Unterscheidung von Magenkrebs und Magenlymphom durch Texturanalyse (TA) der Positronen-Emissions-Tomographie (PET)
Einleitung
Magenkrebs und Magenlymphom sind zwei verschiedene Krebsarten, die sich in ihren klinischen und bildgebenden Merkmalen oft ähneln. Doch ihre Behandlungsstrategien und Prognosen unterscheiden sich erheblich. Eine genaue Unterscheidung ist daher entscheidend für die richtige Therapie. Die endoskopische Biopsie gilt zwar als zuverlässige Diagnosemethode, ist jedoch invasiv und kann tiefere Schichten der Magenwand nicht immer erfassen. Nicht-invasive Bildgebungsverfahren wie Computertomographie (CT) und Magnetresonanztomographie (MRT) werden häufig eingesetzt, haben aber Schwierigkeiten, diese Tumore zuverlässig zu unterscheiden.
Die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) mit 18F-Fluorodeoxyglucose (FDG) bietet eine metabolische Bildgebung, die den Glukosestoffwechsel im Tumor darstellt. Doch die Variabilität der FDG-Aufnahme bei beiden Krebsarten schränkt die Genauigkeit herkömmlicher PET-Parameter wie dem Standard-Uptake-Wert (SUV) ein.
Die Texturanalyse (TA) ist eine computergestützte Technik, die die räumliche Verteilung von Pixel- oder Voxelintensitäten in medizinischen Bildern analysiert. Sie hat sich in der Krebsdiagnostik bereits bewährt. In dieser Studie wurde untersucht, ob die PET-TA dazu beitragen kann, Magenkrebs von Magenlymphom sowie niedriggradige von hochgradigen Lymphomen zu unterscheiden, um die Diagnosegenauigkeit zu verbessern.
Methoden
Patientenauswahl
In diese retrospektive Studie wurden 79 Patienten (45 mit Magenkrebs und 34 mit Magenlymphom) eingeschlossen, die zwischen Januar 2013 und Februar 2018 diagnostiziert wurden. Voraussetzung war eine bestätigte Diagnose durch Biopsie oder chirurgische Pathologie sowie eine PET/CT-Untersuchung vor der Behandlung. Patienten mit Krebsvorgeschichte, vorheriger Therapie, unvollständigen Daten oder fehlender FDG-Aufnahme in den Läsionen wurden ausgeschlossen.
Bildgebung
Die Patienten fasteten mindestens sechs Stunden, bevor ihnen 18F-FDG intravenös injiziert wurde. Die PET/CT-Scans wurden mit einem 16-Schicht-Hybridscanner durchgeführt, wobei CT-Bilder zur Schwächungskorrektur verwendet wurden. Die PET-Bilder wurden mit einer Voxelgröße von 4 mm³ rekonstruiert.
Texturanalyse
Manuell wurden Regionen von Interesse (ROIs) auf den PET-Bildern markiert, um das gesamte Tumorvolumen abzudecken, wobei das Magenlumen und benachbarte Metastasen vermieden wurden. Texturmerkmale wurden mit einer speziellen Software extrahiert, darunter Histogrammmerkmale (Mittelwert, Standardabweichung, Schiefe, Kurtosis, Entropie und Perzentile) sowie Merkmale der Grauwert-Koexistenzmatrix (GLCM) (EntropieGLCM und InertiaGLCM). Die Zuverlässigkeit der Messungen wurde durch Intra- und Inter-Observer-Übereinstimmung geprüft.
Statistische Analyse
Unterschiede in Texturmerkmalen und SUVs zwischen den Gruppen wurden mit dem Mann-Whitney-Test analysiert. Die diagnostische Genauigkeit wurde durch ROC-Analysen (Receiver Operating Characteristic) bewertet. Die Reproduzierbarkeit der Texturmerkmale wurde mit Intraklassen-Korrelationskoeffizienten (ICCs) geprüft.
Ergebnisse
Patientenmerkmale
Die Studie umfasste 47 Männer und 32 Frauen mit einem Durchschnittsalter von 60 Jahren. Die Magenkrebsfälle umfassten verschiedene histologische Subtypen, während die Magenlymphome unter anderem MALT-Lymphome (mukosaassoziiertes lymphatisches Gewebe) und diffuse großzellige B-Zell-Lymphome einschlossen.
