Post on 27-Oct-2019
Aus dem Institut für Diagnostische Radiologie und Neuroradiologie
(Direktor: Univ.-Prof. Dr. med. N. Hosten)
der Medizinischen Fakultät der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald
Thema: Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung
von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
Inaugural-Dissertation
zur
Erlangung des akademischen
Grades
Doktor der Medizin (Dr. med.)
der
Medizinischen Fakultät
der
Ernst-Moritz-Arndt-Universität
Greifswald
2009
vorgelegt von: Nina Raabe
geb. am: 21.11.1981 in: Berlin
Dekan: Prof. Dr. med. rer. nat. H. K. Kroemer
1. Gutachter: PD Dr. med. R. Puls
2. Gutachter: PD Dr. med. C. Habermann
(3. Gutachter:)
Ort, Raum: Bibliothek der Klinik u. Poliklinik Inneren Medizin A
Tag der Disputation: 5. Juni 2009
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
3
Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung .............................................................................................................. 4
2. Patienten und Methode ........................................................................................ 6
2.1 Patientenkollektiv............................................................................................ 6
2.2 Untersuchungsprotokoll ................................................................................ 7
2.3. Auswertung .................................................................................................... 8
2.3.1 Quantitative Auswertung ......................................................................... 8
2.3.1.1 Messung der Signalintensitäten ....................................................... 8
2.3.1.2 ADC ..................................................................................................... 8
2.3.1.3 Läsionskontrast und relative Signalintensität................................. 9
2.3.2 Qualitative Auswertung ........................................................................... 9
2.3.3. Statistik .................................................................................................... 9
3. Ergebnis .............................................................................................................. 10
3.1 Signalintensitäten ......................................................................................... 10
3.2 Relative Signalintensität............................................................................... 16
3.3 Läsionskontrast ............................................................................................ 17
3.4 Visuelle Auswertung..................................................................................... 19
4. Diskussion .......................................................................................................... 21
5. Zusammenfassung ............................................................................................. 28
6. Abkürzungsverzeichnis ..................................................................................... 30
7. Literaturliste........................................................................................................ 32
8. Eidesstattliche Erklärung................................................................................... 36
9. Lebenslauf........................................................................................................... 37
10. Danksagung ...................................................................................................... 39
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
4
1. Einleitung
Diffusion beschreibt die ungeordnete Wärmebewegung von Molekülen in
Flüssigkeiten bzw. Gasen, die zu einer gleichmäßigen Verteilung der Moleküle führt.
Dieses Phänomen ist auch als Brownsche Molekularbewegung bekannt. Die Stärke
der Diffusion wird dabei durch den Diffusionskoeffizienten beschrieben. In vivo ist die
Diffusion jedoch durch zahlreiche Faktoren wie Bewegung, Zellmembranen und
Mikrozirkulation eingeschränkt. In biologischen Geweben spricht man deswegen
auch vom apparent diffusion coefficient (ADC) statt vom Diffusionskoeffizienten [1-3].
Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist bisher die einzige Möglichkeit die
Diffusion innerhalb von biologischen Geweben nichtinvasiv zu messen und damit
wichtige Informationen über die Struktur und die Funktion von gesunden und
pathologisch veränderten Geweben zu erhalten [4,5]. In der Detektion von
ischämischen Frühschäden beim Schlaganfall ist die diffusionsgewichtete
Magnetresonanztomographie (DW-MRT) im klinischen Alltag bereits fest etabliert
[1,3]. Ihre Anwendung auf andere Bereiche des Körpers wie das Abdomen war
jedoch lange Zeit auf Grund der höheren Bewegungsartefakte eingeschränkt [5].
Mit der Entwicklung der echoplanaren Bildgebung (EPI) fing man an die DW-MRT
auch auf andere Bereiche des Körpers anzuwenden [6-21]. Die EPI ermöglicht die
Messung der Diffusion in sehr kurzer Zeit (Akquisitionszeit < 50ms), wodurch
störende Bewegungsartefakte (Atmung, Perfusion, Darmperistaltik) weitgehend in
den Hintergrund treten [6]. Ermöglicht wird diese hohe Geschwindigkeit durch das
single-shot Verfahren, bei dem ein einziger Impuls zur Anregung ausreicht [5,6].
In den letzten Jahren haben sich viele Studien mit der Anwendung der DW-MRT zur
Diagnostik von Erkrankungen abdomineller Organe beschäftigt [4, 6, 8-9, 11-12, 14-
20]. Während sich mehrere Arbeitsgruppen intensiv mit der Leber, den Nieren und
dem Rektum auseinandergesetzt haben, gibt es zum heutigen Zeitpunkt nur einige
wenige Arbeitsgruppen, die die DW-MRT auf die Diagnostik von Erkrankungen des
Pankreas angewandt haben [6, 11,15-18].
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
5
Die Diagnostik des Pankreaskarzinoms ist trotz vorhandener serologischer
Tumormarker und nichtinvasiver bildgebender Verfahren immer noch schwierig [21].
Das Pankreaskarzinom ist ein sehr aggressiver Tumor mit unspezifischen
Frühsymptomen, und bei der Diagnosestellung sind nur 15-20% aller Tumoren
resektabel [21-23]. Die Lebenserwartung von Patienten mit nichtresektablen
Tumoren liegt zum Zeitpunkt der Diagnosestellung bei durchschnittlich 6 Monaten,
dagegen ist die Lebenserwartung bei operierten Patienten, die ein Rezidiv
bekommen, ca. 3-4mal länger [21]. Die Verbesserung der Frühdiagnose ist demnach
ein Schlüssel zu einer erhöhten OP-Rate und damit zu einer verlängerten
Überlebenszeit [22].
Ein Problem in der Diagnostik liegt dabei in der genauen Differenzierung zwischen
einer chronischen Pankreatitis und dem Pankreaskarzinom. Beide können die
gleichen unspezifischen Symptome hervorrufen. Erschwerend kommt hinzu, dass
das Pankreaskarzinom oft mit einer sekundären Entzündung vergesellschaftet ist. Da
die chronische Pankreatitis außerdem einen Risikofaktor hinsichtlich der Entstehung
eines Pankreaskarzinoms darstellt, ist die genaue Differenzierung dieser beiden
Erkrankungen eine besondere Herausforderung [21,24].
Das Ziel unserer Arbeit ist die genauere Differenzierung von Erkrankungen des
Pankreas mit Hilfe der Diffusionsbildgebung. Besondere Aufmerksamkeit gilt der
Detektion des Pankreaskarzinoms und der Differenzierung zur chronischen
Pankreatitis.
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
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2. Patienten und Methode
2.1 Patientenkollektiv
In einem Zeitraum von April 2006 bis September 2007 wurden prospektiv 40
Patienten untersucht. Alle Patienten waren mit dem Verdacht auf eine
Raumforderung im Pankreas in unsere Klinik eingewiesen worden. Das
Studienprotokoll wurde von der Ethikkommission befürwortet, und von allen
Patienten wurde eine schriftliche Einverständniserklärung eingeholt.
Eingeschlossen wurden alle Patienten, bei denen bildmorphologisch im CT oder
Ultraschall und/oder klinisch der Verdacht auf eine Raumforderung im Pankreas
bestand. Als Ausschlusskriterien galten sowohl alle allgemeinen Ausschlusskriterien
für eine MRT-Untersuchung (Metallimplantate, Herzschrittmacher etc.),
Klaustrophobie, bekannte Kontrastmittelunverträglichkeit, Niereninsuffizienz, als
auch die Unfähigkeit eine schriftliche Einwilligung zu unterschreiben, eine
bestehende Schwangerschaft sowie Kontraindikationen für Butylscopalamin.
Von den 40 untersuchten Patienten waren 14 Frauen und 26 Männer mit einem
mittleren Alter von 58,2 Jahren und einer Altersspanne von 24 - 83 Jahren.
