Evaluation von dosisoptimierten Protokollen für die Computertomographie-gestützte zervikale und lumbale periradikuläre Infiltrationstherapie

Einführung: Die Computertomographie-gestützte periradikuläre Infiltrationstherapie (PRT) hat sich als effektive symptomatische Therapieoption zur Behandlung Radi-kulopathie-assoziierter Schmerzsyndrome etabliert. Hierbei werden über eine vor dem Neuroforamen platzierte Kanüle Lokalanästhetika und Glukokortikoide appliziert. Da die Strahlenexposition für den Patienten und den interventionellen Radiologen fort-während kritisch diskutiert wird, wurden in den hier zusammengefassten drei Publika-tionen dosisoptimierte Protokolle sowohl für zervikale als auch für lumbale Interven-tionen evaluiert. Methodik: Die Interventionen folgten einem standardisierten Ablauf. In den Studien-gruppen wurde nach Akquisition eines lateralen Scanograms eine Planung mit vier Einzelschichtaufnahmen (Spot Scanning) und anschließend die fluoroskopische Na-delpositionierung durchgeführt. Die Fluoroskopie sah bei aktiviertem iterativen Re-konstruktionsalgorithmus eine Basiseinstellung mit einer Röhrenspannung von 80 kV (zervikale Wirbelsäule) oder 100 kV (lumbale Wirbelsäule) und einem Röhrenstrom-Zeit-Produkt von 5 mAs mit der Möglichkeit um eine Erhöhung auf 10 mAs vor ("bot-tom-up-Strategie"). Zunächst wurde die Abhängigkeit der lumbalen Fluoroskopie-Dosis vom Body Mass Index der Patienten untersucht, anschließend die Dosis nach Einführung von Spot Scanning zu Planungszwecken mit einer zuvor in der Institution genutzten lumbalen Volumenakquisition verglichen. Die Erkenntnisse dieser Arbeiten wurden dann in die Entwicklung eines dosisoptimierten Protokolls für die zervikale PRT übertragen. Die Qualitätskontrolle erfolgte neben der Bilddokumentation des technischen Erfolges durch Quantifizierung des Schmerzempfindens der Patienten unmittelbar vor und 6 Wochen nach der Intervention auf einer numerischen Rating-Skala. Ergebnisse: Während der lumbalen PRT war nur in der Gruppe der Patienten mit ei-nem BMI ≥ 30 kg/m2 eine Erhöhung des fluoroskopischen Röhrenstrom-Zeit-Produktes auf 10 mAs bei 7 von 15 Patienten (47 %) notwendig. Zervikal fand dieselbe Erhöhung bei 5 von 82 Patienten (6 %) im Segment HWK 6/7 Anwendung. Die Gesamtdosis der Interventionen belief sich auf ein medianes Dosis-Längen-Produkt von 1,80 mGy*cm (zervikale Wirbelsäule) und 3,20 mGy*cm (lumbale Wirbelsäule), diese verteilte sich mit jeweils 0,80 mGy*cm auf das Spot Scanning sowie mit 0,95 mGy*cm und 2,40 mGy*cm auf die Fluoroskopie. Die Interventionen konnten mit 7 % und 36 % der Ge-samtdosis der Vergleichsprotokolle aus der eigenen Institution (p < 0,05) sowie mit 22 % und 65 % der Gesamtdosis aus der Literatur erfolgreich durchgeführt werden. Die erhobene mediane Schmerzreduktion zeigte zwischen Studien- und Vergleichsgrup-pen keinen signifikanten Unterschied (im Median 2 Punkte). Schlussfolgerung: Durch Einführung von Spot Scanning zu Planungszwecken und Einsatz eines niedrigen Röhrenstrom-Zeit-Produktes während der Fluoroskopie konn-ten erhebliche Dosisreduktionen gegenüber Vergleichsprotokollen aus der eigenen Institution und der Literatur erreicht werden. Dabei war die Effektivität der Interventio-nen im Sinne einer erreichten Schmerzlinderung gegenüber den früheren, instituti-onseigenen Protokollen äquivalent.Introduction: Computed-tomography-guided periradicular infiltration treatment (PRT) has become an accepted therapeutic option for radiculopathy-associated pain syn-dromes. Local anesthetics and glucocorticoids are administered via a cannula placed in next to the neuroforamen. Since radiation exposure of patients and interventional radiologists is an ongoing concern, dose-optimized protocols for both cervical and lumbar interventions were evaluated in the three publications summarized here. Methods: Standardized interventional protocols were used including acquisition of a lateral scanogram, planning with four single-slice images (spot scanning), and subse-quent fluoroscopic needle positioning. With iterative reconstruction activated, fluoros-copy was carried out with a tube voltage of 80 kV (cervical spine) or 100 kV (lumbar spine) and a tube current-time product of 5 mAs with the option of an increase to 10 mAs ("bottom-up strategy"). First, the dependence of the lumbar fluoroscopy dose on patients’ body mass index (BMI) was investigated, and then the dose after introduction of spot scanning for planning was compared with that of a lumbar volume acquisition previously used in our department. The results of these investigations served to devel-op a dose-optimized protocol for cervical PRT. Quality control included image docu-mentation of technical success and quantification of subjective pain on a numerical rating scale immediately before and 6 weeks after the intervention. Results: In 7 of 15 patients (47 %) only with a BMI of 30 kg/m2 or greater, the fluoro-scopic tube current-time product had to be increased to 10 mAs during lumbar PRT. The same increase was necessary in 5 of 82 patients (6 %) treated in the C 6/7 cervi-cal segment. The total median dose-length product was 1.80 mGy*cm (cervical spine) and 3.20 mGy*cm (lumbar spine) with 0.80 mGy*cm for spot scanning (both) and 0.95 mGy*cm and 2.40 mGy*cm, respectively, for fluoroscopy. Interventions were success-fully completed with 7 % and 36 % of the total dose of our department’s earlier proto-cols (p < 0.05) and with 22 % and 65 % of the total dose reported in the literature. Me-dian pain reduction was not statistically significantly different between study patients and controls (median reduction of 2 points). Conclusion: Introduction of spot scanning for planning and use of a low tube current-time product during fluoroscopy significantly reduced dose exposure of spinal inter-ventions compared to earlier protocols from our department and published protocols. The effectiveness of the interventions in terms of pain relief was equivalent for low-dose protocols and earlier standard protocols of our department

