Wertigkeit des neuen makromolekularen Kontrastmittels Feruglose (Clariscan) für die Differenzierung von benignen und malignen Mamma-Tumoren mit dynamischer Magnetresonanztomographie
Translated title:
Value of the new macromolecular contrast agent Feruglose (Clariscan) in differentiation of benign and malignant breast tumors with dynamic magnetic resonance tomography
dynamic magnetic resonance tomography; breast tumors; macromolecular magnetic resonance imaging contrast media; small molecular magnetic resonance imaging contrast media; feruglose; gadopentetate
Abstract:
Ziel: 1. Evaluierung des superparamagnetischen Eisenoxidpräparates Feruglose (Clariscan) für die Detektion und Differenzierung von benignen und malignen Mamma-Tumoren mit dynamischer Magnetresonanztomographie (MRT). 2. Vergleich des neuen makromolekularen Magnetresonanzkontrastmittels (MRKM) Feruglose (Molekulargewicht = 100 kDa) und des StandardMRKM Gd-DTPA (Molekulargewicht = 0,5 kDa) in Bezug auf ihre Fähigkeit benigne und maligne Brust-Läsionen zu differenzieren. Methode: 25 Patientinnen mit Verdacht auf eine MammaLäsion, diagnostiziert mittels Palpation, konventioneller Röntgen-Mammographie und Sonographie, wurden vor und nach Feruglose-Injektion MR-tomographisch untersucht. Das Untersuchungsprotokoll beinhaltete eine axiale T2-gewichtete (TR/TE/FA: 4000/150/90°) Turbo-Spinecho (TSE)-Sequenz und eine transversale repetitive dynamische T1-gewichtete (TR/TE/FA: 14/1/30°) Fast Field Echo (FFE)-Sequenz. Die MRT-Daten wurden qualitativ und quantitativ (eine Computergesteuerte Messung der Signalintensitäten vor und nach KMGabe) ausgewertet. Die Differenz der gemessenen Signalintensitäten (Δ SI) vor und nach KMInjektion wurde anhand der Formel: Δ SI = (SI post SI prä)/ SI prä quantifiziert. Mittels kinetischer Analysen der Δ SIDaten erfolgte die Quantifizierung der Tumormikrozirkulationsparameter: Kapillarpermeabilität (KPS) und fraktionales Plasmavolumens (fPV). Diese quantitativen Daten (KPS, fPV) wurden mit der Histologie der Tumoren, dem ScarrfBloom-Richardson (SBR)-Score und der Mikrogefäßdichte (microvessel density, MVD) korreliert. Bei 14 Patientinnen wurde außer der Ferugloseverstärkten StudienMRT eine vergleichende StandardUntersuchung mit GdDTPA unter Einsatz von einer axialen T2gewichteten (TR/TE/FA: 4000/150/90°) TSESequenz und einer axialen repetitiven dynamischen T1gewichteten (TR/TE/FA: 9.1/4.6/30°) FFESequenz durchgeführt. Ergebnisse: Die KPS korrelierte hoch signifikant mit dem Tumorgrading, quantifiziert nach dem SBR-Score. Bei zehn der elf benignen Mamma-Läsionen betrug der endotheliale TransferKoeffizient 0 und bei allen Karzinomen war der Kapillarpermeabilitätswert höher als 0. Sämtliche Läsionen zeigten nach Gd-DTPA-Gabe ein signifikant höheres max. KM-Enhancement als nach Feruglose-Gabe (p<0,05). Die Feruglose-unterstützte dynamische MRT ergab ein signifikant (p<0.05) geringeres max. Enhancement und "Time-to-peak" Interval für Mastopathien im Vergleich zu Malignomen (p<0,05). Diese quantitativen Werte waren nach Gd-DTPA-Gabe nicht signifikant unterschiedlich (p>0.05). Auch die Verteilung der KM-Anreicherungscharakteristika war für die Feruglose-Daten signifikant unterschiedlich zwischen benignen und malignen Tumoren (χ² =9.017, p<0.05), nicht jedoch für Gd-DTPA-Daten (χ² =2.239, p>0.05). Schlussfolgerung: Mit der Feruglose-verstärkten dynamischen MRT kann die Dignität von Mamma-Tumoren nicht invasiv in vivo eingeschätzt werden. Die Feruglose-verstärkte dynamische MRT bietet eine verbesserte Spezifität für die Detektion von benignen und malignen Mamma-Tumoren aber eine schlechtere Sensitivität im Vergleich zu der Gd-DTPA-verstärkten dynamischen MRT.
Translated abstract:
Purpose: 1. To define the value of the superparamagnetic iron oxide contrast agent feruglose (Clariscan) in detection and differentiation of benign and malignant breast tumors with dynamic magnetic resonance tomography (MRT). 2. To compare the new macromolecular contrast agent feruglose (molecular weight, MW = 100 kDa) and the standard small molecular contrast agent gadopentetate (MW = 0,5 kDa) in their abilities to differentiate benign and malignant breast lesions. Materials and methods: 25 women with suspiscious breast lesions, diagnosed by clinical examination, conventional mammography and ultrasound, underwent ferugloseenhanced magnetic resonance mammography (MRM). The MR imaging was performed using an axial T2weighted (TR/TE/FA: 4000/150/90°) 2D TSE sequence and axial T1weighted (TR/TE/FA: 14/1/30°) dynamic 3D spoiled fast field echo (FFE) sequence. Images were qualitatively and quantitatively (average signal intensities, SI, precontrast and postcontrast) analyzed. Delta signal intensities were calculated according to the formula: Δ SI = (SI post SI prä)/ SI prä. By kinetic analysis of dynamic magnetic resonance imaging were estimated microvascular characteristics: transendothelial permeability (KPS) and fractional plasma volume (fPV). These MRIderived parameters (KPS and fPV) were correlated with histopathologic tumor grade (SBRscore) and microvessel density (MVD). In 14 patients, in addition to the feruglosestudy, a standard gadopentetateenhanced MRI was performed using an axial T2weighted (TR/TE/FA: 4000/150/90°) 2D TSE sequence and an axial dynamic T1weighted (TR/TE/FA: 9.1/4.6/30°) 3D FFE sequence. Results: KPS values were zero for all but one lesion and above zero in all carcinomas. A highly positive correlation was observed between MRIderived KPS values and SBRtumor grade (r²=0.64, p≤0.05). All breast lesions showed a substantially higher mean tumor peak enhancement data after administration of gadopentetate as compared to feruglose (p<0.05). Ferugloseenhanced MRIs revealed significantly lower mean values for maximum relative enhancement and time to peak for masthopatic lesions as compared to those for carcinomas (p<0.05). With gadopentetate quantitative enhancement patterns were not significantly different between benign and malignant tumors. The distribution of enhancement patterns with feruglose were substantially different (χ² =9.017, p<0.05), but not with gadopentetate (χ² =2.239, p>0.05). Conclusion: Ferugloseenhanced MRI is capable to characterize and grade breast tumors noninvasively in vivo. Feruglose provides a substantially lower enhancement of breast lesions as compared to gadopentetate, but an improved specificity for lesion characterization.