Unterschiede zwischen Magenkrebs und Magenlymphom
Signifikante Unterschiede wurden in SUVmax, SUVmean und mehreren Texturmerkmalen festgestellt. InertiaGLCM, das die lokale Variation der FDG-Aufnahme misst, war bei Magenkrebs signifikant niedriger als bei Magenlymphom und zeigte die höchste AUC (Area Under the Curve) von 0,714 zur Unterscheidung.
Unterschiede zwischen niedriggradigen und hochgradigen Magenlymphomen
Niedriggradige Lymphome wiesen signifikant niedrigere SUVmax-, SUVmean- und EntropieHIST-Werte auf als hochgradige Lymphome. SUVmax und SUVmean waren die effektivsten Parameter zur Unterscheidung, mit AUCs von 0,818 bzw. 0,842.
Unterschiede zwischen niedriggradigen Magenlymphomen und Magenkrebs
EntropieGLCM war bei niedriggradigen Lymphomen signifikant niedriger als bei Magenkrebs, mit einer AUC von 0,770. Dies deutet darauf hin, dass EntropieGLCM selbst bei ähnlichen SUVs effektiv zwischen niedriggradigen Lymphomen und Magenkrebs unterscheiden kann.
Korrelationen zwischen SUVs und Histogrammmerkmalen
Histogrammmerkmale wie Mittelwert, Standardabweichung und Perzentile zeigten starke positive Korrelationen mit SUVmax und SUVmean, was ihre Abhängigkeit von der FDG-Aufnahme verdeutlicht.
ROC-Analyse
InertiaGLCM war das beste Merkmal zur Unterscheidung von Magenlymphom und Magenkrebs, während EntropieGLCM bei der Differenzierung von niedriggradigen Lymphomen und Magenkrebs effektiv war.
Diskussion
Diese Studie zeigt das Potenzial der PET-TA zur Verbesserung der Differenzialdiagnose von Magentumoren. InertiaGLCM, das die lokale Variation der FDG-Aufnahme widerspiegelt, war besonders effektiv bei der Unterscheidung von Magenlymphom und Magenkrebs. EntropieGLCM, das die Tumorheterogenität misst, war nützlich, um niedriggradige Lymphome von Magenkrebs zu unterscheiden. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Texturmerkmale zusätzliche diagnostische Informationen liefern können, die über herkömmliche SUVs hinausgehen, insbesondere bei überlappenden FDG-Aufnahmemustern.
Die niedrigeren InertiaGLCM-Werte bei Magenkrebs könnten auf eine gleichmäßigere FDG-Aufnahme hinweisen, während die höhere Heterogenität bei Magenlymphom auf unterschiedliche Stoffwechselaktivitäten zurückzuführen ist. Die niedrigere EntropieGLCM bei niedriggradigen Lymphomen spiegelt möglicherweise eine homogene Zellzusammensetzung wider, die typisch für diese Tumore ist.
Einschränkungen
Die Studie hat einige Einschränkungen, darunter ihr retrospektives Design und die relativ kleine Stichprobengröße. Die Heterogenität der pathologischen Subtypen innerhalb der Magenlymphome und des Magenkrebses könnte die Ergebnisse beeinflusst haben. Weitere Studien mit größeren Kohorten und prospektivem Design sind erforderlich, um diese Ergebnisse zu validieren und das Potenzial der PET-TA in der klinischen Praxis zu untersuchen.
Fazit
Die PET-TA, insbesondere InertiaGLCM und EntropieGLCM, bietet eine vielversprechende nicht-invasive Methode zur Unterscheidung von Magenkrebs und Magenlymphom sowie von niedriggradigen und hochgradigen Lymphomen. Durch die Analyse von Tumorheterogenität und lokaler FDG-Aufnahme kann die Texturanalyse die Diagnosegenauigkeit verbessern und personalisierte Behandlungsstrategien unterstützen.
For educational purposes only.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000001206