Einsatz von standardisierten Befundungssystemen und Magnetresonanzelastographie in der radiologischen Diagnostik von Kopf-Hals-Tumoren

Die moderne medizinische Versorgung von Patientinnen und Patienten mit Kopf-Hals-Tumoren ist ein hochspezialisierter und interdisziplinärer Prozess, in dem die Radiologie an verschiedenen Punkten eine entscheidende Rolle einnimmt. Hieraus erwächst einerseits die große Verantwortung, stets auf dem aktuellen Stand der facheigenen Methodik zu arbeiten und andererseits bietet sich die Gelegenheit, mit der Konzeption und Erforschung neuer Wege zu einer weiteren Fortentwicklung beizutragen. Sowohl technische Innovationen in der Bildakquisition als auch neue Strategien der Bildauswertung und Befunderstellung bilden die großen Themen der diagnostischen Radiologie. Ganz in diesem Sinne hat auch die vorliegende Arbeit verschiedene Ziele verfolgt. Einerseits wurde die technische Machbarkeit der mul-tifrequenten Magnetresonanzelastographie (MRE) der Ohrspeicheldrüsen untersucht, um einen Einsatz bei Patientinnen und Patienten mit dort lokalisierten Tumoren vorzubereiten. Anschließend wurde das für die standardisierte radiologische Befundung in der Surveillance von Kopf-Hals-Tumoren vom American College of Radiology veröffentlichte Neck Imaging Reporting and Data System (NI-RADS) eingehend evaluiert, welches in zwei Kategorien mittels Likert-Skalen sowohl den Ort des ehemaligen Primarius (primary site) als auch die Halslymphknoten (neck) hinsichtlich eines Tumorrezidivs beurteilt. Abschließend wurde das für die standar-disierte radiologische Befundung von Lymphknotenmetastasen solider Tumoren des gesamten menschlichen Körpers gültige Node Reporting and Data System (Node-RADS) konzipiert und als Leitlinie veröffentlicht. Die multifrequente MRE hat sich in einem Kollektiv von 20 gesunden Probandinnen und Probanden als technisch machbar erwiesen. Die erhobenen arithmetischen Mittelwerte von 0,97 ± 0,13 m/s für die Scherwellengeschwindigkeit SWS (Surrogatparameter für die Gewebesteifigkeit) und 0,59 ± 0.05 rad für den Verlustwinkel des Schermoduls phi (Surrogatparameter für die Gewebeviskosität oder -fluidität) können als erste Referenzwerte für gesundes Ohrspeicheldrüsengewebe gelten. Die Methode war zudem sowohl für SWS (ICC = 0,84) als auch phi (ICC = 0,94) gut reproduzierbar und kann deshalb mit geringem zeitlichem Mehraufwand in bereits bestehende MRT-Untersuchungsprotokolle für die Differentialdiagnostik von Tumoren der Ohrspeicheldrüsen integriert werden. Die Einordnung des klinischen Nutzens muss jedoch Gegenstand zukünftiger Studien sein. NI-RADS kann in der radiologischen Surveillance sowohl für die CT als auch die MRT angewendet werden. In zwei separaten Studien wurde die Reliabilität, das heißt die Reproduzierbarkeit des standardisierten Befundungssystems für diese beiden Modalitäten untersucht. Für die CT war die Interreader-Überstimmung über alle eingeschlossenen Fälle je nach verwendetem statistischem Maß stark oder moderat sowohl für die primary site (W = 0,74, kappa = 0,48) als auch den neck (W = 0,80, kappa = 0,50), die Intrareader-Übereinstimmung moderat bis stark oder nahezu perfekt für die primary site (tau = 0,67-0,82, kappa = 0,85-0,96) und stark oder nahezu perfekt für den neck (tau = 0,76-0,88, kappa = 0,89-0,95). Allerdings war die Interreader-Übereinstimmung in Fällen mit bestätigtem Tumorrezidiv höher als in solchen mit Rezidivfreiheit, und zwar sowohl für die primary site als auch den neck (W = 0,78 gegenüber 0,56, kappa = 0,41 gegenüber 0,29). Für die MRT fanden sich zunächst ähnliche Ergebnisse hinsichtlich der Interreader-Übereinstimmung bei der der Betrachtung sämtlicher Fälle, welche moderat für die primary site (kappa = 0,53) und substantiell für den neck (kappa = 