ERGEBNISSE

Visuelle Darstellung der bestimmten Parameter Vorbemerkungen

Die Darstellung der verschiedenen untersuchten Tumore erfolgt jeweils zuerst anhand der konventionellen MRT-Aufnahmen. Daran anschließend wird auf die entsprechenden, mittels der dynamischen MRT erhaltenen Parameterbilder eingegangen. Zuerst wird in diesem Kapitel jedoch zu einigen allgemeinen Aussagen bestimmter Parameter und deren Bilder Stellung genommen.

Eine allgemeine Voraussetzung für die Bestimmung des interstitiellen Volumens, des Zellvolumens und der Permeabilität im Gehirn war, daß eine BHS-Störung vorlag und somit KM extravasieren konnte.

Unter dieser Voraussetzung konnten im Falle des interstitiellen Volumens je ein Parameterbild für das langsam anreichernde (V _is) und eines für das schnell anreichernde (V _if) interstitielle Volumen berechnet werden. So erkennt man anhand eines Beispiels eines Grad-IV-Glioms (Patient 36, s. Tabelle 4 im Anhang und Kapitel 5.1.2.4) lediglich eine leichte Erhöhung des schnellen interstitiellen Volumens (V _if = 6–20 %), währenddessen das langsame interstitielle Volumen deutlich erhöht ist (V _is = 20–50 % und mehr; s. Abbildung 12).

Abbildung 12: Darstellung des schnellen und des langsamen Anteils des interstitiellen Volumens eines Patienten (Patient 36, s. Tabelle 4 im Anhang) mit Glioblastom Zur Orientierung ist in der Abbildung ebenfalls die native T1-Aufnahme und die Aufnahme nach KM-Applikation enthalten.

Das beschriebene Verhalten des hier angeführten Beispiels kann einen Hinweis auf eine beginnende Nekrose liefern. Gleichzeitig würde es erklären, warum in hochgradigen Tumoren, welche nekrotische Areale beinhalten, die langsame Signalanreicherung vorwiegend am Rand der Nekrose auftritt. Obwohl durch das große interstitielle Volumen eine starke Signalanreicherung möglich wäre, ist die KM-Konzentration im Interstitium im Vergleich zu der im Blut in den ersten Minuten nach KM-Applikation, bedingt durch den geringen KM-Eintritt, weitaus niedriger. Der wesentliche Grund hierfür liegt darin, daß in diesem Bereich die Vaskularisation im Vergleich zu weiter außen gelegenen Arealen herabgesetzt ist. Da, wie vorangehend bereits erwähnt, die Fehler der einzelnen interstitiellen Volumina gegenüber dem Gesamtvolumen (V _if+V _is) ziemlich groß waren und die beiden einzelnen Teilvolumina auch keine wesentlichen zusätzlichen Aussagen liefern, wird bei den folgenden Darstellungen nur noch auf das gesamte interstitielle Volumen (V _i) eingegangen. Mit Hilfe von sowohl diesem interstitiellen Volumen als auch dem berechneten Zellvolumen [(V _cell), (s. Gl. 28)] können letztlich gemeinsam Aussagen über die Entstehung beziehungsweise die Existenz von beispielsweise nekrotischen Bereichen gemacht werden.

Beim Vorhandensein einer BHS-Störung konnten neben den bisher aufgeführten Parametern weiterhin noch die Permeabilitäten (P’ _f, P’ _s) berechnet werden.

Die Parameterbilder dieser beiden Permeabilitätskonstanten (s. Abbildung 13, ebenfalls von Patient 36) unterscheiden sich bei dem Vergleich von Tumorgewebe mit dem normalen Muskelgewebe außerhalb des Gehirns nicht deutlich voneinander.

Abbildung 13: Darstellung der beiden Permeabilitätskonstanten P’ _f und P’ _s eines Patienten (Patient 36, s. Tabelle 4 im Anhang) mit Glioblastom

Bei den hier in Abbildung 13 beipielhaft gezeigten Bildern erkennt man, daß schon allein auf Grund des niedrigen Wertebereichs und des noch hinzukommenden Fehlers (s. oben) eine visuelle Betrachtung der Permeabilitäten wenig sinnvoll ist. Darum wird im folgenden bei der Parameterbilderdarstellung ebenfalls auf diese verzichtet.

Darstellung verschiedener Tumorarten Gliome mit WHO-Grad II

Insgesamt wurden acht Astrozytome und ein Oligodendrogliom mit WHO-Grad II untersucht. Sowohl die niedriggradigen Astrozytome als auch das niedriggradige Oligodendrogliom waren oberflächennah lokalisiert. Die Altersspanne der untersuchten Patienten lag zwischen 20 und 64 Jahren. Stellvertretend wird hier ein Patient mit Astrozytom (Patient 3, s. im Anhang Tabelle 4) gezeigt.

Abbildung 14: Morphologische Aufnahmen eines Patienten (Patient 3, s. im Anhang Tabelle 4) mit Astrozytom WHO-Grad II

Das in Abbildung 14 gezeigte Grad-II-Astrozytom stellt sich nahezu in jeder Aufnahme homogen dar. In der T1-Wichtung erscheint es vorwiegend hypointens. Nach KM-Applikation ist in den T1-gewichteten Aufnahmen keine KM-Anreicherung zu sehen. Im Vergleich zu dem hier abgebildeten Beispiel wiesen teilweise Astrozytom-Grad-II-Rezidive (Patient 8) und der Patient mit dem Oligodendrogliom (Patient 6) leichte KM-Anreicherungen auf. In der T2-Wichtung stellten sich die untersuchten Grad-II-Tumore bis auf wenige Fälle homogen hyperintens dar. Anzeichen für größere Ödeme oder nekrotische Areale, gerade auch bei Betrachtung der Rezidive, gab es nicht.

Abbildung 15: Dynamische Parameterbilder des rCBV, rCBF, interstitiellen Volumens und des Zellvolumens des aus Abbildung 14 bekannten Patienten mit Astrozytom Grad II

Anhand der dynamischen Auswertung (s. Abbildung 15) kann man erkennen, daß das vaskuläre Volumen (rCBV) von Grad-II-Tumoren weitgehend gleichmäßig relativ niedrige Werte (V _b = 1-4 %) aufweist, die ungefähr in dem Wertebereich der gesunden weißen Hirnsubstanz liegen. Ähnliches gilt auch für den Blutfluß (rCBF), der ebenfalls gegenüber dem restlichen Hirngewebe erniedrigt ist (rCBF = 0,5-2 willkürl. Einheiten). Da diese Tumore - wie auch hier dargestellt (s. Abbildung 15) - größtenteils auf Grund einer noch intakten BHS kein KM extravasieren, ist es somit auch nicht möglich, entsprechende Aussagen über das interstitielle Volumen und das Zellvolumen zu machen.

Die hier beschriebenen Verhältnisse für die morphologische Darstellung und die Parameterdarstellung fanden sich auch bei dem Patienten mit Astrozytom Grad I (Patient 2). Während die Parameterdarstellung des Patienten mit dem Grad-II-Oligodendrogliom noch der hier beschriebenen ähnelte, stellten sich hingegen die Grad-II-Rezidive teilweise ähnlich zu den Grad-III-Tumoren dar.

Gliome mit WHO-Grad III

Die untersuchten Grad-III-Tumore unterteilten sich in sechs anaplastische Astrozytome, zwei anaplastische Oligoastrozytome und zwei anaplastische Oligodendrogliome. Ähnlich den zuvor beschriebenen Grad-II-Tumoren waren auch sie meist oberflächennah lokalisiert und traten zwischen dem 11. und 58. Lebensjahr auf. Die Darstellung von Grad-III-Tumoren wird hier anhand eines Patienten mit einem anaplastischem Oligoastrozytom (Patient 12, s. Tabelle 4 im Anhang) gezeigt.

Abbildung 16: Morphologische Aufnahmen eines Patienten (Patient 12, s. Tabelle 4 im Anhang) mit anaplastischem Oligoastrozytom WHO-Grad III

Neben den beiden untersuchten anaplastischen Oligoastrozytomen zeigten auch hauptsächlich die anaplastischen Astrozytome - wie in Abbildung 16 dargestellt - sowohl in der T1- als auch in der T2-Wichtung eine leicht inhomogene bis homogene Signalintensitätsverteilung. In den T1-Aufnahmen stellten sich die Tumore meistens iso- bis leicht hypointens dar, was eine Abgrenzung der Tumorgrenze im Verhältnis gegenüber den Grad-II-Tumoren in diesen Aufnahmen erschwerte. Nach erfolgter KM-Applikation zeigte sich in vier von zehn Fällen eine KM-Anreicherung. In der T2-Wichtung erschienen die Tumore meist homogen hyperintens. Vereinzelt waren zentral stärkere Hyperintensitäten vorhanden. Weiterhin konnten in wenigen Fällen leichte perifokale Ödeme beobachtet werden. Die beiden untersuchten Oligodendrogliome stellten sich unterschiedlich dar: Das Oligodendrogliom des einen Patientens (Patient 21) wies trotz primär aufgetretenen Tumors in der T1-Aufnahme nach KM-Gabe eine deutliche Extravasation auf. In den Parameterbildern zeigten sich ferner Hinweise auf Nekrosen. Für den zweiten Patienten (Patient 19) galt hingegen ähnliches wie für die zuvor beschriebenen anderen Grad-III-Tumore.

Abbildung 17: Dynamische Parameterbilder des rCBV, rCBF, interstitiellen Volumens und des Zellvolumens des aus Abbildung 16 bekannten Patienten mit Astrozytom Grad III

Entgegen den Erwartungen zeigte sich sowohl für die Oligoastrozytome als auch für einen Teil der anaplastischen Astrozytome - ähnlich wie auch hier im abgebildeten Beispiel (s. Abbildung 17) -, daß die BHS vorwiegend intakt war. Somit sind auch bei diesen Tumoren wie bei den Grad-II-Tumoren keine Aussagen über das interstitielle Volumen und das Zellvolumen möglich. Verglichen mit dem rCBV der Grad-II-Tumore stellt sich das vaskuläre Volumen der Grad-III-Tumore mehr heterogen dar. So existieren neben einigen niedrig vaskularisierten Tumorarealen (rCBV≤ 2 %) auch Bereiche, die von der Vaskularisation her sich ähnlich zu der der Hirnrinde darstellen (rCBV≥ 6 % bis zu 10 %). Die Perfusion der Tumore verhielt sich wiederum analog zu der Vaskularisation. So gab es neben niedrig- auch hochperfundierte Bereiche (rCBF = 1-4 willkürl. Einheiten), die von den Perfusionswerten im gleichen Bereich wie die graue beziehungsweise weiße Hirnsubstanz lagen.

