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«DISSERTATION Diagnostische Wertigkeit von MRT und CT bei der Differenzialdiagnose von Nebennierenraumforderungen in einem Patientenkollektiv mit ...»

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Aus dem Institut für Diagnostische und interventionelle

Radiologie und Nuklearmedizin der Medizinischen Fakultät

Charité – Universitätsmedizin Berlin

DISSERTATION

Diagnostische Wertigkeit von MRT und CT bei der

Differenzialdiagnose von Nebennierenraumforderungen in einem

Patientenkollektiv mit hoher Prävalenz von Nebennierenmetastasen

zur Erlangung des akademischen Grades

Doctor medicinae (Dr. med.)

vorgelegt der Medizinischen Fakultät Charité – Universitätsmedizin Berlin von Kati Siara aus Bad Saarow Datum der Promotion: 22.06.2014 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis

1. ABSTRACTS

2. VERZEICHNIS DER ABBILDUNGEN, TABELLEN UND DIAGRAMME

3. EINLEITUNG

3.1. ANATOMIE

3.1.1. Histologischer Aufbau und Funktion

3.2. SYMPTOMATIK DER ADRENOKORTIKALEN ÜBERFUNKTIONEN

3.2.1. Aldosteronüberproduktion

3.2.2. Cortisolüberproduktion

3.2.3. Androgenüberproduktion

3.2.4. Katecholaminüberproduktion

3.2.5. Endokrine Funktionsdiagnostik

3.3. NEOPLASIEN DER NEBENNIEREN

3.3.1. Allgemeines

3.3.2. Benigne Nebennieren-Raumforderungen

3.3.2.1. Nebennierenhyperplasien

3.3.2.2. Nebennierenadenome und Inzidentalome

3.3.2.3. Phäochromozytome

3.3.3. Maligne Nebennieren-Raumforderungen

3.3.3.1. Nebennierenkarzinome

3.3.3.2. Nebennierenmetastasen

3.3.4. Andere Entitäten

3.4. BILDGEBENDE UND INVASIVE MODALITÄTEN ZUR DIFFERENZIERUNG DER

NEBENNIERENNEOPLASIEN

3.4.1. Sonographie und Endosonographie sowie Ultraschall-gestützte Materialgewinnung

3.4.2. Computertomographie

3.4.3. Magnetresonanztomographie

3.4.4. Nuklearmedizinische Verfahren

3.4.5. Biopsie und Operationsverfahren

3.5. HISTOLOGIE DER BIOPSIEPRÄPARATE

–  –  –

3.6. STELLENWERT DER NICHTINVASIVEN DIAGNOSTIK, INSBESONDERE BEIM STAGING

MALIGNER LUNGENTUMORE

3.7. ZIELSTELLUNG

4. MATERIAL UND METHODEN

4.1. STUDIENDESIGN

4.2. EIN- UND AUSSCHLUSSKRITERIEN

4.2.1. Einschlusskriterien

4.2.2. Ausschlusskriterien

4.3. GRUPPEN

4.4. TECHNISCHE GRUNDLAGEN

4.4.1. Computertomographie:

4.4.2. Magnetresonanztomographie:

4.5. MESSUNG DER SIGNALINTENSITÄT IN DER MRT UND DICHTE IN DER CT.................31

4.6. UNTERSUCHUNGSDATEN

4.7. STATISTIK

5. ERGEBNISBESCHREIBUNG

5.1. STUDIENPOPULATION

5.2. ERGEBNISSE IN DER MRT

5.3. ERGEBNISSE IN DER CT

5.4. VERLÄUFE DER NEBENNIEREN-RAUMFORDERUNGEN

5.5. BILDANALYSEN DER UNTERSUCHTEN GRUPPEN

5.5.1. Gruppe der als richtig positiv deklarierten Nebennieren-Raumforderungen

5.5.2. Gruppe der als richtig negativ deklarierten Nebennieren-Raumforderung

5.5.3. Problemfälle in der Einschätzung der Dignität der Nebennieren-Raumforderungen

5.6. KONTINGENZTAFELN

5.7. VERGLEICH DES MRT- SOWIE CT- VERFAHRENS HINSICHTLICH DER

STATISTISCHEN MAßZAHLEN

5.8. ROC-ANALYSE

–  –  –

6. DISKUSSION

6.1. HÄUFIGKEIT VON BENIGNEN UND MALIGNEN

NEBENNIEREN-RAUMFORDERUNGEN

6.2. DIFFERENZIALDIAGNOSTISCHE WERTIGKEIT RADIOLOGISCHER VERFAHREN............66

6.3. ALGORITHMUS ZUR NONINVASIVEN ABKLÄRUNG

6.4. LIMITATIONEN DER STUDIE

7. ZUSAMMENFASSUNG

8. LITERATURVERZEICHNIS

9. Mein Lebenslauf wird aus datenschutzrechtlichen Gründen in der elektronischen Version meiner Arbeit nicht veröffentlicht