0,67) ausfielen, sowie für die Intrareader-Übereinstimmungen, die deutlich geringer für die primary site (Ao = 53,3-70,0%) als für den neck (Ao = 83,3-90,0%) waren. Im Gegensatz zu der CT-Studie war die Interreader-Übereinstimmung jedoch besonders gering in Fällen mit bestätigtem Tumor-rezidiv (kappa = 0,35). Zusätzlich wurde die bis dato nicht in den Kriterien von NI-RADS vertretene diffusionsgewichtete Bildgebung für die primary site evaluiert, wobei aus einer nahezu perfekten Interreader-Übereinstimmung (kappa = 0,83) und einer sehr hohen Intrareader-Übereinstimmung (Ao = 93,3-100,0%) ein großes Potential für die Verbesserung der Reliabilität abgeleitet werden konnte. Auf Grundlage dieser Ergebnisse sollte beim Training der Anwendung von NI-RADS durch Radiologinnen und Radiologen ein Hauptaugenmerk auf der Beurteilung der primary site liegen. In einer anschließend zur Bestimmung der Validität von NI-RADS mit 503 CT- und MRT-Bilddatensätzen durchgeführten Studie bestätigte sich die in den vorherigen Reliabilitätsstudien nur als Nebenergebnis zu vermutende hohe Trennschärfe des Systems. Bestätigte Tumorrezidive traten dieser zufolge in 1,0% (primary site 1), 7,1% (primary site 2a), 5,6% (primary site 2b), 66,7% (primary site 3) und 100% (primary site 4) beziehungsweise 0,5% (neck 1), 7,0% (neck 2), 80% (neck 3) und 100% (neck 4) auf. Hierzu passend betrug die Fläche unter der receiver operating characteristic (ROC)-Kurve 0,934 für die primary site und 0,959 für den neck. Der Einfluss der Supervision auf die Validität von NI-RADS wurde in einer diesen Themenkomplex abschließenden Studie quantifiziert. An 26% der von einer Assis-tenzärztin und einem Assistenzarzt zu 150 repräsentativen CT- und MRT-Untersuchungen erstellten Befunde wurden von zwei subspezialisierten Kopf-Hals-Radiologen Modifikationen vorgenommen. Die hierdurch erreichten Vergrößerungen der Flächen unter den ROC-Kurven (von 0,86 auf 0,89 für die primary site und von 0,91 auf 0,94 für den neck) waren jedoch nicht statistisch signifikant. Nach Dichotomisierungen der Datensätze konnten hingegen statistisch signifikante Unterschiede hinsichtlich der Spezifität und des positiv prädiktiven Wertes für die primary site (bei Kategorie 1 gegenüber Kategorie 2+3+4 und Kategorie 1+2 gegenüber Kategorie 3+4) und auch für die primary site und den neck gemeinsam (bei Kategorie 1 gegenüber 2+3+4) nachgewiesen werden. Diese Verbesserung der Spezifität kann in der klinischen Routine bedeutsam sein, da hierdurch für Patientinnen und Patienten unnötige oder invasivere Folgeuntersuchungen vermieden werden können und eine ökonomischere Nutzung der radiologischen Großgeräte ermöglicht wird. Die Erfahrungen aus diesen Studien konnten teilweise für die Konzeption von Node-RADS genutzt werden. Im Hinblick auf die radiologische Diagnostik von malignen soliden Kopf-Hals-Tumoren schließt dieses neue System die Lücke im vor der Therapieeinleitung durchgeführten Staging, in welchem NI-RADS definitionsgemäß nicht anwendbar ist. Node-RADS fasst die in der bestehenden Literatur erarbeiteten und diskutierten Kriterien der Lymphknotengröße und -konfiguration in einem Flussdiagramm zusammen und vertritt dabei den Anspruch, neben der Schaffung eines Konsens auch ein leicht verständliches und ohne größeren zeitlichen Mehraufwand anwendbares Konzept anzubieten. Die multifrequente MRE der Ohrspeicheldrüsen, NI-RADS und Node-RADS sind radiologische Werkzeuge, die zu einer modernen und standardisierten radiologischen Diagnostik von Kopf-Hals-Tumoren beitragen können. Während für NI-RADS aufgrund der sich verdichtenden Datenlage bereits eine Nutzungsempfehlung ausgesprochen werden kann, sind hierzu noch zukünftige Studien für die multifrequente MRE der Ohrspeicheldrüsen und Node-RADS notwendig