Gliomrezidiv mit WHO-Grad III

Die Gruppe der Grad-III-Tumore verhielt sich in der Darstellung der einzelnen Tumore und Tumortypen teilweise unterschiedlich. Für einige der anaplastischen Astrozytome, wie die Rezidive und das primäre anaplastische Oligodendrogliom des zuvor erwähnten Patienten 21, traf die vorangegangene Beschreibung in Kapitel 5.1.2.2 nur in einigen Punkten zu. Deswegen sollen nachfolgend - anhand eines Astrozytomrezidivs (Patient 14, s. Tabelle 4 im Anhang) - diese Unterschiede verdeutlicht werden. Die letzte Behandlung des Patienten bestand aus einer kombinierten Radio- und Chemotherapie und lag zwei Jahre zurück.

Abbildung 18: Morphologische Aufnahmen eines Patienten (Patient 14, s. Tabelle 4 im Anhang) mit einem Rezidiv eines Astrozytoms WHO-Grad III

Das hier vorliegende stellvertretende Beispiel (s. Abbildung 18) zeigt in den T1-gewichteten Aufnahmen und besonders deutlich in der T2-gewichteten Aufnahme einen inhomogenen Tumorbereich. Dieser stellt sich in der T1-Wichtung iso- bis hypointens dar. Nach KM-Gabe zeigt der Tumor eine irreguläre Anreicherung. In der T2-Wichtung sieht man eine in der Peripherie liegende deutliche Hyperintensität, währenddessen sich der Randbereich iso- bis hyperintens und das Zentrum des Tumors leicht hypointens darstellt. In Kombination mit den anderen Aufnahmen spricht die vorhandene hyperintense Darstellung für eine zystische Läsion. Der isointense Randbereich kennzeichnet ein Ödem. Sowohl anhand der nativen als auch anhand der nach KM-Gabe erstellten Aufnahmen kann man erkennen, daß eine eindeutige Abgrenzbarkeit zu gesundem umgebenden Hirngewebe nicht sicher möglich ist. Raumforderungseffekte sind hier in Form einer Kompression des ipsilateral liegenden Seitenventrikels sichtbar. Eine entsprechende Mittellinienverschiebung findet nur in einem sehr geringen Maße statt.

Abbildung 19: Dynamische Parameterbilder des aus Abbildung 18 bekannten Patienten mit einem Rezidiv eines Astrozytoms Grad III

Die Darstellung des Tumorbereichs in Abbildung 19 im Vergleich zu Abbildung 17 (Kapitel 5.1.2.2) bezüglich der Vaskularisationsverteilung (rCBV) und der Perfusion (rCBF) liefert ein eher homogenes Bild. Weiterhin erkennt man hier, daß das rCBV genauso wie der rCBF des Tumors durchschnittlich höhere Werte aufweisen (rCBV≥ 4 % bis zu 10 %, rCBF≥ 2-4 willkürl. Einheiten). Diese liegen, bezogen auf das rCBV, im gleichen Bereich wie die der Hirnrinde. Bei Betrachtung des rCBF hingegen sind sie nur geringfügig, dafür allerdings gleichmäßig erhöht. Durch die vorhandene BHS-Störung kann man anhand der berechneten Parameterbilder des interstitiellen Volumens und des Zellvolumens Veränderungen im Bereich des in Abbildung 18 KM-anreichernden Tumorareals erkennen. Man sieht vorwiegend in der Peripherie des Tumorbereiches, daß dort das interstitielle Volumen erhöht (V _i≥ 15 %, mit Werten bis über 50 %) und das Zellvolumen im Vergleich zum normalen vitalen Gewebe (V _cell = 80-90 %) erniedrigt (V _cell= 20-90 %) ist. Ausgeprägt starke Veränderungen dieser Parameter fallen im Tumorzentrum auf. Auf Grund des Verhaltens dieser beiden Parameter kann man darauf rückschließen, daß sich zentral Nekrosen befinden, die von sich entwickelnden peripheren nekrotischen Arealen umgeben sind. Berücksichtigt man die vorangegangenen erwähnten Therapien, wäre anstelle der zentralen Nekrose auch eine Tumorhöhle denkbar.

Gliome mit WHO-Grad IV

Die größte Gruppe innerhalb der untersuchten Patienten mit Gliomen bildeten die Gliome mit Grad IV. Sie waren jeweils diffus im Gehirn verteilt und traten bis auf wenige Ausnahmen eher im höherem Lebensalter auf. Exemplarisch wird hier Patient 36 (s. Tabelle 4 im Anhang) gezeigt.

Abbildung 20: Morphologische Aufnahmen eines Patienten (Patient 36, s. Tabelle 4 im Anhang) mit einem Glioblastom

In allen hier in Abbildung 20 dargestellten Aufnahmen zeigt sich der Tumor stark inhomogen, teilweise girlandenförmig und mit irregulären nodulären Auftreibungen. In der T1-Wichtung weist er iso- bis hypointense Bereiche auf, wohingegen er in T2-gewichteten Aufnahmen sich iso- bis hauptsächlich stark hyperintens darstellt. Die zuletzt beschriebenen Hyperintensitäten befinden sich hauptsächlich zentral, aber auch peripher und lassen nekrotische Areale und perifokale Ödeme vermuten. Gegenüber dem vorhandenen Ödem sind die eigentlichen Tumorgrenzen nicht abgrenzbar. Nach KM-Applikation zeigt sich der Tumor in einem unruhigen Bild und stark anreichernd. Wie auch im hier gezeigten Beispiel konnte stets eine starke Massenverschiebung gesehen werden. Diese stellt sich zum einen in Form einer starken Mittellinienverschiebung und zum anderen sowohl in einer Kompression des ipsilateralen als auch des kontralateralen Seitenventrikels dar.

Abbildung 21: Dynamische Parameterbilder des aus Abbildung 20 bekannten Patienten mit Glioblastom

Das sich bereits in den morphologischen Aufnahmen darstellende inhomogene Bild der Glioblastome zeigt sich auch in den Parameterbildern (s. Abbildung 21). Hier weisen die Glioblastome eine deutlich höhere Vaskularisation als jegliche andere vorhergehend beschriebene Tumore auf. Diese erhöhte Vaskularisation ist meist in den Randbereichen lokalisiert. Die Werte des rCBV liegen durchschnittlich bei 7 %, wobei in bestimmten Regionen auch Werte von über 15 % erreicht werden. Gleiches gilt auch für die Perfusion (rCBF≥ 4 willkürl. Einheiten), deren Werte teilweise sogar den Wertebereich, in dem sich die Hirnrinde darstellt, übertreffen. Ferner weisen Glioblastome ein erhöhtes interstitielles Volumen (V _i = 10 bis über 50 %) und ein erniedrigtes Zellvolumen (V _cell vorwiegend kleiner als 65 %) auf. Diese Erhöhungen beziehungsweise Erniedrigungen befinden sich immer nur im Tumorzentrum um die eigentlichen nekrotischen Bereiche herum. Die hier beschriebene Darstellung dieser beiden Parameter ähnelt denen in Abbildung 19 aus Kapitel 5.1.2.3. Da die Nekrosen an sich nicht KM anreichern, wird in diesem Bereich das interstitielle Volumen und auch das Zellvolumen gleich Null gesetzt, was sich in den Abbildungen entsprechend blau darstellt.

Die hier beschriebene Darstellung der Grad-IV-Gliome entspricht auch der für die beiden untersuchten und histologisch als Grad III-IV eingestuften Tumore der Patienten 22 und 23.

Lymphome

Im allgemeinen befinden sich Lymphome vorwiegend supratentoriell im Bereich der Stammganglien und des Balkens. Im Rahmen der in dieser Arbeit untersuchten drei Patienten mit Lymphomen wies lediglich das Lymphom eines Patienten (Patient 46) eine infratentorielle Lage auf. Bei allen Lymphomen handelte es sich um Non-Hodgkin-B-Zell-Lymphome. Anhand des Lymphoms von Patient 44 (s. Tabelle 4 im Anhang) sollen beispielhaft die charakteristischen Merkmale dieses Tumortyps beschrieben werden.

Abbildung 22: Morphologische Aufnahmen eines Patienten (Patient 44, s. Tabelle 4 im Anhang) mit einem Lymphom

Lymphome, wie hier in Abbildung 22 gezeigt, stellten sich in der T1-Wichtung nahezu homogen hypointens bis teilweise leicht isointens dar. Nach KM-Applikation konnte stets eine starke, größtenteils homogene KM-Anreicherung beobachtet werden. In den Aufnahmen mit T2-Wichtung wiesen sie ein hyperintenses Bild mit ebenfalls hyperintensem Randwall auf. Diese das Lymphom umgebende hyperintense Zone zeigt das perifokalgelegene Ödem. Auf Grund dieser genannten Merkmale ist eine Unterscheidung vor allem gegenüber Metastasen schwierig.

Abbildung 23: Parameterbilder des aus Abbildung 22 bekannten Patienten mit Lymphom (weißer Pfeil)

Bei einem Vergleich der Parameterbilder des Lymphoms (s. Abbildung 23) zu denen eines Glioblastoms (s. Abbildung 21, Kapitel 5.1.2.4) ist erkennbar, daß das Lymphom in diesen im allgemeinen ein wesentlich homogeneres Erscheinungsbild hat. Obwohl auch bei den Lymphomen das rCBV (5-10 %) des Tumors gegenüber dem gesunden Hirngewebe erhöht ist, befindet sich die Vaskularisation bei weitem nicht in den Bereichen, wie sie bei Glioblastomen vorkommen. Die Betrachtung der Perfusion (rCBF = 1-3 willkürl. Einheiten) zeigt, daß diese im Verhältnis zum restlichen Gehirn nicht signifikant erhöht ist. Dies wiederum ähnelt der Darstellung eines Gliom-Grad-III-Rezidivs (s. Abbildung 19, Kapitel 5.1.2.3). Weiterhin weisen Lymphome über einen weiten Bereich einen Anstieg des interstitiellen Volumens und einen Abfall des Zellvolumens auf. Glioblastome hingegen zeigten solche Erhöhungen beziehungsweise Abfälle nur um den Bereich von nekrotischen Arealen herum, was zu einem inhomogeneren Bild führte.