Die Diagnosestellung erfolgt durch weitere bildgebende Verfahren (CT =
Computertomographie, Endosonographie, Ultraschall, ERCP = endoskopische
retrograde Cholangio-Pankreatographie), Laborparameter und gegebenenfalls über
eine Biopsie. Insgesamt hatten elf Patienten ein histologisch gesichertes
Adenokarzinom, 15 eine chronische Pankreatitis, sechs eine Zyste, zwei eine akute
Pankreatitis und sechs ein unauffälliges Pankreas.
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
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2.2 Untersuchungsprotokoll
Alle MRT-Untersuchungen wurden an einem 1,5 T-Gerät (Magnetom Symphony,
Siemens, Erlangen, Deutschland) unter Verwendung einer phased-array-Spule
durchgeführt. Zur Vorbereitung der Untersuchung tranken alle Patienten 0,5l
kommerziell erwerbbaren Ananassaft zur negativen Kontrastierung des Magens. Des
Weiteren wurde für den Zeitraum der Untersuchung eine Infusion mit 40mg
Butylscopalamin auf 100ml 0,9% NaCl angehängt, um Bewegungsartefakte durch die
Darmperistaltik zu vermindern.
Die Diffusion wurde mit einer single-shot GRE (Gradientenecho-Sequenz) echo-
planaren (EP) Technik mit Atemtriggerung und Fettsättigung durchgeführt (b50 und
b400, TE (Echozeit) 66ms, TR (Repetitionszeit) variabel, Schichtdicke 4mm, 11-29
Schichten je nach Größe und Lage des Pankreas, Schichtabstand 0,8mm, Matrix
115 x 192mm, FoV (field of view) 350mm, Bandbreite 490Hz/Px, Dauer 1:01min,
automatische Berechnung einer ADC-Map). Zur Lokalisation der Raumforderung und
zur Beurteilung der Morphologie des Pankreas beinhaltete das
Untersuchungsprotokoll noch folgende Sequenzen:
1. Koronare T2-HASTE Sequenz mit Atemtriggerung (TE 79ms, TR 1430ms,
Schichtdicke 6mm, 20 Schichten, Schichtabstand 1,8mm, Flipwinkel 150°,
Matrix 350 x 350mm, FoV 350mm, Bandbreite 475Hz/Px, Dauer 30s)
2. Axiale T2-TSE Sequenz mit Atemtriggerung (TE 94ms, TR 2190ms,
Schichtdicke 4mm, 44 Schichten, Schichtabstand 0,8mm, Flipwinkel 180°,
Matrix 176 x 384mm, FoV 500mm, Bandbreite 210Hz/Px, Dauer 3,41min)
3. Axiale T1-FLASH 3D Sequenz (TE 4,8ms, TR 175ms, Schichtdicke 4mm,
44 Schichten, Schichtabstand 0,8mm, Flipwinkel 70°, Matrix 112 x 256mm,
FoV 500mm, bandbreite 160Hz/Px, 5 Messungen in Atemanhaltetechnik
mit einer Dauer von jeweils 18s)
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
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2.3. Auswertung
2.3.1 Quantitative Auswertung
2.3.1.1 Messung der SignalintensitätenDie Messung der Signalintensitäten erfolgte
über die manuelle Einlage einer ROI (region of interest). Dazu wurde die Kontur der
Raumforderung manuell in die b50-Sequenz eingezeichnet. Es wurde die Schicht mit
der größten Tumorausdehnung gewählt und sorgsam darauf geachtet, dass nur
Tumorgewebe eingeschlossen wurde. Anschließend wurde die ROI mittels Copy-
Paste-Verfahren in die entsprechende Schicht der b400 und ADC-Sequenz
übertragen.
Zusätzlich erfolgte bei den Patienten mit einer Raumforderung eine Messung der
Signalintensität des umgebenden Pankreasparenchyms über die Einlage einer
manuell platzierten runden ROI.
Die Messung der Signalintensität bei Patienten ohne bildmorphologisch
detektierbare Raumforderung erfolgte über die manuelle Einlage einer runden ROI in
der b50-Sequenz. Diese wurde dann ebenfalls über das Copy-Paste-Verfahren in die
b400 und ADC-Bilder übertragen. Die Größe der ROI wurde so groß wie möglich
gewählt, wobei darauf geachtet wurde keine Gänge oder Gefäße anzuschneiden.
Bei jedem dieser Patienten erfolgte, soweit möglich, eine Messung in Caput, Corpus
und Cauda mit anschließender Bestimmung des Mittelwerts. Die Messung wurde von
zwei Auswertern im Konsensusverfahren durchgeführt.
Die Signalintensitäten der Erkrankungen wurden innerhalb der einzelnen
diffusionsgewichteten Bilder und innerhalb der ADC-Map miteinander verglichen.
2.3.1.2 ADC
Die Berechnung des ADC erfolgte über die folgende Formel:
ADC = (ln(SI1/SI2))/b2-b1;
SI1 und SI2 stehen hierbei für die gemessene Signalintensität in den b-gewichteten
Sequenzen (SI1 niedriges b, SI2 hohes b)[6,17].
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2.3.1.3 Läsionskontrast und relative Signalintensität
Bei den Patienten, bei denen eine Raumforderung vorlag, wurden zusätzlich der
Läsionskontrast und die relative Signalintensität bestimmt. Die Berechnung erfolgte
nach den folgenden Formeln:
Läsionskontrast = SI Raumforderung – SI umgebendes Pankreasgewebe
Relative Signalintensität = SI Raumforderung/ SI umgebendes Pankreasgewebe
(SI = Signalintensität)
2.3.2 Qualitative Auswertung
Alle bildmorphologisch detektierten Raumforderungen des Pankreas wurden
hinsichtlich ihrer Signalintensität als hyper-, iso- oder hypointens eingeteilt.
Die Einteilung wurde jeweils in den beiden b-gewichteten Sequenzen und in der
ADC-Map durch zwei Auswerter im Konsensusverfahren durchgeführt.
Anschließend wurde die visuelle Signalintensität der jeweiligen Raumforderung in
den b-gewichteten Sequenzenen mit der in der ADC-Map verglichen.
2.3.3. Statistik
Der Vergleich der Signalintensitäten der Gruppen (Adenokarzinom, Zyste,
chronische Pankreatitis, akute Pankreatitis, gesund) für die jeweiligen Sequenzen
sowie für die berechneten ADC, die relative Signalintensität und den Läsionskontrast
erfolgte über den Mann-Whitney-U-Test.
Alle Ergebnisse wurden als Mittelwert ± Standardabweichung angegeben.
Ein p-Wert < 0,05 wurde als statistisch signifikant angenommen.
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3. Ergebnis
3.1 Signalintensitäten
Die gemessenen Signalintensität (Mittelwert ± Standardabweichung) ist in der b50
Sequenz mit 141,73 ± 33,71 bei den Zysten am höchsten. Das Adenokarzinom hat
eine durchschnittliche Signalintensität von 75,39 ± 18,93, die akute Pankreatitis von
57 ± 26,77, die chronische Pankreatitis von 52,69 ± 10,96. Die niedrigste
Signalintensität wurde bei den gesunden Patienten gemessen (46,11 ± 9,36)(Tab. 1).
Ein statistisch signifikanter Unterschied (p<0,05) ergibt sich zwischen chronischer
Pankreatitis und Zysten, chronischer Pankreatitis und Adenokarzinom,
Adenokarzinom und Zysten, Adenokarzinom und gesundem Pankreas sowie
zwischen Zysten und gesundem Pankreas.
