Multiparametric spinal mri for differentiating benign and malignant vertebral compression fractures

Abstract

ObjectiveThis study aimed to assess the efficacy of multiparametric spinal MRI, utilizing conventional techniques, dynamic contrast-enhanced MRI, and diffusion MRI, in distinguishing between benign and malignant vertebral compression fractures.Material and methodsThis retrospective study included 42 consecutive patients who underwent biopsy and pre-biopsy multiparametric spinal MRI. Patients under 18 or with non-diagnostic imaging were excluded. Images were evaluated blinded by two radiologists. Quantitative DWI and DCE-MRI parameters were analyzed using the Tofts model. Statistical tests included ANOVA, Mann-Whitney U, chi-square, and ROC analysis.ResultsA total of 50 vertebral fractures from 42 patients (18 men, 24 women; mean age 55.3 +/- 3.3 years; range 31-82) were included in the study. Among these lesions, 23 were classified as malignant and 27 as benign based on histopathological analysis. A statistically significant difference was found between benign and malignant groups in terms of in perfusion MR curve type, volume transfer constant (Ktrans), flux rate constant (Kep), and apparent diffusion coefficient (ADC) parameters (p = 0.000-0.02). In the ROC analysis, the highest sensitivity and specificity values were 73.9% and 77.8% for Ktrans, 88% and 77.8% for Kep, and 63% and 87% for ADC in distinguishing between benign and malignant vertebral compression fracture. In the multiparametric evaluation made according to ADC, Ktrans, and Kep cut-off values, the highest sensitivity and specificity values were 91.30% and 96.29%, respectively.ConclusionCombining the information of quantitative ADC, Kep, and Ktrans analysis, multiparametric spinal MRI can differentiate benign from malignant compression fracture with high diagnostic accuracy. In this way, the need for invasive procedures to be performed only for diagnostic purposes can be reduced.ZielsetzungZiel dieser Studie war es, die Wirksamkeit der multiparametrischen Magnetresonanztomographie (MRT) der Wirbels & auml;ule unter Verwendung konventioneller Techniken, der dynamischen kontrastverst & auml;rkten MRT und der Diffusions-MRT bei der Unterscheidung zwischen gutartigen und b & ouml;sartigen Wirbelkompressionsfrakturen zu bewerten.Material und MethodenDiese retrospektive Studie umfasste 42 konsekutive Patienten, bei denen eine Biopsie und eine multiparametrische Wirbels & auml;ulen-MRT vor der Biopsie durchgef & uuml;hrt wurden. Patienten unter 18 Jahren oder mit nichtdiagnostischer Bildgebung wurden ausgeschlossen. Die Bilder wurden von zwei Radiologen verblindet ausgewertet. Die quantitativen diffusionsgewichteten (DWI) und dynamischen kontrastverst & auml;rkten (DCE) MRT-Parameter wurden anhand des Tofts-Modells analysiert. Die statistischen Auswertungen umfassten ANOVA, Mann-Whitney-U-Test, Chi-Quadrat-Test und ROC(Receiver Operating Characteristic)-Analyse.ErgebnisseInsgesamt wurden 50 Wirbelfrakturen von 42 Patienten (18 M & auml;nner, 24 Frauen; Durchschnittsalter: 55,3 +/- 3,3 Jahre; Spanne: 31-82) in die Studie aufgenommen. Von diesen L & auml;sionen wurden 23 aufgrund der histopathologischen Analyse als b & ouml;sartig und 27 als gutartig eingestuft. Es wurde ein statistisch signifikanter Unterschied zwischen benignen und malignen Gruppen in Bezug auf den Perfusions-MR-Kurventyp, die Volumentransferkonstante (Ktrans), die Flussratenkonstante (Kep) und den scheinbaren Diffusionskoeffizienten (,,apparent diffusion coefficient", ADC) festgestellt (p = 0,000-0,02). In der ROC-Analyse betrugen die h & ouml;chsten Sensitivit & auml;ts- und Spezifit & auml;tswerte 73,9% und 77,8% f & uuml;r Ktrans, 88% und 77,8% f & uuml;r Kep und 63% und 87% f & uuml;r ADC bei der Unterscheidung zwischen gutartiger und b & ouml;sartiger Wirbelkompressionsfraktur. In der multiparametrischen Auswertung nach ADC-, Ktrans- und Kep-Cut-off-Werten lagen die h & ouml;chsten Sensitivit & auml;ts- und Spezifit & auml;tswerte bei 91,30% bzw. 96,29%.SchlussfolgerungDurch die Kombination der Informationen der quantitativen ADC-, Kep- und Ktrans-Analyse kann die multiparametrische Wirbels & auml;ulen-MRT gutartige von b & ouml;sartigen Kompressionsfrakturen mit hoher diagnostischer Genauigkeit unterscheiden. Auf diese Weise kann der Bedarf an invasiven Verfahren, die nur zu diagnostischen Zwecken durchgef & uuml;hrt werden, reduziert werden.