Meningeome

Allgemein machen Meningeome ungefähr 20 % aller Hirntumore aus. Die in dieser Studie untersuchten Patienten waren zwischen 40 und 79 Jahre alt, und die Tumore befanden sich vorwiegend im Bereich der Konvexitäten, der Falx und zu einem geringen Teil auch in der Nähe der Keilbeinflügel. Stellvertretend für die Gruppe der Meningeome wird hier Patient 48 (s. Tabelle 4, Anhang) mit einem meningothelialen Felsenbeinmeningeom bei Zustand nach zwei unvollständigen, vor zwei Jahren durchgeführten Teilresektionen gezeigt.

Abbildung 24: Morphologische Aufnahmen eines Patienten (Patient 48, s. Tabelle 4 im Anhang) mit einem Meningeom und links temporal gelegenem Operationsdefekt

So wie das in Abbildung 24 gezeigte Beispiel eines Meningeoms stellten sich diese in der T1-Wichtung vorwiegend homogen isointens dar. Nach Gabe des KM reicherten sie dieses stark und gleichmäßig an, wodurch sie sich somit gut vom umgebenden Gewebe abgrenzten. In T2-gewichteten Aufnahmen erschienen sie iso- bis mäßig hyperintens. Die sich in diesem Fall in der gleichen Aufnahme befindlichen links temporal darstellenden starken Hyperintensitäten zeigen durch die Operation bedingte Defekte. Der Tumor ummauert hier die Arteria carotis und die linke Arteria cerebri media. Ödeme traten allgemein bei den untersuchten Patienten, wenn überhaupt, nur mit einer sehr geringen Ausdehnung auf.

Abbildung 25: Parameterbilder des aus Abbildung 24 bekannten Patienten mit Meningeom Die punktförmige zentral im Tumor gelegene starke Erhöhung (weiße Pfeile) des rCBV, des rCBF und des interstitiellen Volumens beziehungsweise Erniedrigung des Zellvolumens wird durch die umschlossene(n) Arterie(n) verursacht.

Meningeome - wie auch das aus Abbildung 25 - wiesen alle eine starke Vaskularisation auf (rCBV≥ 8 %). Diese war besonders im Tumorzentrum erhöht. Im Parameterbild für die Perfusion existieren Tumorbereiche, in denen eine Erhöhung dieses Parameters im Mittel um drei bis acht willkürliche Einheiten besteht, was teilweise selbst die Perfusion der Glioblastome übertrifft. Ein sichtbarer Unterschied zwischen den einzelnen verschieden perfundierten kleineren Arealen ist auf Grund der Farbskalierung nicht erkennbar. Das Zellvolumen stellt sich ähnlich homogen dar wie die Perfusion des Tumors. Es ist durchschnittlich auf 35-65 % verringert. Erst durch Betrachtung des sich auf Grund der Farbkodierung besser darstellenden interstitiellen Volumens kann man gerade im Tumorzentrum bei diesem eine Erhöhung erkennen, welche auf verstärkt auftretende nekrotische Bereiche hinweisen kann. Bei der gesamten Betrachtung des Tumors müssen jedoch auch die von diesem eingeschlossenen Arterien (weißer Pfeil) berücksichtigt werden, um nicht diese mit entsprechenden nekrotischen Arealen zu verwechseln. Insgesamt fiel dennoch bei den Meningeomen auf, daß Areale mit einer Erhöhung des interstitiellen Volumens gleichzeitig auch eine erhöhte Vaskularisation und teilweise auch Perfusion aufwiesen. Gegensätzlich hierzu verhielten sich die Glioblastome (s. Kapitel 5.1.2.4).

Meningeom aus Kapitel 5.1.2.6 unter Bestrahlung

Bei dem im folgenden vorgestellten Patienten mit Meningeom handelt es sich um denselben wie um den aus dem vorigen Kapitel 5.1.2.6 (Patient 48). Die Aufnahmen wurden jedoch knappe zwei Monate nach der ersten Untersuchung bei vor eineinhalb Monaten begonnener und nun abgeschlossener Bestrahlung erstellt. Es wurde, um eventuelle Veränderungen aufzeigen zu können, auf eine gleiche Schichtpositionierung wie bei den Voraufnahmen geachtet.

Abbildung 26: Morphologische Aufnahmen des bekannten Patienten (Patient 48, s. Tabelle 4, Anhang) aus Kapitel 5.1.2.6

Die in Abbildung 26 dargestellten morphologischen Aufnahmen zeigen in einem Vergleich zu den Voraufnahmen (vgl. Abbildung 24, Kapitel 5.1.2.6) keine wesentlichen Unterschiede. Auch hier sind innerhalb des Tumors die beiden in Kapitel 5.1.2.6 erwähnten Arterien zu erkennen.

Abbildung 27: Parameterbilder des aus Abbildung 26 bekannten Patienten mit Meningeom Die punktförmig sich zentral im Tumor befindliche Veränderung (weißer Pfeil, nur im Parameterbild des rCBV eingezeichnet) der einzelnen Parameter läßt auf die Arterie(n) rückschliessen.

Damit eine bessere Differenzierung der einzelnen Tumorareale bezüglich des rCBV möglich ist, wurde die Skala des rCBV von 20 auf 40 Prozent erhöht. Verglichen mit den zuvor erstellten Parameterbildern (vgl. Abbildung 25, Kapitel 5.1.2.6) zeigt in Abbildung 27 das rCBV eine starke vorwiegend zentrale Zunahme (rCBV≥ 20 %). Gleichzeitig ergibt sich aus dem Parameterbild der Perfusion im Vergleich zum vorigen eine geringe Zunahme des rCBF. Das interstitielle Volumen ist über den gesamten Tumorbereich unterschiedlich stark zwischen 35 bis über 50 Prozent erhöht. Während das Zellvolumen in Abbildung 25 (s. Kapitel 5.1.2.6) durchschnittlich nicht weniger als 30 Prozent betrug, liegt es hier, abhängig von dem betrachteten Tumorareal, wesentlich darunter. Die beschriebenen Veränderungen unter Radiatio können einerseits als Folge einer erhöhten Gefäßpermeabilität und andererseits als Folge von Zelluntergängen aufgefaßt werden.

Metastasen

Insgesamt wurden acht Patienten mit Hirnmetastasen untersucht, wobei diese in einem Großteil der Fälle subkortikal lagen. Die verursachenden Primärtumore waren vorwiegend Nieren- oder Bronchialkarzinome. Im folgenden wird die Darstellung anhand einer von einem Nierenzellkarzinom stammenden Metastase erläutert (Patient 57,Tabelle 4, Anhang).

Abbildung 28: Morphologische Aufnahmen eines Patienten (Patient 57, s. Tabelle 4, Anhang) mit einer von einem Nierenzellkarzinom stammenden Hirnmetastase

Die Metastasen zeigten sich in der T1-Wichtung (s. Abbildung 28) hypo- bis isointens. In den Aufnahmen nach KM-Applikation zeigten sie eine meist fast homogene KM-Anreicherung, die von einem irregulären Rand begrenzt wird. In den nativen T2-gewichteten Aufnahmen stellten sie sich isointens dar. Im Vergleich zu Primärtumoren konnte man in diesen Aufnahmen ein verhältnismäßig übergroßes Ödem beobachten. Dieses erstreckte sich weit in das zerebrale Marklager und sparte dabei meist den Kortex - im Gegensatz zu den Gliomen - aus.

Abbildung 29: Parameterbilder des aus Abbildung 28 bekannten Patienten mit Metastase Mit den beiden weißen Pfeilen wird auf die Beeinflussung des rCBV und des rCBF durch das Ödem hingewiesen.

Viele Metastasen - wie auch die hier vorgestellte Metastase (s. Abbildung 29) - konnten auf Grund ihrer Parameterbilder nicht von einem Gliom Grad IV unterschieden werden. Es blieb letztlich nur das unzureichende Kriterium der meist runden Form der Metastasen. So zeigte sich auch hier eine Zunahme der Vaskularisation und der Perfusion in der dynamischen Auswertung. Weiterhin war das interstitielle Volumen größtenteils zentral erhöht, während das Zellvolumen entsprechend erniedrigt war. Beides wies auf vorwiegend in der Tumormitte befindliche nekrotische Bereiche hin. Die Wertebereiche der einzelnen bestimmten Parameter - wie beispielsweise des rCBV - stimmten ungefähr mit denen der Grad-IV-Gliome überein (s. Kapitel 5.1.2.4).

Interessant an dem hier in Abbildung 29 gezeigten Beispiel ist die Beeinflussung des durch die Metastase verursachten Ödems (weißer Pfeil) auf die Vaskularisation und Perfusion. Man erkennt deutlich, daß beide Parameter in diesem Bereich im Vergleich zur kontralateralen Hirnseite erniedrigt sind.

Darstellung spezieller Tumore und Strukturen Darstellung eines Ganglioglioms

Unter den untersuchten Patienten mit Tumoren vom Grad I befand sich ein 35jähriger Patient (Patient 1, s. Tabelle 4, Anhang) mit einem Gangliogliom. Histologisch war dieser Tumor biphasisch aufgebaut. Einerseits bestand er aus großen dysplastischen Nervenzellen, andererseits aus einer Gliazellkomponente mit überwiegend elongierten und kleinen Zellkernen. In einigen Abschnitten erinnerte die gliale Tumorkomponente an ein pilozytisches Astrozytom.