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
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Tab.1
Diagnose b50 b400 ADC
Akute Pankreatitis
Chronische
Pankreatitisa
Gesundb
Zyste
Adenokarzinomc
57 ± 26,77
52,69 ± 10,96
46,11 ± 9,36
141,73 ± 33,71
75,39 ± 18,93
30,4 ± 17,11
33,32 ± 6,85
28,05 ± 4,67
47,12 ± 10,65
46,32 ± 11,8
185,12 ± 27,88
135,12 ± 28,57
141,78 ± 45,19
311,9 ± 21,39
130,58 ± 24,1
Tab. 1 durchschnittlich gemessene Signalintensitäten in den diffusionsgewichteten Sequenzen (b50, b400) und der ADC-Map Alle Daten sind als Mittelwert ± Standardabweichung angegeben aDer durchschnittliche Wert war in allen Sequenzen signifikant niedriger als der durchschnittliche Wert für die Zysten (b50: p<0,0001, b400: p>0,05; ADC: p<0,0001) In den diffusionsgewichteten Sequenzen war der durchschnittliche Wert signifikant niedriger als beim Adenokarzinom (b50: p<0,005; b400: p<0,05) bDer durchschnittliche Wert war in allen Sequenzen signifikant niedriger als der durchschnittliche Wert für die Zysten (b50: p<0,005; b400: p<0,005; ADC: p<0,005) In den diffusionsgewichteten Sequenzen war der durchschnittliche Wert signifikant niedriger als beim Pankreaskarzinom (b50: p<0,005; b400: p=0,005) cDer durchschnittliche Wert war in der b50-Sequenz und in der ADC-Map im Vergleich zu den Zysten signifikant niedriger (b50: p<0,0001; ADC: p<0,0001) Im Vergleich zum durchschnittlichen Wert der akuten Pankreatitis war der Wert in der ADC-Map signifikant niedriger (p<0,05) Im Gegensatz dazu sind die gemessenen Signalintensitäten der b400 Sequenz
deutlich niedriger (Tab.1, Abb.1). Zysten (47,12 ± 10,65) und Adenokarzinome (46,32
± 11,8) sind hier fast isointens. Die Signalintensität für die chronische Pankreatitis
liegt bei 33,32 ± 6,85, für die akute Pankreatitis 30,4 ± 17,11 und für das gesunde
Pankreasparenchym bei 28,05 ± 4,67. Im statistischen Vergleich ergab sich ein
signifikanter Unterschied zwischen chronischer Pankreatitis und Zysten, gesundem
Pankreasparenchym und Zysten, chronischer Pankreatitis und Adenokarzinomen
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
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und zwischen Adenokarzinom und gesundem Pankreasparenchym. Im Gegensatz
zur b50 Sequenz lag in der b400 Sequenz kein signifikanter Unterschied zwischen
Adenokarzinom und Zysten vor.
Abb. 1
0
20
40
60
80
100
120
140
160
b50 b400
Sig
na
lin
ten
sit
ät
Akute P. Gesund chronische P.
AdenoCa Zyste
Abb.1 durchschnittlich gemessene Signalintensität in den diffusionsgewichteten Sequenzen (b50, b400) b50: Signifikanter Unterschied zwischen Adenokarzinom und gesundem Pankreasparenchym (p<0,005), zwischen Adenokarzinom und Zyste (p<0,0001), Adenokarzinom und chronischer Pankreatitis (p<0,005), chronischer Pankreatitis und Zyste (p<0,0001) und zwischen gesundem Pankreasparenchym und Zyste (p<0,005) b400: Signifikanter Unterschied zwischen Adenokarzinom und chronischer Pankreatitis (p<0,01), zwischen Adenokarzinom und gesundem Pankreasparenchym (p=0,005), zwischen chronischer Pankreatitis und Zyste (p<0,01) und zwischen gesundem Pankreasparenchym und Zyste (p<0,005)
Auch in der ADC-Map hatten die Zysten die höchste gemessene Signalintensität
(311,9 ± 21,39). In der Gruppe der chronischen Pankreatitiden ergab sich ein
Durchschnittswert von 135,12 ± 28,57, bei den akuten Pankreatitiden von 185,12 ±
27,88 und im gesunden Pankreasparenchym von 141,78 ± 45,19.
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
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Die niedrigste Signalintensität wurde bei den Adenokarzinomen (130,58 ± 24,1)
gemessen (Tab.1, Abb.2). Ein signifikanter Unterschied der Signalintensitäten konnte
zwischen der chronischen Pankreatitis und den Zysten, dem Adenokarzinom und
den Zysten, dem gesundem Pankreasgewebe und den Zysten sowie zwischen der
akuten Pankreatitis und dem Adenokarzinom ermittelt werden.
Abb. 2
0
100
200
300
400
ADC
Sig
na
lin
ten
sit
ät
Akute P. Gesund chronische P.
AdenoCa Zyste
Abb.2 durchschnittlich gemessene Signalintensität in der aus den diffusionsgewichteten Sequenzen resultierenden ADC-Map Signifikanter Unterschied zwischen Adenokarzinom und Zyste (p<0,0001), zwischen Adenokarzinom und akuter Pankreatitis (p<0,05), zwischen chronischer Pankreatitis und Zyste (p<0,0001) und zwischen Zyste und gesundem Pankreasparenchym (p<0,005)
Die berechneten ADC-Werte (mm2/s; Mittelwert ± Standardabweichung) sind in Tab.
2 dargestellt. Der ADC für gesundes Pankreasgewebe beträgt 1,4 x 10-3 ± 0,43 x 10-3,
für chronische Pankreatitis 1,31 x 10-3 ± 0,31 x 10-3, für akute Pankreatitis 1,87 x 10-3
± 0,31 x 10-3, für das Pankreaskarzinom 1,39 x 10-3 ± 0,32 x 10-3 und für Zysten des
Pankreas 3,14 x 10-3 ± 0,16 x 10-3 (Abb.3).
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
14
Der ADC der Adenokarzinome und der chronischen Pankreatitiden ist niedriger als
bei gesundem Gewebe. Akut entzündlich verändertes Pankreasgewebe und Zysten
haben einen höheren ADC-Wert als gesundes Pankreasgewebe.
Eine statistische Signifikanz (p < 0,05) ergibt sich dabei zwischen Zysten und
Karzinomen, Zysten und chronischen Pankreatitiden und Zysten und gesundem
Pankreasgewebe.
Abb. 3
Scatterplot
berechnete ADCs
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
0 1 2 3 4 5 6
AD
C W
ert
e(x
10
-3;m
m²/
s)
Akute P. Gesund Chronische P.
AdenoCa Zytse
Abb. 3 Scatterplott des berechneten ADC (mm²/s, x 10³־)
Sin
gle-
shot
ech
opla
nare
, diff
usio
nsge
wic
htet
e M
RT
zur
Diff
eren
zier
ung
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b.
2
b-F
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s
Ch
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(11
)
Yo
sh
ikaw
a e
t a
l. (
18
)
Ich
ikaw
a e
t a
l. (
6)
Ra
ab
e e
t a
l.
b1=
10
b2=
300
b1=
0
b2=
600
b1=
1,6
b2=
16
b3=
55
b1=
50
b2=
400
2,60
5 ±
0,16
8
(n
= 1
2)
1,76
± 0
,40
2,3
2 ±
0,26
1
,58
- 1,
71
1
,56
- 1,
88
3,96
± 0
,14
(n
= 5
12)
(n
= 5
)
(
n =
3)
1,94
± 0
,19
2,7
4
1,44
-1,
62
8
,54
(n
= 2
)
(
n =
1)
(
n =
1)
(n =
1)
1,4
± 0
,43
1,
39 ±
0,3
2
1
,31
± 0,
31
1
,87
± 0,
31
3,14
± 0
,16
(n
= 6
)
(n
= 1
1)
(n
= 1
5)
(n
= 2
)
(n =
6)
Ta
b.
2 ka
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־0³)
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ver
schi
eden
er S
tudi
en
15
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
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3.2 Relative Signalintensität
Bei der Bestimmung der relativen Signalintensität ergab sich in der b50-Sequenz für
die Zysten eine Signalintensität von 2,86 ± 0,85 und für die Karzinome eine relative
Signalintensität von 1,28 ± 0,39 (Tab.3).