10. DANKSAGUNG

11. EIDESSTATTLICHE VERSICHERUNG

–  –  –

1. Abstracts Value of MRI and CT in the differential diagnosis of neoplasms of adrenal glands in a high risk group Neoplasm of adrenal glands are frequent. In a normal population benign neoplasm dominates. For these the value of CT and MRI in diagnostics is well examined. Both are suited to predict benignancy. However, for patient with a high risk for adrenal metastases only few data is available. This study examined whether CT and MRI are sufficiently accurate to predict benignancy in a high-risk group. A diagnostic algorithm for patients with a lung carcinoma (LuCa) and an adrenal neoplasm (AN) is derived from our data.

This retrospectives study included patients with LuCa and at least one AN, if at least one MRI with chemical shift imaging (CS-MRI) and optionally an unenhanced CT (nCT) existed and if the nature of the AN was known either by histologic proof or follow-up.

51 patients with 65 AN were enrolled. In all cases a CS-MRI and in 41 a nCT was available. The signal loss in CS-MRI and the density in nCT were measured. Threshold values for assuming benignancy were fixed: in nCT a density of ≤10 HU, in CS-MRI a signal loss of 50%.

For CS-MRI a sensitivity of 88.9% and a specificity of 93.6% were found (negative prediction value (NPV) 95.7%, positive prediction value (PPV) 84.2%, accuracy 92.3%.





A ROC analysis confirmed that the threshold value of 50% signal loss offers a good differentiation between benign and malign neoplasm in a high-risk group.

In nCT a sensitivity of 92.3% and a specificity of 78.6% were found (NPV 95.6%, PPV 66.6%, exactness 82.9%).

From this data an algorithm was derived for patients with LuCa and AN. As nCT and CS-MRI are equivalent concerning the NPV, it is possible to perform nCT first. If benignancy of AN cannot be proven, a CS-MRI can provided further specificity. With

–  –  –

this algorithm staging of LuCa patients can be non-invasively preformed with clinically sufficient accuracy. If the dignity of AN remains unclear a PET-CT and possibly histologic proof may be necessary in potentially operable patients.

Our data on the performance of CS-MRI and nCT in a high-risk group is comparable with published data found in a normal population.

In conclusion, the proposed diagnostic algorithm using nCT and CS-MRI for patients with a high risk for adrenal metastases can, with sufficient accuracy, predict the benignity of an adrenal neoplasm.

–  –  –

Diagnostische Wertigkeit von MRT und CT bei der Differenzialdiagnose von Nebennierenraumforderungen in einem Patientenkollektiv mit hoher Prävalenz von Nebennierenmetastasen Raumforderungen der Nebennieren sind häufig. Der Stellenwert der CT- und MRTBildgebung bei deren Differenzialdiagnose ist für die Normalbevölkerung gut untersucht, in der benigne Raumforderungen überwiegen. Dabei eignen sich beide Verfahren zur Vorhersage der Benignität. Bei Patienten mit einem hohen Risiko für Nebennierenmetastasen gibt es jedoch bislang sehr wenige Daten. In dieser Arbeit wird untersucht, ob CT und MRT in einem solchen Hochrisikokollektiv hinreichend genau sind. Ein diagnostischer Algorithmus für Patienten mit einem Lungenkarzinom und einer Nebennierenraumforderung wird aus den Daten abgeleitet.

In der retrospektiven Studie wurden Patienten mit gesichertem Lungenkarzinom und mindestens einer Nebennierenraumforderung (NN-RF) untersucht, für die mindestens eine MRT mit chemical-shift-Bildgebung (CS-MRT) und eventuell eine Nativ-CT (nCT) vorlagen und bei denen die Dignität der NN-RF histologisch oder über Verlaufskontrollen gesichert war.

In die Studie wurden 51 Patienten mit 65 NN-RF eingeschlossen. Für alle lag ein CSMRT und bei 41 der NN-RF ein nCT vor. Gemessen wurden der Signalabfall der NN-RF in der CS-MRT und die CT-Dichte in der nCT. Für die Annahme der Benignität wurden Schwellenwerte festgelegt: in der nCT eine Dichte von ≤10 HU, in der CS-MRT ein Signalabfall von 50%.

Für die CS-MRT ergab sich eine Sensitivität von 88,9% und eine Spezifität von 93,6%.

Der negative Vorhersagewert (NPV) betrug 95,7%, der positive Vorhersagewert (PPV) 84,2%, die Genauigkeit 92,3%. In einer ROC-Analyse bestätigte sich, dass der etablierte Schwellenwert von 50% Signalabfall zu einer sehr guten Unterscheidung zwischen benignen und malignen NN-RF in einem Hochrisikokollektiv führt.

In der nCT wurde eine Sensitivität von 92,3% und eine Spezifität von 78,6% ermittelt.