Abbildung 30: Morphologische Aufnahmen des Patienten 1 (s. Tabelle 4, Anhang) mit einem Gangliogliom

Das in Abbildung 30 dargestellte Gangliogliom zeigt sich in der T1-Aufnahme neben wenigen hypointensen Arealen vorwiegend isointens. Nach Applikation des KM kann man eine deutliche Abgrenzung des Tumors gegenüber dem restlichen Hirngewebe erkennen. Er ist, bezogen auf die Symmetrieachse, vorwiegend rechtsseitig lokalisiert. In der T2-Wichtung stellt sich der Tumor hyperintens dar. Gleichzeitig zeigen sich im umgebenden Gewebe durch auftretende unregelmäßige Hyperintensitäten Anzeichen für eine vereinzelte Ödembildung.

Abbildung 31: Dynamische Parameterbilder des aus Abbildung 30 bekannten Patienten mit Gangliogliom Die Pfeile deuten auf das vorwiegend im zentralen Tumorbereich erhöhte interstitielle Volumen beziehungsweise verminderte Zellvolumen hin.

Das Parameterbild der Vaskularisation (s. Abbildung 31) zeigt hier ein geringgradig erhöhtes rCBV (ca. 3-5 %). Noch unauffälliger zu der Vaskularisation verhält sich die Perfusion. Bei einer Betrachtung dieser liegt sie annähernd im gleichen Bereich wie die der Hirnsubstanz (rCBF = 1-3 willkürl. Einheiten). So ist, verglichen mit anderen zuvor betrachteten Tumoren, der Blutfluß - ähnlich wie der von Grad-III-Tumoren oder von Lymphomen - nicht bedeutsam erhöht. Im Gegensatz zu den mehr oder minder unauffälligen Parametern der Vaskularisation und der Perfusion zeigt sich für das Gangliogliom besonders im Tumorzentrum (s. Pfeile in Abbildung 31) eine Erhöhung des interstitiellen Volumens (V _i /V _voxel= 10-30 %, mit teilweise Werten über 40 %). Gleichzeitig kann in diesem Bereich bei Betrachtung des Zellvolumens eine Verminderung dessen auf 50-80 % gesehen werden. Ähnlich wie bei höhergradigen Gliomen kann dies auch in diesem Falle für kleine Nekrosen oder - hier ebenfalls denkbar - für Zystenbildungen sprechen.

Darstellung eines inhomogen vaskularisierten Glioblastoms

In Abbildung 32 werden die morphologischen Aufnahmen von Patient 41 (s. Tabelle 4, Anhang) gezeigt. Auf die T1-gewichtete Aufnahme wurde in dieser Abbildung verzichtet, da sie sich von entsprechenden Aufnahmen anderer Glioblastome nicht unterschied.

Abbildung 32: Morphologische Aufnahmen des Patientens 41 (s. Tabelle 4, Anhang) mit Glioblastom Eine T1-gewichtete Aufnahme vor KM-Applikation wurde nicht angefertigt.

Auch der hier gezeigte Tumor (s. Abbildung 32) stellt sich entsprechend der vorangegangenen Beschreibung der Glioblastome in Kapitel 5.1.2.4 dar. So erscheint er in der T2-Wichtung vorwiegend unterschiedlich stark hyperintens, auf nekrotische Areale und Ödeme hinweisend. Nach KM-Applikation reichert der Tumor stark an und zeigt sich in einem diffusen girlandenförmigen Bild. Die sich annähernd gleich darstellenden hyperintensen KM-anreichernden Bereiche würden eine entsprechend damit korrelierende Vaskularisation und Perfusion erwarten lassen.

Abbildung 33: Parameterbilder des Patienten aus Abbildung 33 mit Glioblastom Das rCBV und der rCBF ist vorwiegend im okkzipitoparietalen Anteil des Tumors widererwarten gegenüber dem restlichen Tumor erniedrigt (weiße Pfeile).

Gegenüber den oben genannten Erwartungen und den Darstellungen anderer untersuchter Glioblastome stellt sich jedoch die Vaskularisation und die Perfusion dieses Tumors in den Parameterbildern (s. Abbildung 33) sehr ungleichmäßig dar. So existieren Bereiche (weiße Pfeile), in denen sowohl die Vaskularisation als auch die Perfusion im Gegensatz zu den anderen Tumorarealen deutlich erniedrigt ist. In diesen Bereichen ähneln diese beiden Parameter in ihrer Darstellung der des umgebenden gesunden Hirngewebes. Vergleicht man diese Bereiche mit den entsprechenden Arealen in den Parameterbildern des interstitiellen Volumens und des Zellvolumens, so sieht man, daß in diesen eine breitflächigere Erhöhung beziehungsweise Erniedrigung erkennbar ist. Diese zusätzlichen Informationen weisen - gegenüber anderen Tumorbereichen - auf sich stärker weiter ausdehnende nekrotische Anteile hin. Im Zentrum des Tumors kann man anhand der beiden zuletzt genannten Parameter deutliche Nekrosen (dunkelblau dargestellt) erkennen.

Darstellung eines nichtanreichernden Glioblastoms

Im Gegensatz zu der herkömmlichen Darstellung der Glioblastome (s. Kapitel 5.1.2.4, Abbildung 20) in MRT-Aufnahmen wird folgend ein Patient (Patient 42, s. Tabelle 4, Anhang) mit einem sich atypisch darstellenden Glioblastom gezeigt (s. Abbildung 34).

Abbildung 34: Morphologische Aufnahmen eines Patienten (Patient 42, s. Tabelle 4, Anhang) mit Glioblastom

Verglichen mit den bisher beschriebenen Glioblastomen stellt sich dieses in Abbildung 34 in der T1-Wichtung vorwiegend isointens dar. Nach KM-Gabe reichert der Tumor ungewöhnlich schwach und beinahe homogen an. In der T2-gewichteten Aufnahme weist er ein isointenses Bild mit peripheren und zentralen mäßig starken Hyperintensitäten auf. Insgesamt wirkt der Tumor eher gleichmäßig und kann nicht gegenüber gesundem Gewebe abgegrenzt werden. Massenverschiebungen sind nicht vorhanden.

Abbildung 35: Parameterbilder des Patienten aus Abbildung 34 mit Glioblastom

Anhand der berechneten Parameterbilder (s. Abbildung 35) kann man eine klare Erhöhung der Vaskularisation (rCBV≥ 4 % bis zu ungefähr 12 %) des Tumors erkennen. Demgegenüber ist die Perfusion, verglichen mit anderen Glioblastomen, nur gering erhöht. Auf Grund einer in einem bestimmten Teil des Tumors vorhandenen BHS-Störung kann eine geringfügige Zunahme des interstitiellen Volumens und eine leichte Abnahme des Zellvolumen sichtbar gemacht werden. Diese Veränderungen der beiden Parameter liegen jedoch wertemäßig in dem Wertebereich von normalem Gewebe (vgl. Kopfschwarte). Daraus kann gefolgert werden, daß sich dort zwar keine Nekrosen befinden, aber sich Anfänge für sich entwickelnde nekrotische Areale erkennen lassen.

Obwohl sich hier einzelne Parameter (im speziellen die Perfusion) nicht in dem Maße verändert haben, wie es vielleicht von einem Glioblastom zu erwarten wäre, so weisen sie jedoch alle gemeinsam auf das Vorhandensein und die noch fortschreitende weitere Entwicklung eines höhermalignen Tumors wie eines Glioblastoms hin. Die Malignität des vorliegenden Glioblastoms spiegelte sich auch in der Histologie wider. Der histologische Schnitt (s. Abbildung 36) durch dieses Glioblastom zeigt einen zellreichen pleomorphen Tumor mit GBM-typischen Gefäßproliferaten mit positiver Faktor-8- Reaktion.

Abbildung 36: Histologischer Schnitt des Glioblastoms von Patient 42 bei 400facher Vergrößerung nach immunhistochemischer Behandlung mit Faktor 8 (angefertigt und überlassen von Prof. Dr. med. C. Zimmer, Abteilung für Neuroradiologie, Universitätsklinik Leipzig).

Darstellung von Narbengewebe nach Operation

Zwei Wochen nach der operativen Entfernung eines Glioblastoms wurde die 78jährige Patientin (nicht in Tabelle 4 aufgeführt) untersucht, von welcher die Aufnahmen in Abbildung 37 stammen.

Abbildung 37: Morphologische Aufnahmen einer Patientin nach der operativen Entfernung eines Glioblastoms

In der T1-Wichtung erkennt man peripher als auch zentral vereinzelte Hyperintensitäten, die auf durch die Operation bedingte Blutungen hinweisen. Die T2-gewichtete Aufnahme zeigt die Resektionshöhle inhomogen hyperintens, während - medial von ihr gelegen - ein Ödem erkennbar ist. Nach KM-Gabe reichert sich dieses hauptsächlich im Randbereich des Operationsdefektes an. Eine Unterscheidung zwischen Resttumorgewebe und Narbe ist mit Hilfe dieser Aufnahmen nicht möglich.

Abbildung 38: Parameterbilder des Patienten aus Abbildung 37 nach Entfernung eines Glioblastoms

Die Vaskularisation des Gewebes im Randbereich der Resektionshöhle ist im Vergleich zum restlichen Hirngewebe durchschnittlich auf vier bis acht Prozent gleichmäßig erhöht (s. Abbildung 38). Dennoch liegt sie damit durchschnittlich unter der eines Glioblastoms. Gegenüber der Vaskularisation stellt sich die Perfusion dieses Areals genauso wie die des umgebenden Gewebes dar. Die im Randbereich durch die Operation vorhandene Störung der BHS zeigt sich auch durch entsprechende Einblutungen auf den morphologischen Aufnahmen (vgl. Abbildung 37). Das interstitielle Volumen ist stellenweise leicht erhöht, während das zelluläre Volumen eine entsprechende Erniedrigung aufweist. Die Beurteilung erfolgte im Vergleich zur Kopfschwarte.

Die hier beschriebene Darstellung von Granulationsgewebe weicht von der eines Glioblastoms ab. Ein wesentliches Merkmal ist die geringere Perfusion und das ansonsten eher homogene Verhalten der anderen Parameter. Entsprechend ähnliche Darstellungen von Narbengewebe konnten auch bei anderen Patienten (beispielsweise Patient 55, s. Tabelle 4 im Anhang) beobachtet werden.