Multifrequency magnetic resonance elastography-based tomoelastography of the parotid glands–feasibility and reference values

Objectives: Accurate radiological differentiation of parotid tumors remains challenging despite recent technical advances in quantitative medical imaging. Multifrequency magnetic resonance elastography (MRE) could provide additional information on viscoelastic properties of normal and abnormal biological tissues. This study investigates the feasibility of MRE of the parotid glands in healthy participants and provides first reference values. Methods: 20 healthy participants underwent multifrequency MRE of both parotid glands at 3 Tesla. Shear waves at frequencies of 25, 30, 40, and 50 Hz were introduced into the participants' heads through the occiput using pressurized-air actuators. Shear wave speed (SWS) and loss angle of the shear modulus (φ) were reconstructed by tomoelastography post-processing as surrogate parameters for tissue stiffness and viscosity or fluidity. 10 participants underwent repeated MRE to determine test-retest reliability based on intraclass correlation coefficients. Results: All MRE datasets acquired could be included in the analysis. Mean SWS was 0.97 ± 0.13 m/s, and mean φ was 0.59 ± 0.05 rad, each for both sides combined and without notable lateral difference (p = 0.88/0.87). Test-retest reliability was good for SWS (ICC = 0.84 for both sides/ICC = 0.77 for the right side/ICC = 0.79 for the left side) and good to excellent for φ(ICC = 0.94/0.86/0.90). Conclusions: Multifrequency MRE of the parotid glands is feasible and reliable. This technique, therefore, is a promising method for investigating the viscoelastic properties of salivary gland tumors in future studies