Tab. 3
Diagnose b50a b400b ADCc
Zyste
Adenokarzinom
2,86 ± 0,85
1,28 ± 0,39
1,41 ± 0,32
1,52 ± 0,43
3,1 ± 2,03
0,9 ± 0,26
Tab. 3. durchschnittliche relative Signalintensität (Mittelwert ± Standardabweichung), Vergleich von Zysten und Adenokarzinomen aDie durchschnittliche relative Signalintensität der Zysten ist signifikant höher als die der Adenokarzinome (p<0,0001) bKein signifikanter Unterschied zwischen Zysten und Adenokarzinomen (p>0,1) cDie durchschnittliche relative Signalintensität der Zysten ist signifikant höher als die der Adenokarzinome (p<0,0001) Die Berechnung der relativen Signalintensität bei Zysten und Adenokarzinomen zeigt
mit zunehmenden b-Werten eine Intensitätsabnahme bei der Gruppe der Zysten. Im
Gegensatz dazu steigt die relative Signalintensität der Karzinome mit zunehmendem
b-Wert an. So liegt die relative Signalintensität der Zysten in der b400 Sequenz nur
noch bei 1,41 ± 0,32, während die der Adenokarzinome bei 1,52 ± 0,43 liegt (Abb.4).
Signifikant unterscheiden sich Zysten und Karzinome hinsichtlich der relativen
Signalintensität aber nur in der b50 Sequenz.
Ein anderes Bild ergibt sich in der ADC-Map, in der die relative Signalintensität der
Zysten (3,1 ± 2,03) wieder signifikant höher ist als bei den Karzinomen (0,9 ± 0,26)
(Tab.3, Abb.4).
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
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Abb.4
0
1
2
3
4
b50 b400 ADC
rela
tiv
e S
ign
alin
ten
sit
ät
Zyste Adenokarzinom
Abb.4 Vergleich der relativen Signalintensität von Zysten und Adenokarzinomen in den diffusionsgewichteten Sequenzen und der ADC-Map Signifikanter Unterschied zwischen Zysten und Karzinomen in der b50-Sequenz (p<0,0001) und in der ADC-Map (p<0,0001)
3.3 Läsionskontrast
Neben der relativen Signalintensität wurde für die Gruppe der Zysten und der
Karzinome auch der Läsionskontrast bestimmt.
In der b50 Sequenz liegt dieser für die Zysten bei 101,28 ± 36,26 und für die
Karzinome bei 20,05 ± 11,03. Beide nehmen mit höherem b-Wert (b400) ab. Der
Läsionskontrast für die Zysten liegt dann bei 13,27 ± 9,34 und für die Karzinome bei
13,44 ± 10,52. In der ADC-Map zeigen die Zysten einen deutlich positiven
Läsionskontrast von 166,73 ± 69,1 und die Adenokarzinome einen negativen
Läsionskontrast von -33,73 ± 48,69 (Tab. 4, Abb. 5). Signifikante Unterschiede
zwischen den Zysten und den Adenokarzinome sind nur in der b50-Sequenz und in
der ADC-Map vorhanden.
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
18
Tab. 4
Diagnose b50a b400b ADCc
Zyste
Adenokarzinom
101,28 ± 36,26
20,05 ± 11,03
13,27 ± 9,34
13,44 ± 10,52
166,73 ± 69,1
-33,73 ± 48,69
Tab. 4. Läsionskontrast (Mittelwert ± Standardabweichung), Vergleich von Zysten und Adenokarzinomen aDer durchschnittliche Läsionskontrast der Zysten ist signifikant höher als der der Adenokarzinome (p<0,0001) bKein signifikanter Unterschied zwischen Zysten und Adenokarzinomen (p>0,5) cDer durchschnittliche Läsionskontrast der Zysten ist signifikant höher als der der Adenokarzinome (p<0,0001)
Abb. 5
-50
0
50
100
150
200
b50 b400 ADC
Lä
sio
ns
ko
ntr
as
t
Zyste Adenokarzinom
Abb. 5 Vergleich des Läsionskontrastes der Zysten und Adenokarzinomen in den diffusionsgewichteten Sequenzen und der ADC-Map Signifikanter Unterschied zwischen Zysten und Karzinomen in der b50-Sequenz (p<0,0001) und in der ADC-Map (p<0,0001)
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
19
Abb.6
A B
C D
Abb. 6 A-D 49jährige Patientin mit einer Zyste im Pankreasschwanz (Pfeile) A. b50-Wichtung zeigt eine hyperintense Läsion im Vergleich zum normalen Pankreasparenchym, B. b400-Wichtung zeigt eine isointense Läsion im Vergleich zum normalen Pankreasparenchym, C. resultierende ADC-Map mit einer hyperintensen Läsion im Vergleich zum normalen Pankreasparenchym, D. T2-TSE zeigt eine hyperintense Läsion im Vergleich zum normalen Pankreasparenchym 3.4 Visuelle Auswertung
Im visuellen Vergleich erscheinen in der b50-Sequenz 10/11 (90,9%) Karzinome
hyperintens und 1/11 (9,1%) isointens zum umgebenden Pankreasparenchym.
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
20
Abb.7
A B
C D Abb.7 A-D 83 jähriger Patient mit histologisch gesichertem Adenokarzinom im Pankreaskopf (Pfeile) A. b50-Wichtung und B. b400-Wichtung zeigen eine hyperintense Läsion im Vergleich zum umgebenden Pankreasparenchym, C die resultierende ADC-Map zeigt eine hypointense Läsion, D. T1
In der b400 Sequenz imponieren alle Karzinome hyperintens, und in der ADC-Map
erscheinen alle hypointens im Vergleich zum umgebenden Pankreasgewebe.
Bei den Zysten zeigten 6/6 in der b50-Sequenz ein hyperintenses Signalverhalten
und 5/6 (83,3%) ein isointenses Signalverhalten in der b400-Sequenz. Eine Zyste
erschien auch in der b400-Sequenz hyperintens. In der ADC-Map waren wieder alle
Zysten hyperintens im Vergleich zum angrenzenden Pankreasgewebe.
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
21
4. Diskussion
Die Grundlage zur Messung der Diffusion über die MRT wurde 1954 von Carr und
Purcell geschaffen [25]. Sie entdeckten, dass die molekulare Diffusion in
Anwesenheit eines Magnetfeldes in der MR Spektroskopie zu einer
Signalabschwächung führt. 1965 entwickelten Stejskal und Tanner die Puls-
Gradienten Technik und damit die technische Basis der heutigen
diffusionsgewichteten MRT (DW-MRT) [26].
Ein wichtiger Parameter der DWI ist der b-Wert. Dieser Diffusionsfaktor macht die
Eigendiffusion der Wassermoleküle in Gewebe erst sichtbar. Je kleiner der b-Wert,
desto stärker trägt jedoch auch der T2-Durchscheineffekt zum Bildkontrast bei [3, 12,
20]. Aus den diffusionsgewichteten Bildern kann eine ADC-Map rekonstruiert werden,
in welcher der T2- Durchscheineffekt vollständig aufgehoben ist [3]. Da selbst bei
maximal gewähltem Diffusionsgradienten dieser T2-Durchscheineffekt in den
diffusionsgewichteten Bildern nicht vollständig aufgehoben wird, ist eine Beurteilung
der reinen Diffusion nur über die ADC-Map möglich [3]. Durch den Einfluss der
Gewebeperfusion auf die diffusionsgewichteten Bilder ist der ADC in seiner Höhe von
den gewählten Diffusionsgradienten abhängig [3, 12, 14, 19, 20].
Studien, die die DW–EP-MRT bereits auf das Abdomen angewendet haben, konnten
einen für jedes Organ unterschiedlichen ADC berechnen [6, 8, 14, 18]. Der ADC
wurde weiterhin zur Differenzierung von suspekten Raumforderungen verschiedener
Organe herangezogen. Bei der Unterscheidung von Leberläsionen mittels DWI zeigte
sich zwischen Zysten und Hämangiomen, Zysten und HCC, Zysten und Metastasen,
Hämangiomen und Metastasen sowie zwischen Hämangiomen und HCC ein
signifikanter Unterschied in den berechneten ADC-Werten [19]. Erfahrungen wurden
ebenfalls auf dem Gebiet der diffusionsgewichteten MRT als Prognoseparameter
hinsichtlich eines Therapieansprechens vor beim Rektumkarzinom, gesammelt [15].