Statistische Darstellung und Beschreibung der einzelnen Parameter

Im Rahmen der einzelnen Parameterbeschreibungen werden nur die wesentlichen signifikanten statistischen Daten erwähnt. Die Anzahl der in den Grafiken dargestellten und zur Berechnung der P-Werte herangezogenen Fälle ist bei den von der KM-Extravasation abhängigen Parametern (wie den Permeabilitäten) teilweise geringer. Der Grund hierfür ist die bei diesen Patienten nicht vorhandene KM-Extravasation, weswegen die entsprechenden Daten nicht berechnet werden konnten.

Bei der Beschreibung wird für jeden Parameter zuerst auf die einzelnen Tumorgruppen eingegangen, anschließend sollen zusätzlich die verschiedenen Gliomgrade nach Primärtumoren und Rezidiven getrennt betrachtet werden. Auf eine grafisch separate Darstellung der Meningeome (nach Graden) und der Metastasen (nach Ursprung) wird wegen der geringen Fallzahlen verzichtet.

Mittlere rCBV

Abbildung 39 zeigt das Diagramm der mittleren rCBV der einzelnen untersuchten Tumorgruppen.

Abbildung 39: Boxplots der jeweiligen mittleren rCBV der einzelnen Tumorgruppen

In Abbildung 39 kann man anhand der in der Grafik eingezeichneten Mediane eine Zunahme dieser innerhalb der Gruppe der Gliome vom Grad II (M = 1,68 %; MW = 1,96 % ± 0,23 %) über den Grad III (M = 2,92 %; MW = 3,84 % ± 0,73 %) bis zum Grad IV hin (M = 4,15 %; MW = 4,46 % ± 0,33 %) erkennen. Die verschiedenen Gliomgrade unterschieden sich signifikant in der statistischen Betrachtung anhand des Kruskal-Wallis-H-Tests (P < 0,001). Bei dem genaueren Vergleich der Grade miteinander mit dem Mann-Whitney-U-Test konnte zwischen dem Grad II und III (P = 0,008) und dem Grad II und IV (P < 0,001) differenziert werden. Eine signifikante Abgrenzung jedoch zwischen den höhergradigen Gliomen (Grad III und IV) war auf dem 5%-Niveau nicht möglich. Bezogen auf die beiden entsprechenden Boxplots dieser Grade fällt hier auch eine deutlich sichtbare Überlappung dieser auf. Ferner existiert sowohl bei den Grad-II-Gliomen (Patient 8) als auch den Grad-IV-Gliomen (Patient 32) jeweils ein Ausreißer (Kreise). Bei beiden handelte es sich um rezidivierende Tumore, was ein Grund für die stärkere Vaskularisation sein könnte.

Die Stellung der oligodendroglialen Tumore innerhalb der Gruppe der Gliome war unterschiedlich. Das mittlere rCBV (1,57 %) von Patient 6 mit einem Oligodendrogliom Grad II lag, verglichen zu der gesamten Gruppe der Grad-II-Tumore, im unteren Bereich. Genau gegensätzlich verhielten sich diese Tumore hier in der Gruppe der Grad-III-Tumore. Dort lagen die mittleren rCBV (Patient 19: 7,40 %; Patient 21: 8,13 %) im oberen Wertebereich der untersuchten Tumore. Die ermittelten Werte der Oligoastrozytome (Patient 12: 2,44 %; Patient 13: 1,83 %) befanden sich dagegen eher im unteren Bereich innerhalb der Grad-III-Tumore.

Vergleicht man in Abbildung 39 die Vaskularisation der höhergradigen Gliome mit der der Lymphome (M = 4,07 %; MW = 4,11 % ± 0,85 %), so ähneln sich diese, währenddessen die der Metastasen (M = 5,53 %; MW = 5,15 % ± 0,79 %) etwas höher ist. Der Boxplot der Metastasen erstreckt sich - verglichen mit denen der anderen - über einen sehr weiten Bereich, was auf eine sehr unterschiedliche mittlere Vaskularisation der einzelnen Metastasen hindeuten kann. Eine Betrachtung der beiden größten Untergruppen, aufgegliedert nach den ursprünglichen Tumoren (Bronchial-CA: M = 2,90 % ; MW = 3,99 % ± 1,16 %; bzw. Nieren-CA: M = 7,25 %; MW = 6,72 % ± 0,67 %), stellte sich jedoch als nicht signifikant (P = 0,114) dar.

Bilden die Grad-II-Gliome die Tumore mit der geringsten Vaskularisation, so befindet sich das mittlere rCBV der Meningeome (M = 12,24 %; MW = 11,83 % ± 0,92 %) weit oberhalb aller betrachteten Tumorgruppen. Die Meningeome ließen sich - signifikant gegenüber den Metastasen (P = 0,001), den Lymphomen (P = 0,024) und explorativ betrachtet - auch gegen die Gliome (P <0,001) abgrenzen (s. auch Anhang, Tabelle 8). Zwischen den einzelnen Graden der Meningeome konnte weder mittels der Vaskularisation noch durch die folgenden untersuchten Parameter unterschieden werden (s. Tabelle 7 im Anhang).

In Abbildung 40 wurden die unterschiedlichen Gliomgrade nochmals unterteilt nach primärem und rezidivierendem Auftreten.

Abbildung 40: Boxplots des mittleren rCBV der einzelnen Gliomgrade bei jeweiliger Unterteilung in Primärtumore und Rezidive

Trotz der teilweise starken Überlappung der einzelnen Boxplots in Abbildung 40 ist eine durchgehende Zunahme des mittleren rCBV von den Grad-II-Primärtumoren (M = 1,66 %; MW = 1,77 % ± 0,14 %) bis hin zu den als Rezidiven auftretenden Gliomen mit Grad IV (M = 4,76 %; MW = 5,18 % ± 0,57 %) vorhanden. Am deutlichsten ist dies an den Medianen zu sehen, wobei jedoch die Veränderungen im Bereich von den Grad-II-Rezidiven bis einschließlich zu den Grad-III-Rezidiven wesentlich schwächer ausgebildet sind. Zusammenfassend ist sowohl eine Zunahme des mittleren rCBV zwischen den Primärtumoren und Rezidiven eines Grades als auch von niedriggradigen zu höhergradigen Gliomen erkennbar. Beides weist auf die Tendenz zur Entwicklung eines maligneren Tumors hin.

Die explorative Betrachtung der aus einer Aufteilung der Gliome in Primärtumore und Rezidive erhaltenen statistischen Ergebnisse bot keine bessere Unterscheidungsmöglichkeit der einzelnen Gliomgrade voneinander. Eine Differenzierung der einzelnen Grade anhand der Primärtumore allein erbrachte analoge - wenn auch nicht ganz so signifikante - Ergebnisse verglichen mit den diesbezüglich zuvor erhaltenen Aussagen (s. Tabelle 8, Anhang). Einen Anhalt für eine mögliche Unterscheidung zwischen den Primärtumoren von den Rezidiven eines jeden Grades gab es nicht (s. Anhang, Tabelle 8). Für diese weitere differenziertere Auswertung war die Fallzahl zu gering.

Mittlere rCBF

Die mittleren rCBF verhielten sich in der Darstellung (s. Abbildung 41) ähnlich zur vorherigen Darstellung der mittleren rCBV.

Abbildung 41: Boxplots der jeweiligen mittleren rCBF der einzelnen Tumorgruppen

Es sind in Abbildung 41 annähernd die gleichen qualitativen Verhältnisse erkennbar, wie sie auch schon bei den Boxplots der mittleren rCBV im vorigen Kapitel zu erkennen waren. Hier hingegen sind allerdings diese qualitativen Verteilungen schwächer ausgeprägt, was aus einem geringeren Abstand der Mediane zueinander ersichtlich ist: Gliome Grad II (M = 0,91 wE; MW = 1,01wE ± 0,10 wE), Gliome Grad III (M = 1,33 wE; MW = 1,52 wE ± 0,23 wE), Gliome Grad IV (M = 1,51 wE; MW = 1,68 wE ± 0,11 wE), Lymphome (M = 1,27 wE; MW = 1,29 wE ± 0,31 wE), Meningeome (M = 3,72 wE; MW = 3,89 wE ± 0,46 wE) und Metastasen (M = 2,01 wE; MW = 2,09 wE ± 0,28 wE). Bei der statistischen Betrachtung der unterschiedlichen Gliomgrade mittels des Kruskal-Wallis-H-Tests konnte nicht mehr so deutlich wie zuvor differenziert werden (P = 0,002). Die im vorangegangenen Kapitel beschriebenen statistischen Verhältnisse bezüglich der einzelnen Grade untereinander trafen ebenfalls hier zu, wenn auch weniger signifikant (s. Anhang Tabelle 8). Bei dem Ausreißer bei den Grad-II-Gliomen handelte es sich um denselben Patienten (Patient 8) wie im vorigen Kapitel. Dieser Rezidivtumor zeigte somit neben einem erhöhten rCBV auch gleichzeitig eine erhöhte Perfusion. Der Extremwert (Stern) bei den Grad-III-Gliomen dagegen stammte von der mittleren Perfusion eines primären Oligodendroglioms (Patient 21; s. auch Abbildung 42). Dieses stellte sich teilweise - wie vormals in den Parameterbildern beschrieben - ähnlich einem Rezidiv eines Grad-III-Glioms dar (vgl. Kapitel 5.1.2.3). Seine mittlere Perfusion (3,41 wE) wies den Maximalwert der untersuchten Grad-III-Tumore auf. Im Gegensatz hierzu zeigte der Patient 19 mit einem rezidivierenden anaplastischen Oligodendrogliom eine mittlere Perfusion (1,30 wE), welche annähernd dem Median dieses Grades entsprach. Gleiches gilt auch für den Patienten 6 mit einem Grad-II-Oligodendrogliom (mittleres rCBF = 0,91 wE) innerhalb der Grad-II-Tumore. Die berechneten mittleren rCBF der Grad-III-Oligoastrozytome (Patient 12: 1,17 wE; Patient 13: 0,90 wE) lagen genauso wie deren mittlere rCBV eher im unteren Wertebereich.