Impact of double reading on NI-RADS diagnostic accuracy in reporting oral squamous cell carcinoma surveillance imaging – a single-center study

Objectives: The Neck Imaging Reporting and Data System (NI-RADS) is an increasingly utilized risk stratification tool for imaging surveillance after treatment for head and neck cancer. This study aims to measure the impact of supervision by subspecialized radiologists on diagnostic accuracy of NI-RADS when initial reading is performed by residents. Methods: 150 CT and MRI datasets were initially read by two trained residents, and then supervised by two subspecialized radiologists. Recurrence rates by NI-RADS category were calculated, and receiver operating characteristic (ROC) curves were plotted. After dichotomization of the NI-RADS system (category 1 vs categories 2 + 3+4 and categories 1 + 2 vs 3 + 4), sensitivity, specificity, positive and negative predictive value were calculated. Results: 26% of the reports were modified by the supervising radiologists. Area under the curve of ROC plots values of the supervision session were higher than those of the initial reading session for both the primary site (0.89 vs 0.86) and the neck (0.94 vs 0.91), but the difference was not statistically significant. For dichotomized NI-RADS category assignments, differences between the initial reading and the supervision session were statistically significant regarding specificity and PPV for the primary site (1 + 2 vs 3 + 4 and 1 vs 2 + 3+4) or even for both sites combined (1 vs 2 + 3+4). Conclusion: NI-RADS enables trained resident radiologists to report surveillance imaging in patients with treated oral squamous cell carcinoma with high discriminatory power. Additional supervision by a subspecialized head and neck radiologist particularly improves specificity of radiological reports

Reliability of NI-RADS criteria in the interpretation of contrast-enhanced magnetic resonance imaging considering the potential role of diffusion-weighted imaging

Objectives: To assess inter- and intrareader agreement of the Neck Imaging Reporting and Data System (NI-RADS) used in contrast-enhanced magnetic resonance imaging (MRI) including analysis of diffusion-weighted imaging (DWI), which is currently not part of the NI-RADS criteria. Methods: This retrospective study included anonymized surveillance contrast-enhanced MRI datasets of 104 patients treated for different head and neck cancers. Three radiologists experienced in head and neck imaging reported findings for the primary site and the neck using NI-RADS criteria in a first step and evaluated DWI sequences for the primary site in a second step. Thirty randomly selected imaging datasets were again presented to the readers. Kappa statistics and observed agreement (A(o)) were calculated. Results: Interreader agreement across all MRI datasets was moderate (kappa(Fleiss) = 0.53) for NI-RADS categories assigned to the primary site, substantial for NI-RADS categories of the neck (kappa(Fleiss) = 0.67), and almost perfect for DWI of the primary site (kappa(Fleiss) = 0.83). Interreader agreement for the primary site was particularly low in cases of cancer recurrence (kappa(Fleiss) = 0.35) and when categories 2a, 2b, and 3 were combined (kappa(Fleiss) = 0.30). Intrareader agreement was considerably lower for NI-RADS categories of the primary site (range A(o) = 53.3-70.0%) than for NI-RADS categories of the neck (range A(o) = 83.3-90.0%) and DWI of the primary site (range A(o) = 93.3-100.0%). Conclusion: Interreader agreement of NI-RADS for reporting contrast-enhanced MRI findings is acceptable for the neck but limited for the primary site. Here, DWI has the potential to serve as a reliable additional criterion