Dabei zeigte sich ein signifikanter Unterschied in den berechneten ADCs der
Therapie-Responder- und der Therapie-Non-Responder-Gruppe. Während sich
mehrere Arbeitsgruppen mit der Leber, den Nieren und dem Rektumkarzinom
auseinandergesetzt haben [4, 6, 8-9, 12, 14-15, 19-20], gibt es zum heutigen
Zeitpunkt nur wenige, die die DW-MRT zur Diagnostik von Pankreaserkrankungen
angewendet haben [6,16-18].
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
22
Es gibt mehrere Herangehensweisen an die Bewertung der DW-MRT. In einem
ersten Schritt haben wir nur die gemessenen Signalintensitäten der verschiedenen
Pankreaserkrankungen für die einzelnen diffusionsgewichteten Sequenzen (b50,
b400) und für die ADC-Map verglichen. Die höchste Signalintensität in der b50-
gewichteten Sequenz wurde bei den Zysten, gefolgt von den Adenokarzinomen, den
akuten Pankreatitiden, den chronischen Pankreatitiden und gesundem
Pankreasparenchym ermittelt (Tab.1). Mit zunehmendem b-Wert nahm die
Signalintensität bei allen Erkrankungen ab. Die Abnahme der Signalintensität fällt
besonders bei den Zysten auf, die in den b400 gewichteten Sequenzen fast die
gleiche Signalintensität wie die Adenokarzinome haben (Abb.1). Die abnehmende
Signalintensität der Zysten auf den diffusionsgewichteten Bildern mit zunehmendem
b-Wert wurde schon in anderen Studien beschrieben [17, 9]. Dieses Phänomen
erklärt sich dadurch, dass bei niedrigen b-Werten der T2- Durchscheineffekt noch
vermehrt zum Kontrast beiträgt [3, 12, 20]. Da die Diffusion der Wassermoleküle in
Zysten in Gegensatz zum normalen Gewebe erhöht ist, müssten diese in den
diffusionsgewichteten Sequenzen eigentlich hypointens sein [1-2]. Der T2-
Durchscheineffekt bewirkt jedoch ein hyperintenses Signalverhalten. Mit
zunehmendem b-Wert verringert sich dieser Effekt.
Signifikant unterschiedlich waren in der b50 und in der b400 gewichteten Sequenz
auch der Vergleich von chronischer Pankreatitis und Zysten, gesundem Gewebe und
Zysten, Adenokarzinomen und gesundem Gewebe und chronischer Pankreatitis und
Adenokarzinomen.
Bei der Messung der Signalintensität in der ADC-Map fiel wieder der hohe Wert der
Zysten auf. Die Signalintensität des gesunden Pankreasgewebe lag über den
Werten, die beim Pankreaskarzinom und bei der chronischen Pankreatitis gemessen
wurden (Tab.1).
Im Vergleich zum umgebenden Pankreasgewebe sind visuell 90,9% der Karzinome
in der b50-Sequenz hyperintens und nur 9,1% (n=1) isointens. Die Zysten zeigen alle
ein deutlich hyperintenses Signalverhalten in dieser Sequenz. In der b400 Sequenz
werden die Karzinome visuell noch alle als hyperintense Raumforderung ausgemacht,
die Zysten stellen sich jedoch zu 83,3% (n = 5) isointens und zu 16,7% (n = 1)
hyperintens dar. In der ADC-Map hingegen erscheinen alle Karzinome als
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
23
hypointense und alle Zysten als hyperintense Raumforderung (Abb.6-7). Im
Allgemeinen sind auf diffusionsgewichteten Bildern Bereiche mit einer erhöhten
Diffusion hypointens und solche mit einer gestörten Diffusion hyperintens [1,2]. Auf
Grund des T2-Durchscheineffektes sind in unserem Fall jedoch auch die Zysten bei
einem kleinen b-Wert (b50) hyperintens. In den ADC-Maps wiederum deutet eine
hypointense Struktur auf einen Bereich mit einer gestörten Diffusion hin. Bereiche mit
erhöhter Diffusion stellen sich in der ADC-Map hyperintens dar [1-2]. Es ist uns nur
eine Studie bekannt, die die Auswertung des Pankreas in der diffusionsgewichteten
MRT ebenfalls anhand der visuellen Signalintensität vorgenommen hat [16]. Im
Gegensatz zu uns benutzten Ichikawa et al. [16] ein Protokoll mit einem höheren
b-Wert (b1000) und bewerteten die diffusionsgewichteten, invertierten Bilder auf
einer 5-Punkte Skala je nach Vorhandensein einer dunklen Läsion. Anschließend
wurden diese Bilder mit denen einer T2-gewichteten Sequenz fusioniert. Eine
Bewertung der ADC-Map erfolgte nicht. Ichikawa et al. kamen dabei auf eine
Sensitivität von 96,2% und eine Spezifität von 98,6% bei der Detektion von
Pankreaskarzinomen. Eine Bewertung von zystischen Raumforderungen des
Pankreas erfolgte nicht.
Die Ergebnisse der Berechnung der relativen Signalintensität und des
Läsionskontrastes spiegeln die Ergebnisse der visuellen Auswertung wieder. Die
Berechnung der relativen Signalintensität wurde schon zur Differenzierung von
Leberläsionen angewendet [19, 27]. Nach unserem Wissen gibt es aber zum
heutigen Zeitpunkt keine Studie, die die relative Signalintensität bzw. den
Läsionskontrast von Raumforderungen im Pankreas ausgewertet hat.
Eine relative Signalintensität unter eins steht für Läsionen mit einem hypointensen
Signal im Vergleich zum angrenzenden Gewebe. Beim Läsionskontrast dagegen
steht erst ein Wert kleiner als Null für ein hypointenses Signalverhalten im Vergleich
zum angrenzenden Gewebe. Werte über eins bzw. null zeigen ein hyperintenses
Signalverhalten der jeweiligen Läsion an.
So ist die relative Signalintensität der Zysten der b50 gewichteten Sequenz noch
signifikant höher als die des Pankreaskarzinoms (Tab.3), jedoch ändert sich das mit
zunehmendem b-Wert. Mit abnehmendem Einfluss der Perfusion auf die
Signalintensität nimmt die relative Signalintensität der Karzinome zu und die der
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
24
Zysten ab, so dass die relative Signalintensität der Karzinome in den b400
gewichteten Sequenzen höher ist als die der Zysten (Tab.3, Abb.4, 6-7). Dieser
Unterschied ist statistisch aber nicht signifikant, und da sowohl die Zysten als auch
die Karzinome mit ihren Werten noch über eins bzw. null liegen, ist ihre
Signalintensität noch höher als die des sie umgebenden Gewebes.
Bei der Bestimmung des Läsionskontrastes zeigt sich ein ähnliches Bild. In der b50
gewichteten Sequenz ist der Kontrast zwischen Zyste und umgebendem
Pankreasparenchym signifikant höher als bei den Karzinomen (Tab.4). Beide sind
jedoch hyperintens im Gegensatz zum umgebenden Gewebe (Läsionskontrast
>0)(Abb.5-7). Dieser signifikante Unterschied zeigt sich bei einem höheren b-Wert
(b400) nicht mehr. Beide Raumforderungen haben an Kontrast abgenommen. Die
Tatsache, dass die Karzinome im Gegensatz zu den Zysten in der b400 gewichteten
Sequenz visuell noch erkennbar sind, liegt wahrscheinlich daran, dass trotz einer
starken Annäherung die Karzinome eine zwar nicht signifikante, aber dennoch
höhere relative Signalintensität, bzw. einen höheren Läsionskontrast haben. Im
Gegensatz dazu haben beim Vergleich der Signalintensität der beiden Gruppen die
Zysten eine durchschnittlich höhere Signalintensität als die Karzinome (Tab.1).
Zysten und Tumore nehmen aber Einfluss auf das sie umgebende Gewebe, wie
begleitende Entzündungen oder einfach durch die Verdrängung des normalen
Gewebes. Deswegen können nur die relative Signalintensität oder der
Läsionskontrast eine Aussage zum visuellen Kontrast der Raumforderungen geben,
da sie die Signalintensität der Raumforderung in Bezug zum umgebenden Gewebe
des einzelnen Patienten setzen.
