Differenzierung osteoporotischer und tumoröser Wirbelkörperfrakturen mit einer diffusionsgewichteten steady-state free precession-sequenz

Zusammenfassung

Ziel: Ziel war die Ermittlung der diagnostischen Genauigkeit einer diffusionsgestützten steady-state free precession(SSFP)-sequenz für die Differenzierung von akuten osteoporotischen und tumorösen Wirbelkörperfrakturen. Methode: 85 Patienten mit 102 akuten Wirbelkörperfrakturen wurden prospektiv mit der Magnetresonanztomographie (MRT) untersucht. Angewendet wurden eine T₁-gewichtete Spin Echo Sequenz, eine Short-tau inversion recovery-Sequenz (STIR) und eine diffusionsgewichtete SSFP-Sequenz (TR 25 ms, Diffusionspulsdauer δ 3,0 ms). Es erfolgte eine qualitative und quantitative Auswertung der Signalintensitäten der frakturierten Wirbelkörper auf der diffusionsgewichteten SSFP-Sequenz. Die Signalintensitäten wurden qualitativ auf einer fünfrangigen Skala von deutlich hypointens bis deutlich hyperintens graduiert. Die quantitative Auswertung erfolgte mit Region of Interest Messungen (ROI) und Ermittlung eines Knochemarksquotienten. Ergebnisse: 60 Frakturen waren durch Osteoporose und 42 Frakturen durch einen Tumorbefall verursacht. Für das Merkmal „Hyperintensität” auf der SSFP-Sequenz als Zeichen einer tumorösen Fraktur ergaben sich eine Sensitivität von 100 %, eine Spezifität von 93 %, ein positiver Vorhersagewert von 91 % und ein negativer Vorhersagewert von 100 %. Die quantitative Analyse ergab einen signifikanten Unterschied zwischen benignen osteoporotischen und tumorösen Wirbelkörperfrakturen (p < 0,001). Schlussfolgerung: Die diffusionsgewichtete SSFP-Sequenz kann benigne osteoporotische und maligne Wirbelkörperfrakturen mit einer hohen Genauigkeit differenzieren.

Abstract

Purpose: To evaluate the diagnosic accuracy of a diffusion-weigthed, steady-state free precession (SSFP) sequence for the differentiation of acute benign osteoporotic and neoplastic vertebral compression fractures. Methods: 85 patients with 102 vertebral compression fractures were examined with MR imaging using a spine array surface coil (Siemens, Vision, 1.5 Tesla). The following sequences were performed in sagittal orientation: T₁-weighted spin echo (SE), short-tau inversion recovery (STIR) and a diffusion-weighted SSFP sequence (TR = 25 msec, diffusion pulse length δ = 3 msec). The SSFP images were evaluated qualitatively on a 5-grade scale from strongly hypointense to strongly hyperintense. Quantitative analysis was performed with region of interest measurements (ROI) and calculation of a bone marrow ratio. Results: 60 fractures were due to osteoporosis and 42 fractures were caused by malignancy. “Hyperintensity” in a vertebral fracture on a SSFP sequence provided a sensitivity of 100 % and a specificity of 93 %. The positive predictive value was 91 %, the negative predictive value was 100 %. Quantitative analysis of the bone marrow ratio showed a statistically significant difference between the osteporosis and the tumor group (p < 0.001). The mean value for the osteoporotic fractures was - 0.32 (SD 0.33) and + 2.07 (SD 1.37) for the tumor group. Conclusion: The SSFP sequence provides a high accuracy in the differentiation of benign osteoporotic and neoplastic vertebral compression fractures.

Schlüsselwörter

MRT - Diffusion - Wirbelsäule - Wirbelkörperfrakturen - Tumoren

Key words

MRI - Diffusion - Spine - Vertebral fractures - Tumors

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