Ein Vergleich der Gruppe der Gliome mit den anderen Tumoren erbrachte, daß die Lymphome - bezogen auf die mittlere Perfusion - sich ähnlich zu den Grad-III-Gliomen darstellen. Quantitativ betrachtet, nehmen die Metastasen eine Mittelstellung zwischen der Gruppe der Gliome und den Meningeomen ein. Eine Unterteilung nach ihren Ursprüngen (Bronchial-CA: M = 1,60 wE; MW = 1,52 wE ± 0,08 wE; bzw. Nieren-CA: M = 2,75 wE; MW = 2,78 wE ± 0,19 wE) ergab im Vergleich zur Vaskularisation eine zunehmend bessere Möglichkeit zur Differenzierung (P = 0,057), die jedoch immer noch geringfügig über der Signifikanzgrenze lag.

Die Meningeome ließen sich gegenüber den anderen Tumorgruppen wie bei der Vaskularisation zwar signifikant, wenn auch nicht so deutlich, voneinander unterscheiden (s. Anhang, Tabelle 8).

Abbildung 42: Boxplots des mittleren rCBF der einzelnen Gliomgrade bei jeweiliger Unterteilung in Primärtumore und Rezidive

Betrachtet man die jeweiligen Gliomgrade (s. Abbildung 42) - unterteilt in Primär- und Rezidivtumore -, so sah man auch hier eine Zunahme des mittleren rCBF von den Grad-II-Primärtumoren (M = 0,91 wE; MW = 0,92 wE ± 0,07 wE) bis hin zu den Grad-IV-Gliomrezidiven (M = 1,52 wE; MW = 1,72 wE ± 0,20 wE). Allerdings bildeten hier die Werte der Grad-II-Rezidive (M = 1,31 wE; MW = 1,31 wE ± 0,41 wE) eine Ausnahme, da sie bezogen auf den Median minimal über denen der Grad-III-Primärtumore lagen (M = 1,26 wE; MW = 1,59 wE ± 0,38 wE). Obwohl der Median des mittleren rCBV der Grad-IV-Rezidive erkennbar höher war als der der Primärtumore, ist dieser (M = 1,52 wE; MW = 1,72 wE ± 0,20 wE) gegenüber den primär auftretenden Tumoren (M = 1,51 wE; MW = 1,65 wE ± 0,13 wE) annähernd gleich.

Die explorative Betrachtung der durch die Unterteilung in Primärtumore und Rezidive erhaltenen Ergebnisse ergab für die jeweilige Differenzierung insgesamt eher schlechtere Resultate als bei der Vaskularisation (s. Anhang Tabellen 8).

Mittlere Permeabilitäten P’_f und P’_s

Nachfolgend werden die beiden Permeabilitäten P’ _f und P’ _s gemeinsam betrachtet.

Abbildung 43 a-b: Boxplots der mittleren Permeabilitäten der einzelnen Tumorgruppen a) Darstellung der mittleren schnellen Permeabilität P’ _f
b) Darstellung der mittleren langsamen Permeabilität P’ _s

Die mittleren schnellen Permeabilitäten P’ _f (Abbildung 43 a) der verschiedenen Gliomgrade unterschieden sich nur gering. Man kann einen leichten Anstieg dieser zwischen Grad-II-Gliomen (M = 1,61 1/min; MW = 1,58 1/min ±0,14 1/min) und Grad-IV-Gliomen (M = 1,90 1/min; MW = 1,82 1/min ± 0,11 1/min) beobachten. Demgegenüber befinden sich die Gliome mit dem Grad III (M = 1,39 1/min; MW = 1,34 1/min ± 0,18 1/min) im unteren Wertebereich, verglichen mit den anderen beiden Graden. Zwischen den Grad-III- und den Grad-IV-Gliomen zeigte sich eine grenzwertige Signifikanz (P = 0,046).

Die Oligoastrozytome und fast alle oligodendroglialen Tumore zeigten keine KM-Extravasation. Lediglich das Oligodendrogliom des Patienten 21 wies eine KM-Anreicherung auf, wodurch eine Bestimmung der beiden Permeabilitäten ermöglicht wurde. Die mittlere schnelle Permeabilität P’ _f (1,63 1/min) lag - verglichen mit den Ergebnissen der anderen Grad-III-Tumore - im oberen, die mittlere langsame Permeabilität P’ _s (0,39 1/min) hingegen im mittleren Bereich.

Während die Gruppe der Lymphome (M = 1,64 1/min; MW = 1,69 1/min ± 0,10 1/min) und die der Metastasen (M = 1,75 1/min; MW = 1,69 1/min ± 0,30 1/min) den Gliomen von den Werten her ähnelten, wiesen die Meningeome eine höhere mittlere schnelle Permeabilität P’ _f (M = 2,76 1/min; MW = 2,85 1/min ± 0,31 1/min) auf. Bei den beiden Extremwerten der zuletzt genannten Tumorart handelte es sich jeweils um Rezidive, im einzelnen um ein angiomatöses Meningeom Grad I (Patient 49; P’ _f= 4,14 1/min) und um ein atypisches Meningeom Grad II (Patient 51; P’ _f= 1,76 1/min). Letzteres stellte auch den Ausreißer (P’ _s= 0,26 1/min) in Abbildung 43 b dar.

Statistisch konnte anhand der mittleren schnellen Permeabilitäten P’ _f zwischen den Meningeomen und den jeweiligen anderen Tumorgruppen unterschieden werden (s. Anhang Tabelle 8). Diese Differenzierung erbrachte jedoch bei dem Vergleich der Meningeome mit den Lymphomen ein schlechteres Ergebnis (P = 0,048) als bei den vorhergehend betrachteten Paramtern. Eine Differenzierung der von den Bronchial-CA (M = 1,09 1/min; MW = 1,04 1/min ± 0,45 1/min) und von den Nieren-CA (M = 2,52 1/min; MW = 2,33 1/min ± 0,21 1/min) abstammenden Metastasen voneinander war nicht möglich (P = 0,114).

Die Betrachtung der Boxplots in Abbildung 43 b zeigt eine reduzierte mittlere langsame Permeabilität P’ _s für die Grad-II-Gliome. Zwischen diesen und den restlichen Gruppen nehmen die Metastasen eine mittlere Stellung ein.

Eine Unterscheidung sowohl zwischen den Metastasen und den Meningeomen (P = 0,043) als auch dem Grad II der Gliome und dem Grad III (P = 0,010) beziehungsweise Grad IV (P = 0,005) war möglich. Diese war allerdings gegenüber der Vaskularisation geringer signifikant.

Abbildung 44 a-b: Boxplots der mittleren Permeabilitäten der einzelnen Gliomgrade bei jeweiliger Unterteilung in Primärtumore und Rezidive a) Darstellung der mittleren schnellen Permeabilität P’ _f
b) Darstellung der mittleren langsamen Permeabilität P’ _s

Eine Aufteilung der einzelnen Gliomgrade in Primärtumore und Rezidive zeigte, daß die rezidivierend auftretenden Tumore teilweise höhere Permeabilitäten als die Primärtumore gleichen Grades aufwiesen (s. Abbildung 44 a-b). So galt dies für die mittleren schnellen Permeabilitäten P’ _f der Grade II und III, ebenfalls aber auch für die mittleren langsamen Permeabilitäten P’ _s der Grade II und IV. Außerdem lagen die Mediane der primären Grad-II-Gliome in beiden Abbildungen jeweils unter denen der Grad-IV-Tumore. Eine kontinuierliche Zunahme der Permeabilitäten von niedriggradigen zu hochgradigen Gliomen konnte nicht eindeutig beobachtet werden.

Mittlere interstitielle Volumina und mittleres Zellvolumen

Auf Grund des sowohl bei diesen beiden Volumina bestehenden direkten mathematischen Zusammenhangs (s. Kapitel 4.3.4, Gl. 28) als auch durch die sich gegenseitig ergänzende Beschreibung pathologischer Strukturen (beispielsweise Nekrosen) erfolgt hier eine gemeinsame Betrachtung dieser Parameter.

Abbildung 45 a-d: Boxplots der mittleren interstitiellen Volumina und des mittleren Zellvolumens a-c) Darstellung des mittleren schnellen interstitiellen, des mittleren langsamen interstitiellen und des mittleren gesamten interstitiellen Volumens
d) Darstellung des mittleren Zellvolumens

Ähnlich wie die mittleren schnellen Permeabilitäten der Metastasen und der Gliome verhielten sich hier die mittleren schnellen interstitiellen Volumina dieser beiden Tumorarten (Abbildung 45 a). Eine Unterscheidung der Metastasen mittels deren Ursprungs (Bronchial- bzw. Nieren-CA) ergab ein analoges Ergebnis wie bei der Perfusion (P = 0,057, s. Kapitel 5.2.2). Das mittlere schnelle interstitielle Volumen der Meningeome war hier genauso wie dessen mittlere schnelle Permeabilität (s. Kapitel 5.2.3) erhöht. Hierbei ergaben sich signifikante Unterschiede im Vergleich zwischen den Meningeomen und der Gruppe der Gliome (P = 0,018). Die Lymphome lagen im Verhältnis zu den anderen Tumoren - verglichen mit den Darstellungen der vorhergehend betrachteten Parameter - hier im oberen Wertebereich.

Bezogen auf die mittleren langsamen interstitiellen Volumina (Abbildung 45 b) ist ein Anstieg dieser von den niedriggradigen zu den hochgradigen Gliomen zu erkennen. Dieses Verhalten weist auf eine Zunahme von schlecht versorgtem Tumorgewebe mit Anstieg der Malignität hin. Während die Meningeome in Abbildung 45 a eher eine Mittelstellung einnahmen, so ist ihr mittleres langsames interstitielles Volumen in Abbildung 45 b gegenüber den restlichen Tumorgruppen, abgesehen von den Grad-II-Gliomen, vermindert. Trotz der großen Variation der Werte des mittleren langsamen interstitiellen Volumens der Metastasen waren sich die Mediane und Mittelwerte sowohl dieser als auch der der Lymphome mit denen der Glioblastome ähnlich (s. Anhang Tabelle 6). Signifikante Unterschiede zwischen den einzelnen Tumorgruppen existierten hier nicht.