Die gegenüber dem umgebenden Gewebe visuell niedrige Signalintensität der
Karzinome in der ADC-Map lässt sich auch durch die Berechnung der relativen
Signalintensität und des Läsionskontrastes ausdrücken. In der ADC-Map ist die
relative Signalintensität der Karzinome signifikant niedriger als die der Zysten, und da
ihr Wert unter eins liegt, zeigt er die visuell erkennbare Hypointensität der Karzinome
an (Tab.3, Abb.4).
Der Läsionskontrast der Zysten ist sehr hoch, also deutlich hyperintens im Vergleich
zum umgebenden Pankreasparenchym. Die Gruppe der Karzinome hingegen zeigt
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
25
einen negativen Kontrast (Tab.4, Abb.5). Der Unterschied zwischen den beiden
Gruppen in der ADC-Map ist ebenfalls signifikant (p<0,05).
Das unterschiedliche Signalverhalten von Zysten und Karzinomen in der ADC-Map
lässt sich durch die unterschiedliche Struktur dieser zwei Raumforderungen erklären.
Im Gegensatz zu den Karzinomen ist die Beweglichkeit der Moleküle in Zysten
weniger eingeschränkt. In zellreichen Geweben wie Tumoren ist der ADC und damit
die Signalintensität eher niedrig, da die Wassermoleküle in ihrer Beweglichkeit durch
die Zellmembranen und Zellorganellen gebremst werden [4, 16].
Unsere Beobachtung, dass sich bei kleinen Diffusionsgradienten sowohl benigne als
auch maligne Läsionen hyperintens darstellen, die benignen Läsionen jedoch im
Gegensatz zu den malignen Raumforderungen beim Einsatz höherer
Diffusionsgradienten nicht mehr sichtbar sind, deckt sich mit der anderer Studien [9,
17]. Im Allgemeinen kann gesagt werden, dass eine Hyperintensität auf den
diffusionsgewichteten Bildern nicht auf eine maligne Läsion schließen lässt.
Des Weiteren wurde der ADC rechnerisch bestimmt. Die von uns berechneten ADC-
Werte (in mm2/s, x 10-3; Mittelwert ± Standardabweichung) für das Adenokarzinom
(1,39 ± 0,32), die chronische Pankreatitis (1,31 ± 0,31), die akute Pankreatitis (1,87 ±
0,31), das gesundes Pankreas (1,4 ± 0,43) und die Zysten (3,14 ± 0,16)
sind insgesamt niedriger als bei den anderen Arbeitsgruppen (Tab 2.). Bei allen
Arbeitsgruppen war der ADC der Zysten am höchsten.
Zysten bestehen aus Flüssigkeit, in der die Wassermoleküle sich im Gegensatz zu
festen Geweben relativ frei bewegen können. Deswegen ist der ADC-Wert bei Zysten
höher als bei parenchymatösen Erkrankungen des Pankreas (Entzündungen oder
Tumoren). Im Vergleich zu unserer Studie fällt auf, dass die anderen Arbeitsgruppen
bei allen Erkrankungen des Pankreas deutlich höhere ADC-Werte berechnet haben
(Tab.2). Eine mögliche Erklärung dafür liefern die unterschiedlichen
Patientenkollektive und die verschiedenen Untersuchungsprotokolle. Chow et al. [11]
verzeichnen die höchsten ADC-Werte. Allerdings wurden auch nur junge, gesunde
Patienten untersucht [11, 18], während alle anderen Arbeitsgruppen vor allem kranke
und durchschnittlich ältere Patienten in ihre Studien eingeschlossen haben [18].
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
26
Mögliche Ursache für die höheren ADC-Werte der anderen Arbeitsgruppen [6, 11, 18]
ist die unterschiedliche Binnenstruktur des Pankreas bei jungen Menschen im
Vergleich zu Älteren, bei denen es mit zunehmendem Alter zu einer vermehrten
Atrophie und Fettinfiltration des Pankreas kommt [18].
In unserer Studie konnte im Gegensatz zu zwei anderen Studien [6, 18] kein
signifikanter Unterschied zwischen dem ADC von Pankreaskarzinomen und
gesundem Gewebe gezeigt werden, wobei beide Gruppen weniger Patienten mit
einem Pankreaskarzinom untersucht haben als wir.
Auch war der ADC-Wert für die akuten Pankreatitis bei Ichikawa et al. [6] während
der von Yoshikawa et al. eher dem von uns berechneten Wert nahe kam (Tab.2). Der
ADC bei akuten Pankreatitiden ist höher als der von gesundem Pankreasparenchym,
weil eine akute Pankreatitis mit einer Ödemneigung und einer erhöhten
Blutversorgung einhergeht [6]. Eine weitere Divergenz in den berechneten ADC-
Werten zeigte sich beim Pankreaskarzinom. So lag der von uns errechnete Wert bei
1,39 ± 0,32x10-3, während Yoshikawa et al.[18] und Ichikawa et al.[6] auf höhere
Werte (2,32 ± 0,26x10-3 bzw. 2,74x10-3) kamen. Bei allen verglichenen Studien lag
der berechnete ADC des Pankreaskarzinoms höher als bei dem nichttumorösem
umgebendem Pankreasgewebe, während er in unserer Studie annähernd gleich war.
Der von uns erreichte ADC bei Patienten mit einer chronischen Pankreatitis (1,31 ±
0,31) war wie bei Ichikawa et al. niedriger als bei gesundem Pankreasparenchym
(1,4 ± 0,43). Die chronische Pankreatitis ist durch fibrotische Gewebeveränderungen
und einen verminderten Blutfluss gekennzeichnet. Dadurch sind Perfusion und T2-
Zeit verkürzt, was zu einem niedrigen ADC führt [6].
Ein Grund für diese Unterschiede ist mit Sicherheit die geringe Fallzahl aller Gruppen
(Tab.2). Eine andere mögliche Erklärung sind die unterschiedlichen
Untersuchungsprotokolle. Die berechneten ADCs sind in ihrer Größe abhängig von
den angewendeten b-Werten [3, 12, 14, 19, 20] und unterschieden sich in den
einzelnen Arbeitsgruppen. Außerdem wurde in unserem Protokoll im Gegensatz zu
anderen kein Atemstillstand während der DW-Messung verlangt, was als möglicher
Grund für unsere im Vergleich niedrigeren Werte sein kann.
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
27
Schlussfolgerung: Entgegen der Ergebnisse anderer Studien konnten wir eine
Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas mittels kalkuliertem ADC nicht
nachweisen.
Dagegen ist die rein visuelle Auswertung von diffusionsgewichteten Bildern und der
ADC-Map im Zusammenhang mit der Berechnung der relativen Signalintensität und
des Läsionskontrastes eine sehr vielversprechende Möglichkeit zur Detektion von
Adenokarzinomen des Pankreas. Zur Differenzierung von Adenokarzinom und
chronisch entzündlich verändertem Gewebe sowie im Vergleich zu gesundem
Pankreasgewebe eignet sich vor allem der Vergleich der Signalintensitäten innerhalb
der diffusionsgewichteten Bilder mit niedrigem b-Faktor. Mit der DW-MRT steht somit
eine nichtinvasive Untersuchungsmethode mit unkomplizierter Auswertung zur
Verfügung, die sich durch ihre kurze Untersuchungszeit gut in jedes MRT-Protokoll
einfügen lässt, kein Kontrastmittel benötigt und durch fehlende Atemanhaltetechnik
auch für schwerkranke Patienten geeignet ist.
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
28
5. Zusammenfassung
Zielstellung: Wertigkeit der diffusionsgewichteten single-shot echoplanaren MRT zur
Diagnostik von Pankreaserkrankungen: Eine quantitative und qualitative Auswertung.
