3D Power Doppler Analysis of the Vascularisation in Tumours of the Oral Cavity

Zusammenfassung

Ziel: Die Studie hatte zum Ziel, mithilfe von dreidimensionaler (3D-)Power-Doppler-Sonografie Tumorvolumen und Vaskularisation bei Patienten mit Tumoren des Mundraums zu bestimmen. Material und Methoden: Die 3D-Power-Doppler-Untersuchung wurde bei 49 Patienten mit Tumoren des Mundraums präoperativ durchgeführt. Digital gespeicherte Daten wurden durch eine 3D-View-Programmsoftware analysiert, die unter anderem das „VOCAL-Imaging-Programm” beinhaltet. Durch die Anwendung von VOCAL können die Ränder einer Struktur (Tumor) identifiziert und ihr Volumen bestimmt werden. Die Vaskularisation des Tumors wurde mithilfe von dreidimensionalen farbigen Histogrammen analysiert und dann die Vaskularisationsindizes bestimmt. Ergebnisse: Vaskularisationsindizes VI und VFI waren bei Patienten mit Metastasen im Halsbereich signifikant höher. Die Unterschiede zwischen den Vaskularisationsindizes bei dem N+- und N0-Hals waren statistisch signifikant (p < 0,05). Die Flussindex-Werte (FI) waren zwischen N+- und N0-Hals statistisch nicht signifikant. Schlussfolgerung: Volumen und Vaskularisation von Tumoren im Mundraum konnten durch 3D-Power-Doppler-Ultraschall erfolgreich untersucht werden. Die Tumorvaskularisation ist ausgeprägter bei metastasierenden als bei nicht metastasierenden Tumoren.

Abstract

Purpose: The aim of this study was to determine the volume and vascularisation of tumours by three-dimensional (3D) power Doppler ultrasound in patients with “tumours of the oral cavity”. Materials and Methods: Three-dimensional (3D) power Doppler ultrasound investigation was performed pre-operatively on 49 patients with carcinomas of the oral cavity. Digitally-stored data were analysed with 3D View program software, a part of which is the “VOCAL-Imaging program”. By using VOCAL, the borders of a structure (tumour) can be determined and its volume calculated. The vascularisation of the tumour was determined by analysing three-dimensional colour histograms, and the vascularisation indices were calculated. Results: Vascularisation indices VI and VFI were significantly higher in patients with neck metastases. The differences between the vascularisation indices in N+ and N0 necks were statistically significant (p < 0.05). The flow index (FI) values between N+ and N0 necks were not statistically different. Conclusion: The volume and vascularisation of tumours of the oral cavity could be determined effectively by three-dimensional power Doppler ultrasound. Tumour vascularisation is higher in metastatic than in non-metastatic tumours.

Dreidimensionale Sonografie - dreidimensionaler Power-Doppler - Tumoren des Mundraums - Vaskularisation - Metastasen im Halsbereich

Three-dimensional ultrasonography - three-dimensional power Doppler - tumours of the oral cavity - vascularisation - neck metastases

References

• 1 Folkman J, Shing Y. Angiogenesis.  J Biol Chem. 1992;  267 10931-10934
• 2 Weidner N, Semple J P, Welch W R. et al . Tumor angiogenesis and metastasis-correlation in invasive breast carcinoma.  N Engl J Med. 1991;  324 1-7
• 3 Wiliams J K, Grant W, Cohen C. et al . Tumor angiogenesis as a prognostic factor in oral cavity tumors.  Am J Surg. 1994;  168 373-380
• 4 Shpitzer T, Chaimoff M, Gal R. et al . Tumor angiogenesis as a prognostic factor in early oral tongue cancer.  Arch Otolaryngol Head Neck Surg. 1996;  122 865-868
• 5 Gleich L L, Biddinger P W, Duperier F D. et al . Tumor angiogenesis as a prognostic indicator in T2-T4 oral cavity squamous cell carcinoma: A clinical-pathological correlation.  Head Neck. 1997;  19 276-280
• 6 Rubin J M, Bude R O, Carson P L. et al . Power Doppler US: a pontentially useful alternative to mean frequency-based color Doppler US.  Radiology. 1994;  853-856
• 7 Pairleitner H, Steiner G, Staudach A. Three-dimensional power Doppler sonography: imaging and quantifying blood flow and vascularization.  Ultrasound Obstet Gynecol. 1999;  139-143
• 8 Tozaki M, Toi M, Miyamoto Y. et al . Power Doppler Sonography of breast masses: Correlation of Doppler spectral parameters with tumor angiogenesis and histologic growth pattern.  J Ultrasound Med. 2000;  19 593-600
• 9 Downey D B, Fenster A. Vascular imaging with a three-dimensional power doppler system.  AJR. 1995;  165 665-668
• 10 Paku S. Current concepts of tumor-induced angiogenesis.  Pathology Oncology Research. 1998;  4 62-75
• 11 Gritzmann N. Sonography of the neck: Current potentials and limitations.  Ultraschall in Med. 2005;  26 185-196
• 12 Rebol J, Takač I, Bumber Ž. Intraoral sonographic evaluation of parapharyngeal space tumors: case report.  J Clin Ultrasound. 2001;  29 302-305
• 13 Jecker P, Brieger J, Doering S. Vergleich von Malignitaetskriterien in B-Scan- und Farbduplexsonografie mit dem histologischen Erscheinungsbild am Beispiel des experimentell induzierten Plattenepitelkarzinoms.  Ultraschall in Med. 2005;  26 399-405
• 14 Srivastava A, Laidler P, Davies R. et al . The prognostic significance of tumor vascularity in intermediate-thickness skin melanoma.  Am J Pathol. 1988;  133 419-423
• 15 Jaeger T M, Weidner N, Chew K. et al . Tumor angiogenesis correlates with lymph node metastases in invasive bladder cancer.  The Journal of Urology. 1995;  154 69-71
• 16 Gasparini G, Weidner N, Maluta S. et al . Intratumoral microvessel density and p53 protein: correlation with metastasis and head-and-neck squamous-cell carcinoma.  Int J Cancer. 1993;  55 739-744
• 17 Leedy D A, Trune D R, Kronz J D. et al . Tumor angiogenesis, the p53 antigen, and cervical metastasis in squamous cell carcinoma of the tongue.  Otolaryngol Head Neck Surg. 1994;  111 417-422
• 18 Zatterstrom U K, Brun E, Wilen R. et al . Tumor angiogenesis and prognosis in squamous cell carcinoma of the head and neck.  Head Neck. 1995;  17 312-318
• 19 Riedel F, Hoermann K. Anti-Angiogenese - ein Therapiekonzept zur Behandlung von Kopf-Hals-Karzinomen?.  Laryngo-Rhino-Otol. 2001;  80 535-541