Gleiches galt auch für das gesamte mittlere interstitielle Volumen V _i /V _voxel (Abbildung 45 c). Dieses variierte innerhalb der Gliome gering (Grad II: M = 20,07 %, MW = 18,03 % ± 3,42 %; Grad III: M = 26,69 %, MW = 25,26 % ± 1,63 %; Grad IV: M = 23,31 %, MW = 22,41 % ± 1,82 %). Während die Meningeome (M = 23,05 %, MW = 23,28 % ± 3,92 %) und die Metastasen (M = 24,26 %, MW = 26,34 % ± 4,44 %) den Glioblastomen glichen, lag das mittlere gesamte interstitielle Volumen der Lymphome (M=32,33 %, MW=30,17 ± 4,56 %) darüber. Das einzige KM extravasierende Oligodendrogliom (Patient 21) hatte das höchste gesamte mittlere interstitielle Volumen (29,15 %) und das niedrigste mittlere Zellvolumen (53,74 %) innerhalb der Grad-III-Tumoren.

Das mittlere Zellvolumen in Abbildung 45 d stellte sich für die Gliome annähernd gleich dar. Zwar ist mit Hilfe der eingezeichneten Mediane mit zunehmendem Grad eine geringe Verminderung der Mediane erkennbar, das ist aber nicht signifikant. Dagegen zeigte sich etwas deutlicher eine Zunahme der mittleren Zellvolumina von den Lymphomen über die Meningeome bis hin zu den Metastasen. Letztere sind in der Darstellung den Verteilungen der höhergradigen Gliome ähnlich.

Die nachfolgende Aufteilung der Gliome in Primärtumore und Rezidive beschränkt sich auf die Betrachtung des gesamten mittleren interstitiellen Volumens und des mittleren Zellvolumens.

Abbildung 46 a-b: Boxplots des mittleren gesamten interstitiellen Volumens V _i /V _voxel und des mittleren Zellvolumens V _cell /V _voxel der einzelnen Gliomgrade bei jeweiliger Unterteilung in Primärtumore und Rezidive a) Darstellung des mittleren gesamten interstitiellen Volumens V _i /V _voxel
b) Darstellung des mittleren Zellvolumens V _cell /V _voxel

Die mittleren interstitiellen Volumina zeigen in Abbildung 46 a einen Anstieg von den Primärtumoren Grad II bis zu den Grad-IV-Rezidiven. Eine Ausnahme bilden hier die Primärtumore mit Grad IV. Verglichen mit Abbildung 46 a zeigten die Mediane bei den mittleren Zellvolumina (Abbildung 46 b) - abgesehen vom Median der Grad-IV-Rezidive - keine so deutlichen Unterschiede.

Die durch die Aufteilung erhaltenen statistischen Ergebnisse wiesen bei der Exploration für das mittlere schnelle interstitielle Volumen auf eine mögliche Differenzierung zwischen den Primärtumoren des Grades III und des Grades IV mit P = 0,009 hin. Des weiteren zeigte sich anhand der P-Werte für alle interstitiellen Volumina und das Zellvolumen, daß zwischen den Primärtumoren und den Rezidiven des Grades IV Unterschiede bestehen (s. Anhang, Tabelle 8).

Tumordifferenzierung anhand der untersuchten Parameter Darstellung der verschiedenen Tumorgruppen

Bisher wurden die einzelnen Tumorgruppen anhand der jeweiligen Mittelwerte der zu einer Gruppe gehörenden Tumore beschrieben. In diesem Kapitel soll nun eine Übersicht über das Verhalten der unterschiedlichen Tumorgruppen zueinander mit Hilfe aller Tumore der entsprechenden Dignität gegeben werden. Hierfür wurde in den nachfolgenden Diagrammen jeder Voxel eines jeden Tumors mit seinen zugehörigen beiden Parametern dargestellt. Tumore, die zu der gleichen Tumorart gehören, wurden gemeinsam einer Farbe zugeordnet. Auf eine Darstellung der Lymphome wurde wegen der geringen Fallzahl verzichtet.

Zuerst soll das rCBV gegenüber dem rCBF der verschiedenen Tumore betrachtet werden, da diese beiden Parameter in den vorangegangenen Kapiteln eine gute Möglichkeit zur Differenzierung der einzelnen Tumore zeigten.

Abbildung 47: Darstellung des Verhaltens des rCBV gegenüber des rCBF von allen Tumoren einer Tumorgruppe Für jede Tumorart ist in der entsprechenden Farbe (Gliome [grün], Meningeome [rot] und Metastasen [blau]) eine Ausgleichslinie des mittleren rCBF gegenüber dem mittleren rCBV eingezeichnet. Den zuerst annähernd linearen Anstieg der Perfusion gegenüber der Vaskularisation verdeutlicht die schwarze Gerade.

In Abbildung 47 sind als Streudiagramm die einzelnen Tumore nach Tumorarten - Gliome, Meningeome und Metastasen - farblich dargestellt. Gleichzeitig ist für jede Tumorgruppe in der entsprechenden Farbe eine Ausgleichslinie des mittleren rCBF gegenüber dem mittleren rCBV eingezeichnet. Anhand der schwarzen Gerade kann man einen annähernd linearen Anstieg dieser einzelnen Ausgleichslinien bis zu einem rCBV von ungefähr 20 % erkennen. Nach diesem Punkt flachen diese Linien ab, so daß im Mittel zwischen einem rCBV von ca. 20-30 % sich die mittlere Perfusion bei 4-7 wE befindet. Mit Hilfe dieser Darstellung ist somit trotz des zunehmenden Blutvolumens der Tumore eine Begrenzung der Tumorperfusion ersichtlich.

Die Abbildung 48 zeigt das Streudiagramm der rCBV und der gesamten interstitiellen Volumina der unterschiedlichen extravasierenden Tumore. Anhand des interstitiellen Volumens V _i /V _voxel ergaben sich meist zusammen mit dem Zellvolumen Rückschlüsse auf pathologische Veränderungen wie Nekrosen. Außerdem zeigten diese beiden Parameter - bei beispielsweise den Glioblastomen und Meningeomen - trotz vergleichbarer hoher Werte, eine in der Darstellung unterschiedliche Verteilung (s. Kapitel 5.1.2.4 und 5.1.2.6). Deswegen erfolgt hier nun eine Gegenüberstellung dieser beiden Parameter.

Abbildung 48: Darstellung des Verhaltens des rCBV gegenüber dem interstitiellen Volumen V _i /V _voxel von allen Tumoren einer Tumorgruppe Die Farbkodierung entspricht der in Abbildung 47.

In der vorstehenden Abbildung 48 zeigt sich, daß für die Meningeome bei zunehmendem interstitiellen Volumen auch die Vaskularisation zunimmt. Für die Gruppe der Gliome und der Metastasen gilt dies nicht. So ist bei diesen beiden Tumorgruppen bei einem hohen interstitiellen Volumen die Vaskularisation eher gering. Ist bei den Gliomen das gesamte interstitielle Volumen auf über 10 % erhöht, dann ist das rCBV meist kleiner als 10 %. Weiterhin befindet sich eine über 10 % erhöhte Vaskularisation bei Gliomen mit einem interstitiellen Volumen zwischen 20-40 %. Metastasen ähneln in der Abbildung den Gliomen, allerdings zeigen sie ein höheres rCBV bei einem niedrigen (ca. 20 %) gesamten interstitiellen Volumen.

Darstellung der Gliomgrade mittels mittlerem rCBF und rCBV

Wurden im vorhergehenden Kapitel Unterschiede zwischen den verschiedenen Tumorgruppen beschrieben, so soll nun in diesem und dem darauffolgenden Kapitel auf die Differenzierung zwischen den Graden der Gliome als größte untersuchte Tumorgruppe eingegangen werden. Es wurde bereits erwähnt, daß sich hierfür besonders gut das mittlere rCBV, aber auch der mittlere rCBF eignet. Ebenfalls erfolgte in den vorangegangenen Kapiteln ein Überblick über die Darstellung der einzelnen Gliomgrade und der jeweiligen entsprechenden Primärtumore gegenüber den Rezidiven.

Eine Übersicht über das Verhalten der Gliome der einzelnen Patienten gibt Abbildung 49 mittels einer Auftragung der mittleren rCBF über den mittleren rCBV.

Abbildung 49: Darstellung der Gruppe der Gliome anhand des mittleren rCBF und des mittleren rCBV eines jeden Patienten Grad II ist gelb, Grad III orange, und Grad IV ist rot gekennzeichnet. Primärtumore sind als Kreise, Rezidive als Dreiecke dargestellt. Zusätzlich ist die Regressionsgerade eingezeichnet. Der schwarze Pfeil kennzeichnet ein Grad-II-Rezidiv (Patient 8).

Die Gruppe der Grad-II-Tumore (gelb) kann - aus Abbildung 49 ersichtlich - relativ gut gegenüber den beiden anderen Graden abgegrenzt werden. Im Gegensatz dazu ist eine Separation von Tumoren des Grades III (orange) von Tumoren mit Grad IV (rot) zuerst schlecht möglich. Man kann jedoch erkennen, daß 70 % der Tumore mit Grad III unterhalb eines mittleren rCBV von 3,5 % und eines mittleren rCBF von 2 liegen. 75 % der Grad-IV-Tumore hingegen befinden sich oberhalb dieser genannten Grenze. Vergleicht man innerhalb einer Gruppe die Primärtumore (Kreise) mit den Rezidiven (Dreiecke), so stellen sich beide größtenteils ähnlich dar. Nur vereinzelt kann eine Tendenz der Rezidive zu einer wesentlich höheren mittleren Perfusion und/oder zu einem höheren rCBV beobachtet werden. So ist dies zum Beispiel der Fall bei dem in der Abbildung mit einem schwarzen Pfeil markierten Patienten mit Grad-II-Rezidiv (Patient 8). Ähnlich wie in Abbildung 47 aus Kapitel 5.3.1 ist in Abbildung 49 die Regressionsgrade zur Verdeutlichung des linearen Zusammenhangs zwischen den mittleren rCBF und den mittleren rCBV eingezeichnet. Für die beiden Parameter zeigte sich eine Korrelation nach Spearman mit r = 0,788 für P = 0,01.