Material und Methode: DWI-MRT wurde bei 40 Patienten (14 Frauen, 26 Männer) mit
Verdacht auf eine Raumforderung im Pankreas durchgeführt. Die Daten wurden an
einem 1,5T MRT Gerät (Magnetom Symphony, Siemens, Erlangen, Germany)
erhoben. Die DW-EPI Sequenz (b50, b400) wurde bei ruhiger Atemlage akquiriert
und ADC-Maps wurden berechnet. Die Signalintensitäten wurden durch manuelle
Einlage einer ROI bei 11 Adenokarzinomen des Pankreas, 15 chronischen und 2
akuten Pankreatitiden, 6 Zysten des Pankreas und im gesunden Pankreasgewebe
bei 6 Patienten. Die ADCs wurden nach der Formel: ADC=(ln(SI1/SI2))/b2-b1
berechnet. Die Signalintensitäten der Erkrankungen wurden innerhalb der einzelnen
diffusionsgewichteten Sequenzen und der ADC-Map miteinander verglichen. Die
Berechnung der relativen Signalintensität und des Läsionskontrastes erfolgte für die
diffusionsgewichteten Bilder und die ADC-Map. Zusätzlich erfolgte eine direkte
visuelle Auswertung der Raumforderungen in den diffusionsgewichteten Bilder und
ADC-Maps nach ihrem Signalverhalten im Vergleich zum umgebendem
nichttumorösem Pankreasgewebe (hypo-, iso- oder hyperintens).
Ergebnis: Der durchschnittliche ADC-Wert (mm2/s; +/- Standardabweichung) von
Zysten (3,14x10-3 ± 0,16x10-3) war signifikant höher (p<0,05) als bei der chronischen
Pankreatitis (1,31x10-3 ± 0,31 x10-3), dem Pankreaskarzinom
(1,39x10-3 ± 0,32x10-3) und gesundem Pankreasgewebe (1,4x10-3 ± 0,43x10-3). Im
Vergleich der anderen Gruppen ergab sich kein signifikanter Unterschied. In den
diffusionsgewichteten Bildern zeigten alle Raumforderungen ein hyper- bzw.
isointenses Signalverhalten im Vergleich zum umgebenden Pankreasparenchym. In
den ADC-Maps zeigten alle Pankreaskarzinome ein hypointenses Signalverhalten.
Im Gegensatz dazu waren alle Zysten in den ADC-Maps hyperintens.
Diskussion: Nur Zysten können von anderen Erkrankungen des Pankreas mittels
berechnetem ADC signifikant unterschieden werden.
Dagegen ist die rein visuelle Auswertung von diffusionsgewichteten Bildern und der
ADC-Map in Zusammenhang mit der Berechnung der relativen Signalintensität und
des Läsionskontrastes eine sehr vielversprechende Möglichkeit zur Detektion von
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
29
Adenokarzinomen des Pankreas. Zur Differenzierung von Pankreaskarzinom und
chronisch entzündlich verändertem Gewebe sowie im Vergleich zu gesundem
Pankreasgewebe eignet sich, trotz des T2 Durchscheineffektes bei niedrigem b-
Faktor, vor allem der Vergleich der Signalintensitäten innerhalb der
diffusionsgewichteten Bilder.
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
30
6. Abkürzungsverzeichnis Abb. Abbildung ADC apparent diffusion coefficient AdenoCa Adenokarzinom Akute P. Akute Pankreatitis b Diffusionsfaktor bzw. beziehungsweise Chronische P. Chronische Pankreatitis CT Computertomographie DW-MRT diffusionsgewichtete Magnetresonanztomographie EPI echoplanar imaging ERCP endoskopische retrograde Cholangio-Pankreatographie FoV field of view GRE Gradientenecho HCC hepatocelluläres Karzinom Hz Hertz ln natürlicher Logarithmus mm Millimeter min Minute MRT Magnetresonanztomographie ms Millisekunde n Anzahl NaCl Natrium-Chlorid Px Pixel
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
31
ROI region of interest s Sekunde SI Signalintensität 1,5 T 1,5 Tesla Tab. Tabelle TE Echozeit TRE Repetitionszeit
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
32
7. Literaturliste
1. Luypaert R, Boujraf S, Sourbron S, Osteaux M: Diffusion and perfusion MRI:
basic physics. European Journal of Radiology 2001; 38:19 – 27
2. Le Bihan D, Turner R, Douek P, Patronas N : Diffusion MR Imaging: Clinical
Applications. American Journal of Roentgenology 1992 ;159:591-599
3. Beauchamp NJ Jr., Ulug AM, Passe TJ, van Zijl PCM : MR Diffusion Imaging
in Stroke: Review and Controversies. RadioGraphics 1998;18:1269 – 1283
4. Ichikawa T, Erturk SM, Motosugi U, Sou H, Iino H, Araki T, Fujii H: High-B-
Value Diffusion-Weighted MRI in Colorectal Cancer. American Journal of
Roentgenology 2006;187:181-184
5. Bammer R: Basic principles of diffusion-weighted imaging. European Journal
of Radiology 2003;45:169 -184
6. Ichikawa T, Haradome H, Hachiya J, Nitatori T, Araki T: Diffusion-weighted
MR imaging with single-shot echo-planar imaging in the upper abdomen:
preliminary clinical experiences in 61 patients. Abdominal Imaging
1999;24:456 – 461
7. Nakayama T, Yoshimitsu K, Irie H, Aibe H, Tajima T, Shinozaki K, Nishie A,
Asayama Y, Kakihara D, Matsuura S, Honda H: Usefulness of the Calculated
Apparent Diffusion Coefficient Value in the Differential Diagnosis of
Retroperitoneal Masses. Journal of Magnetic Resonance Imaging
2004;20:735 – 742
8. Mürtz P, Flacke S, Träber F, van den Brink JS, Gieseke J, Schild HH:
Abdomen: Diffusion-weighted MR imaging with Pulse-triggered Single-Shot
Sequences. Radiology 2002;224:258 – 264
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
33
9. Namimoto T, Yamashita Y, Sumi S, Tang Y, Takahashi M :
Focal liver Masses: Characterization with Diffusion-weighted Echo-planar MR
imaging. Radiology 1997;204:739 – 744
10. Arndt C, Graessner J, Cramer MC, Petersen K, Reitmeier F, Weiss F, Kaul
MG, Jaehne M, Adam G, Habermann CR : Diffusionsgewichtete MRT zur
Funktionsdiagnostik der Glandula submandibularis. Fortschr Röntgenstr 2006;
178: 893-897
11. Chow LC, Bammer R, Moseley ME, Sommer FG: Single Breath-Hold
Diffusion- Weighted Imaging of the Abdomen. Journal of Magnetic Resonance
Imaging 2003;18:377-382
12. Thoeny HC, De Keyzer F, Oyen RH, Peeters RR : Diffusion-weighted MR
Imaging of Kidneys in Healthy Volunteers and Patients with Parenchymal
Diseases: Initial Experience. Radiology 2005;235:911-917
13. Hackländer T ,Scharwächter C, Golz R et al. Stellenwert der
Diffusionsbildgebung in der Diagnostik von Wirbelköpermetastasen des
Prostatakarzinoms im Vergleich zu anderen Primärtumoren.
Fortschr Röntgenstr 2006;178:416-424
14. Sun XJ, Quan XY, Huang FH, Xu YK: Quantitative evaluation of diffusion-
weighted magnetic resonance imaging of focal hepatic lesions. World Journal
of Gastroenterology 2005;11:6535-6537
15. Hein PA, Kremser C, Judmaier W, Griebel J, Rudisch A, Pfeiffer KP, Hug EB,
Lukas P, DeVries AF: Diffusionsgewichtete Magnetresonanztomographie –
Ein neuer Prognoseparameter beim fortgeschrittenem Rektumkarzinom?