Der NPV betrug 95,6%, der PPV 66,6%, die Genauigkeit 82,9%.

–  –  –

Aus diesen Daten wurde ein Algorithmus für Patienten mit Lungenkarzinom und einer NN-RF abgeleitet. Da nCT und CS-MRT hinsichtlich des NPV gleichwertig sind, ist es zweckmäßig, zunächst ein nCT durchzuführen. Wird damit die Benignität einer NN-RF nicht gesichert, aber klinisch vermutet, erfolgt zusätzlich eine CS-MRT, die eine bessere Spezifität aufweist. Damit ist in den meisten Fällen eine nichtinvasive Differentialdiagnostik von NN-RF im Rahmen des Lungenkarzinoms-Staging mit einer klinisch akzeptablen Genauigkeit möglich. Bleibt die Dignität der NN-RF weiterhin unklar, ist bei gegebener Operabilität eine PET-CT und ggf. eine histologische Sicherung erforderlich.

Die analysierten statistischen Maßzahlen in dem Hochrisikokollektiv sind gut mit den publizierten Studien in einem Normalkollektiv vergleichbar.

Zur Vorhersage der Benignität einer NN-RF mit klinisch hinreichender Genauigkeit in einem Hochrisikokollektiv für maligne NN-RF sind nCT und CS-MRT im entwickelten Algorithmus gut geeignet.

–  –  –

2. Verzeichnis der Abbildungen, Tabellen und Diagramme Abbildung 1: 18 F-FDG-PET-CT mit Nachweis einer PET-positiven NebennierenRaumforderung links. Im Resektionspräparat fanden sich 2 inzidentelle Nebennierenadenome ohne Malignitätsnachweis

Abbildung 2 a, b: Messung der Signalintensität in der in-phase und out-of-phase–Sequenz der Nebennieren-Raumforderung links (Darstellung einer malignen Nebennierenvergrößerung mit einem Signalabfall von weniger als 50%)

Abbildung 3: Messung der Hounsfield Units der Nebennieren-Raumforderung linksseitig in der nativen CT (9 HU, -als benigne gewertet)

Abbildung 4: Fall 1 - Nebennieren-Raumforderung linksseitig in der KM-CT (HU um 63)......... 37 Abbildung 5 a, b: Fall 1 - Nebennieren-Raumforderung linksseitig ohne Signalabfall in der MRT

Abbildung 6: Fall 1 - Im Verlauf deutlich größenprogrediente, als richtig positiv eingeschätzte Nebennieren-Raumforderung links, neu aufgetretene maligne NebennierenRaumforderung rechts

Abbildung 7: Fall 2 - Benigne Nebennieren-Raumforderung rechts in der CT nativ (HU um 9). 40 Abbildung 8 a, b: Fall 2 - Benigne Nebennieren-Raumforderung rechts in der MR (Signalabfall von 115 auf 35)

Abbildung 9: Fall 3 - Nebennieren-Raumforderung links in der CT nativ (HU um 16)............... 42 Abbildung 10 a, b: Fall 3 - Geringer Signalabfall der Nebennieren-Raumforderung linksseitig in der MRT( 181 auf 116)

Abbildung 11: Fall 3 - CT-gestützte Punktion der Nebennieren-Raumforderung links, die als benigne Nebennieren-Raumforderung gesichert wurde

Abbildung 12: Fall 4 - Nebennieren-Raumforderungen in der CT nativ (re.: 24 HU-metastasensuspekt, li.: 6 HU- benigne)

Abbildung 13 a, b: Fall 4 - MRT der Nebennieren-Raumforderung links (Signalabfall in der T1 flash 2D in-/out of-phase von 81% von 72 auf 14)

Abbildung 14 a, b: Fall 4 - Nebennieren-Raumforderung rechts in der T1 flash 2D in-/out-ofPhase ohne eindeutigen Signalabfall von 14,3% (von 42 auf 36)

Abbildung 15 a, b: Fall 4 - Im CT-Verlauf weiterer Progress der Nebennieren-Raumforderung bilateral unter Zytostase

Abbildung 16: Fall 5 - Homogene Nebennieren-Raumforderung rechts in der CT mit KM (re. 30 HU) sowie mehrere suspekte Leberläsionen

Verzeichnis der Abbildungen, Tabellen und Diagramme

Abbildung 17 a, b: Fall 5 - Nebennieren-Raumforderung rechts mit Signalabfall von 50% in der MRT

Abbildung 18: Fall 5 - Im Verlauf größenkonstante homogene Nebennieren-Raumforderung rechts in der CT

Abbildung 19: Fall 5 - Nebennieren-Raumforderung links in der CT (HU von 45)

Abbildung 20 a, b: Fall 5 - Nebennieren-Raumforderung links in der MRT mit Signalabfall von 65%-als benigne gewertet



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