Gliomdifferenzierung mittels dMRT-Tumorgrading

Für eine Unterscheidung zwischen den einzelnen Gliomgraden ergab sich auf Grund der vorhergehenden Betrachtungen die Vaskularisation als geeignetster Parameter. Um jedoch eine verläßliche Methode zur Gliomgraddifferenzierung - basierend auf der mit dynamischer MRT ermittelten Vaskularisation - zu erhalten, ist es wichtig, daß eine gute Korrelation zwischen dieser Methode und der histologischen Gradeinteilung nach der WHO besteht. Nach der histologischen Einteilung der WHO wird der Tumorgrad anhand des Tumorbereichs bestimmt, welcher die stärksten pathologischen Veränderungen aufweist. Zu diesen zählen unter anderem die Mitoserate, die Höhe der Zelldichte und pathologisch veränderte Gefäße beziehungsweise die Neoangiogenese von Gefäßen. Der zuletzt erwähnte Punkt ist ein Grund für die unterschiedliche Vaskularisation der einzelnen Gliomgrade. Erkennen kann man dies an der Standardabweichung des rCBV der einzelnen Voxel in einem ROI eines Tumors. Man erhält so ein Maß für die in diesem Falle inhomogene Verteilung des Gefäßvolumens. Einen Überblick über die Standardabweichung des rCBV der verschiedenen Tumorgruppen beziehungsweise Gliomgrade zeigt Tabelle 9 (s. auch Anhang, Tabelle 5).

Tumorart

Standardabweichung des rCBV [%]

Wertebereich

Median

Gliome Grad II

0,86 – 2,49

1,24

Gliome Grad III

1,55 – 5,61

2,42

Gliome Grad IV

1,54 – 6,38

3,35

Lymphome

2,64 – 3,11

2,84

Meningeome

2,88 – 10,35

5,44

Metastasen

1,64 – 6,08

3,79

Tabelle 9: Übersicht über die Standardabweichung des rCBV

Die stärkste ungleichmäßige Verteilung des Gefäßvolumens innerhalb der Gruppe der Gliome sieht man in Tabelle 9 bei den Grad-IV-Gliomen. Dies spiegelt das schon vormals beschriebene Verhalten (s. Kapitel 5.1.2.4) dieser Tumorgruppe wider, in der neben niedrig vaskularisierten Tumorbereichen auch Bereiche mit überdurchschnittlich hoher Vaskularisation vorkamen. Die hier beschriebenen Inhomogenitäten treten nicht nur innerhalb eines Tumors auf, sondern sind auch bei den verschiedenen Tumortypen unterschiedlich ausgeprägt (vgl. Mediane in Tabelle 9). Diesbezüglich ist speziell in der Gruppe der Gliome eine Zunahme der Mediane der Standardabweichung von niedriggradigen zu höhergradigen Tumoren erkennbar.

Diese unterschiedliche Vaskularisation spiegelte sich auch in den Histogrammen des rCBV der einzelnen Gliomgrade wider. Die folgende Abbildung 50 soll einzelne Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen den Tumorgraden hervorheben.

Abbildung 50 a-c: Histogramme der Vaskularisationsverteilung in Gliomen a) Vaskularisationshistogramm eines Patientens mit einem WHO-Grad-II-Gliom (Patient 3)
b) Vaskularisationshistogramm eines Patientens mit einem WHO-Grad-III-Gliom (Patient 12)
c) Vaskularisationshistogramm eines Patientens mit einem WHO-Grad-IV-Gliom (Patient 36)

In Abbildung 50 a-c sind die Unterschiede in der jeweiligen charakteristischen Verteilung des Gefäßvolumens sowohl zwischen den verschiedenen Gliomgraden als auch innerhalb eines Tumors (bzw. eines Grades) zu erkennen. In allen vorstehend abgebildeten Histogrammen sieht man, daß die relative Voxelanzahl in Richtung höherer rCBV abnimmt. Ausnahmen stellen hier maximal die ersten drei Kanäle bei den Grad-III- und Grad-IV-Tumoren dar. Die Abnahme der relativen Voxelanzahl zeigt sich in den meisten Fällen exponentiell. Bei den Grad-IV-Tumoren sieht man größtenteils einen weiteren Spitzenwert (s. Abbildung 50c), der sich über einen einzelnen Kanal oder mehrere Kanäle für ein rCBV≥ 10 % erstreckt.

Unter Berücksichtigung des Tumoranteils mit der höchsten Vaskularisation ließ sich auf Grund dieser Beobachtungen mittels entsprechend gesetzter Schwellen ein Tumorgradingsystem entwickeln. Dieses erlaubte - im Gegensatz zur Beurteilung der visuellen Darstellung der Tumore in den Parameterbildern - eine einfachere und objektivere Möglichkeit der Differenzierung. Da es durchaus mehrere Möglichkeiten für eine Wahl der Schwellen gibt, wurde geprüft, bei welchem anteilmäßigen Tumorvolumen mit einem bestimmten rCBV die Übereinstimmung zwischen den beiden Gradingsystemen maximal ist (s. Abbildung 51).

Abbildung 51 a-b: Ermittlung der Schwellenwerte Aufgetragen ist jeweils in den beiden Abbildungen das rCBV über dem anteilmäßigem Tumorvolumen und die Übereinstimmung (farbkodiert) zwischen den beiden Gradingsystemen bei dieser Schwellenwahl. Hierbei kennzeichnet schwarz die höchste Übereinstimmung, blau die niedrigste.
a) Darstellung der optimalen Schwellen zur Abgrenzung von Grad II gegenüber Grad III und IV
b) Darstellung der optimalen Schwellen zur Abgrenzung von Grad IV gegenüber Grad II und III

Die größte Übereinstimmung zwischen den beiden Systemen ist in den Abbildungen 51 a-b schwarz gekennzeichnet, die niedrigste blau. Obwohl es rein theoretisch eine sehr große Anzahl an möglichen Schwellen gäbe, sieht man, daß die Übereinstimmung nur bei wenigen optimal (schwarz dargestellt) ist. Diese in Betracht kommenden Schwellen liegen alle relativ dicht beieinander. Sie variieren mit dem anteilmäßigen Tumorvolumen, wobei bei der Abnahme dessen gleichzeitig das rCBV des Tumorvolumens zunimmt. So waren die im folgenden verwendeten zwei Schwellen lediglich Beispiele für mehrere alternativ zu verwendende Grenzwerte. Dabei würde jede der anderen alternativen Schwellen zu der gleichen Anzahl von Übereinstimmungen zwischen den beiden Gradingsystemen führen. Für das dMRT-Grading wurden die nachfolgenden Schwellenwerte benutzt: Haben mehr als 10 % der Tumorvoxel ein rCBV von über 4 %, so liegt ein Grad-III-Tumor vor. Bei Grad-IV-Tumoren müssen ebenfalls mehr als 10 % der Tumorvoxel ein rCBV von über 7 % aufweisen. Die genannten Schwellen sind exemplarisch in der Abbildung 52 eingezeichnet.

Abbildung 52: Beispiel eines Histogramms der Vaskularisation mit eingezeichneten Schwellen Aufgetragen ist das anteilmäßige Tumorvolumen mit einem rCBV, welches über einer bestimmten Schwelle liegt, gegenüber der entsprechenden Schwelle am Beispiel von Patient 22. Zusätzlich eingezeichnet sind die beiden Schwellen, mit denen zwischen Grad II und Grad III bzw. zwischen Grad III und Grad IV unterschieden wird.

Aus der Abbildung anhand eines Beispiels (Patient 22) eines histologisch mit WHO-Grad III-IV eingestuften Tumors ist ersichtlich, daß der Tumoranteil mit einem rCBV von mehr als 7 % größer ist als 0,10 (10 %). Somit überschreitet er die oben für Grad IV definierte Schwelle und wird dementsprechend als Grad-IV-Tumor eingestuft. Der Vergleich der Ergebnisse dieses auf der Vaskularisation beruhenden Gradings mit denen des histologischen WHO-Gradings ist in Abbildung 53 dargestellt.

Abbildung 53: Vergleich des histologischen WHO-Gradings mit dem dynamischen MRT-Grading

Es wurden alle Patienten mit Gliomen, außer denen mit WHO-Grad I, mit in das Grading einbezogen. Von diesen insgesamt 41 Patienten stimmten nach dem dMRT-Grading exakt 27 mit dem histologischen Grading überein. Zwei Patienten mit histologischem Grad III-IV unterschieden sich im dMRT-Grading um eine halbe Gradingeinheit. Zwischen den beiden verschiedenen Gradingsystemen gab es eine Übereinstimmung in 71 % der Fälle. Auf der Grundlage eines statistischen Fehlers von 2δ stimmten die beiden Systeme minimal mit 59 % und maximal mit 82 % überein.

Für diejenigen Patienten, bei denen das dMRT-Grading mit dem histologischen Grading nicht übereinstimmte, existierten mehrere Gründe. So handelte es sich bei den histologisch als Grad III beziehungsweise III-IV eingestuften Gliomen fast ausschließlich um Rezidive oder teilresizierte Tumore. Bei den zuletzt erwähnten ist eine partielle Tumorneubildung nicht auszuschließen, weswegen auch in diesen Fällen die Zuordnung zum maligneren Grad 4 durch das dMRT-Grading zu erklären ist. Ähnliches gilt auch für die histologisch eingestuften Grad-II-Gliome, die mittels des dMRT-Gradings als Grad 3 eingestuft wurden. Hierbei handelt es sich bei einem Patienten (Patient 8) um ein Rezidiv, während bei einem anderen (Patient 10) die histologische Einstufung über ein halbes Jahr zurücklag. Somit ist es möglich, daß sich - bezogen auf den zuletzt genannten Fall - durchaus auch höhermalignere Areale entwickelt haben könnten. Auffällig hingegen ist, daß ein Großteil der durch das dMRT-Grading zu niedrig (Grad 3) eingestuften Grad-IV-Gliome Primärtumore waren. Diese verhielten sich auch bei der Betrachtung ihrer Parameterbilder eher wie Grad-III-Gliome. Zu diesen zu niedrig eingestuften Grad-IV-Gliomen zählte auch der Patient (Patient 42, s. Kapitel 5.1.3.3) mit einem nichtanreichernden Glioblastom. Das Ergebnis des dMRT-Gradings wies - trotz der niedrigeren Einstufung dieses Tumors - auf einen höhermalignen Tumor hin.