Fortschr Röntgenstr 2003;175:2002;174:381-386
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
34
16. Ichikawa T, Erturk SM, Motosugi U, Sou H, Iino H, Araki T, Fujii H: High-B
Value Diffusion-Weighted MRI for Detecting Pancreatic Adenocarcinoma:
Preliminary Results. American Journal of Roentgenology 2007;188:409-414
17. Irie H, Honda H, Kuroiwa T, Yoshimitsu K, Aibe H, Shinozaki K, Masuda K :
Measurement of the apparent diffusion coefficient in intraductal mucin-
producing tumor of the pancreas by diffusion-weighted echo-planar MR
imaging. Abdomial Imaging 2002;27:82-87
18. Yoshikawa T, Kawamitsu H, Mitchell DG, Ohno Y, Ku Y, Seo Y, Fujii M,
Sugimura K: ADC Measurement of Abdominal Organs and Lesions Using
Parallel Imaging Technique. American Journal of Roentgenology 2006;
187:1521-1530
19. Quan XY, Sun XJ, Yu ZJ, Tang M : Evaluation of diffusion weighted imaging of
magnetic resonance imaging in small focal hepatic lesions: a prospective
study in 56 cases. Hepatobiliary & Pancreatic Diseases International
2005;4:406-409
20. Yuan YH, Xiao EH, He Zhong, Xiang J, Tang KL, Yan RH, Jin K,
Peng ZW:MR-diffusion weighted imaging of rabbit liver. World Journal of
Gastroenterology 2005;11:5506-5511
21. Mayer RJ, Oettle H: “Pankreaskarzinom” in Harrisons Innere Medizin; Dietel
M, Suttorp N, Zeitz M, Kasper DL, Braunwald E, Fauci AS, Hauser SL, Longo
DL, Jameson JL (Hrsg.); Berlin: ABW Wissenschaftsverlag, 2005:Kap.19:569-
571
22. Takhar AS, Palaniappan P, Dhingsa R, Lobo DN: Recent developments in
diagnosis of pancreatic cancer. British Medical Journal 2004;329:668-673
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
35
23. Li D, Xie K, Wolff R, Abruzzese: Pancreatic cancer.
Lancet 2004;363:1049-1057
24. van Gulik TM, Moojen TM, van Geenen R, Rauws EAJ, Obertop H,
Gouma DJ: Differential diagnosis of focal pancreatitis and pancreatic cancer.
Annals of Oncology 1999;10 Suppl. 4:S85-S88
25. Carr HY, Purcell EM. Effects of diffusion on free precission in nuclear
magnetic resonance experiments. Phys Rev. 1954;94:630 – 8
26. Stejskal EO, Tanner JE. Spin diffusion measurements: spin echoes in the
presence of a time-dependent field gradient. J Chem Phys 1965;42:288 – 92
27. Nasu K, Kuroki Y, Sekiguchi R, Nawano S : The Effect of Simultaneous Use of
Respiratory Triggering in Diffusion-Weighted Imaging of the Liver. Magnetic
Resonance in Medical Sciences 2006:5:129-136
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
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8. Eidesstattliche Erklärung
Hiermit erkläre ich, daß ich die vorliegende Dissertation selbständig verfaßt und
keine anderen als die angegebenen Hilfsmittel benutzt habe.
Die Dissertation ist bisher keiner anderen Fakultät vorgelegt worden.
Ich erkläre, dass ich bisher kein Promotionsverfahren erfolglos beendet habe und
dass eine Aberkennung eines bereits erworbenen Doktorgrades nicht vorliegt.
Datum: Unterrschrift:
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9. Lebenslauf PERSÖNLICHE DATEN Name: Nina Raabe Geburtsdatum/-ort: 21. November 1981 in Berlin Staatsangehörigkeit: deutsch Familienstand: ledig SCHULISCHE AUSBILDUNG
1988 – 1992 Kurt-Tucholsky-Grundschule, Berlin 1992 – 1994 Eichendorff-Grundschule, Berlin 1994 – 2001 Schiller-Oberschule, Gymnasium, Berlin Juni 2001: Abitur (Note 2,5) 01-07/1999 Schüleraustausch, Denver, Colorado, USA UNIVERSITÄRE AUSBILDUNG
10/2001 Aufnahme des Studiums der Humanmedizin an der Ernst- Moritz-Arndt-Universität Greifswald 08/2003 Physikum (erster Abschnitt der ärztlichen Prüfung) Note: „befriedigend“ 04/2008 schriftlicher Teil des zweiten Abschnitts der Ärztlichen Prüfung, Note: 2 06/2008 mündlicher Teil des zweiten Abschnitts der
ärztlichen Prüfung, Note: 2 FAMULATUREN
05/2004 Famulatur Abteilung für Radiologie (Dr. I. Brand), Airedale General Hospital, Steeton, West Yorkshire, England 06/2004 Famulatur Klinik für Innere Medizin, Abteilung Gastroenterologie (Dr. A. Harris), Kent & Sussex Hospital, Tunbridge Wells, England
09/2004 Famulatur Allgemeinmedizin, Praxis C. Halder, Berlin 10/2004 Famulatur Institut für Diagnostische Radiologie und Neuroradiologie (Prof. Dr. med. N. Hosten),
Universitätsklinikum der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald
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PRAKTISCHES JAHR
08/2006 - 10/2006 Innere Medizin, Endokrinologie, Klinik für Innere Medizin A
(Prof. Dr. med. M. M. Lerch), Universitätsklinikum der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald
10/2006-12/2006 Innere Medizin, Pulmologie,
Klinik für Innere Medizin B (Prof. Dr. med. S. Felix), Universitätsklinikum der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald
12/2006 - 03/2007 Institut für Diagnostische Radiologie und
Neuroradiologie (Prof. Dr. med. N. Hosten), Universitätsklinikum der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald
04/2007 Klinik für Chirurgie,
Viszeralchirurgie (Prof. Dr. med. C.-D. Heidecke), Universitätsklinikum der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald
05/2007-07/2007 Klinik für Chirurgie (Prof. J. Cartmill), Nepean
Hospital, University of Sydney, Australien BERUF Seit 12/2008 Assistenzärztin Klinik und Poliklinik für Diagnostische und
Interventionelle Radiologie (Prof. Dr. med. G. Adam),
Universitätsklinikum Eppendorf-Hamburg PUBLIKATION 2005 „Eine anhaltende Verbesserung eines komplexen
Risikoprofils ist in der alltäglichen Versorgung des Typ 2 Diabetes möglich.“ Raabe J., Raabe N., Diabetes und Stoffwechsel 2005;14:(Suppl)102
Datum/Unterschrift:
Single-shot echoplanare, diffusionsgewichtete MRT zur Differenzierung von Erkrankungen des Pankreas: Eine quantitative und qualitative Auswertung
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10. Danksagung
Ich möchte mich bei Prof. Dr. med. N. Hosten, Chefarzt des Instituts für
Diagnostische Radiologie und Neuroradiologie am Universitätsklinikum Greifswald,
für die Überlassung dieses spannenden Arbeitsthemas und seine stete und
freundliche Unterstützung sehr herzlich bedanken.
Mein besonderer Dank geht an meinen Doktorvater PD Dr. med. R. Puls für sein
allzeit offenes Ohr bei Fragen und Problemen, für den großen Einsatz bei der
Beseitigung von Hindernisse jeglicher Art, für die vielen hilfreichen Tipps, für die
anhaltende Ermutigung und dafür, dass diese Arbeit bis zur Fertigstellung so viel
Spaß gemacht hat.
Weiterhin möchte ich mich bei Frau Dr. med. Hegenscheid für ihre Nachtschichten,
sowie allen Mitarbeitern des Instituts für Diagnostische Radiologie und
Neuroradiologie am Universitätsklinikum Greifswald für ihre Mitarbeit, ihre Hilfe und
ihr Interesse an meiner Arbeit bedanken.
Meine Doktorarbeit hat mir nicht zuletzt wegen der freundlichen Aufnahme in das
Team der radiologischen Abteilung sehr viel Freude bereitet. Die Zeit am Institut für
Diagnostische Radiologie und Neuroradiologie am Universitätsklinikum Greifswald
wird mir immer in sehr schöner Erinnerung bleiben.
Bedanken möchte ich mich auch bei allen Mitarbeitern der Klinik für Inneren Medizin
A des Universitätsklinikum Greifswald, die mir bei der Patientenrekrutierung hilfreich
zur Seite standen.
In diesem Zusammenhang möchte ich mich auch ganz besonders bei allen Patienten
für die Teilnahme an dieser Studie bedanken.
Allen Menschen, die mich in dieser Zeit begleitet haben danke ich für ihre wertvolle
Unterstützung und ihr Verständnis.
Meinen lieben Eltern danke ich für alles was sie getan haben und was sie tun werden.