vascular criteria alone and in combination (accuracy, 54-85%). The accuracy of CT for preoperative assessment of hepatic vascular anatomy and the identification of liver-transplantation (OLT) patients at risk of developing subsequent splenic artery steal syndrome (SASS) was evaluated in the fourth study (original article 4). A total of 145 patients with liver cirrhosis who had undergone OLT and pre-operative three-phase CT were enrolled retrospectively. CT and three- dimensional post-processing (3Ds) data sets were reviewed by two independent, blinded radiologists regarding the vascular liver anatomy. It was shown that CT with 3Ds is highly accurate for pre-operative hepatic vessel evaluation in patients before OLT. Twelve patients developed SASS after OLT. The logistic regression model revealed spleen volume (P=0.0105) as a predictive factor of SASS. With spleen volumes ≥829 ml, an accuracy of 75% for prediction of SASS was achieved. Practicability of threshold-based segmentation of liver volume using Gd-EOB enhanced MRI including a customized 3D sequence were evaluated in the fifth study. A total of 20 patients examined with Gd-EOB MRI (hepatobiliary phase T1-weighted 3D sequence (VIBE); flip angle (FA), 10° and 30°) were enrolled in this retrospective study. The data sets were independently processed by two blinded observers (O1 and O2) in two ways: manual (man) and threshold-based (thresh; study method) segmentation of the liver, each followed by an optimization step (man+opt and thresh+opt; man+opt (FA10°) served as reference method). Resulting liver volumes and segmentation times were compared. A liver conversion factor was calculated in percent, describing the non-hepatocellular fraction of the total liver volume, i.e. bile ducts and vessels. Thresh+opt (FA10°) was significantly faster compared to the reference method leading to a median volume overestimation of 4%/8% (p<0.001). Using thresh+opt (FA30°), segmentation was even faster (p<0.001) and even reduced median volume deviation of 0%/2% (O1/O2; both p>0.2). The liver conversion factor was found to be 10%. It could be shown, that threshold-based liver segmentation employing Gd-EOB-enhanced hepatobiliary phase standard T1-w 3D sequence is accurate and faster compared to the other evaluated segmentation methods. The performance of this approach can be further improved by increasing the FA. In conclusion, the presented studies were able to show that HCAs and FNHs have specific Gd-EOB-DTPA-characteristics enabling the differentiation of both entities. CT with 3Ds is highly accurate for the pre-operative evaluation hepatic vessels. In addition, spleen volume is a good predictive factor for developing SASS after OLT. Furthermore, threshold-based liver segmentation employing Gd-EOB-enhanced hepatobiliary phase with a standard T1-w 3D sequence is accurate and time efficient. The performance of this approach can be further improved by increasing the FA.
