Dinamik kontrastlı meme manyetik rezonans görüntülemede halkasal kontrastlanan lezyonların radyolojik bulgularının lezyon tanısındaki rolü
The role of radiological findings of rim enhancing lesions in dynamic contrast-enhanced breast magnetic resonance imaging in lesion diagnosis
Yazar: UMUR GÖRÜCÜ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ LEMAN GÜNBEY KARABEKMEZ
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Ankara Bilkent Şehir Hastanesi / Radyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Manyetik rezonans görüntüleme = Magnetic resonance imaging ; Mastit = Mastitis ; Meme hastalıkları = Breast diseases ; Meme kanseri =   ; Meme neoplazmları = Breast neoplasms

Özet:
Amaç: Bu çalışmanın amacı; dinamik kontrastlı meme manyetik rezonans görüntülemede (MRG) halkasal kontrastlanan lezyonların sıklığını saptamak ve halkasal lezyonların manyetik rezonans görüntü özelliklerinin değerlendirilmesi ile memenin halkasal kontrastlanan benign lezyonlarını, granülomatöz mastiti ve memenin malign lezyonlarını radyolojik olarak tespit edebilmektir. 
Gereç ve Yöntem: Hastanemizin hizmete başlama tarihinden etik kurul onay tarihine kadar olan zaman içerisinde (Şubat 2019-Ocak 2023 tarihleri arasında) radyoloji kliniğine başvuran yapılan görüntüleme ile BIRADS (Breast Imaging Reporting and Data Systems) 4 ve 5 lezyon tanısı alıp dinamik kontrastlı meme MRG ve meme biyopsi yapılan tüm hastalar retrospektif olarak taranmıştır. Hastaların dinamik meme MR görüntülemesi, GE Signa Pioneer 3T MR cihazında 16 kanallı meme sargısı kullanılarak gerçekleştirilmiş olup toplamda bu kriterlere uyan 838 hasta bulunmuştur. Kriterlere uyan tüm hastaların kontrastlı dinamik meme manyetik rezonans (MR) görüntüleri retrospektif olarak gözden geçirilmiş ve kontrastlı imajlarda halkasal kontrastlanma paterni gösteren toplam 140 kadın hastaya ait 145 meme lezyonu tespit edilerek çalışmaya dahil edilmiştir. Halkasal kontrastlanan lezyonlar; retrospektif olarak dinamik meme MRG'deki çıkartma görüntülerde halkanın en iyi görüldüğü görüntü esas alınarak tr. (transvers) boyut, ap. (ön-arka) boyut, halka kalınlığı, şekil (tam halka, yarım halka), dış kontur keskinliği (keskin değil, keskin), renk kodlaması (homojen, heterojen), patern (spesifik özellik yok, birleşen halkalar, lamellar halka, nodüler halka) açısından iki gözlemci tarafından birbirlerinden bağımsız şekilde, halka ADC (Apperent Diffusion Coefficent) değeri ve halka renk haritası kinetiği açısından ise GE (General Electrics) iş istasyonunda iki gözlemci tarafından fikir birliği içinde değerlendirilmiştir. Gözlemcilerden ilki radyoloji alanında 5 yıllık asistanlık eğitimi alan (gözlemci 1) ikincisi ise çoğunluğu meme radyolojisinde geçmek üzere 12 yıllık radyoloji uzmanlığı tecrübesine sahip (gözlemci 2) radyologlardır. Değerlendirmeler gözlemciler tarafından klinik bilgilerden ve histopatolojik tanıdan habersiz olarak yapılmıştır. Çalışmada elde edilen bulgular, bilgisayarda SPSS 25.0 (Statistical Packages of Social Sciences) programı kullanılarak analiz edildi. Gruplar arasındaki kıyaslamalarda Mann Whitney U ve Kruskall Wallis testi kullanıldı. Çalışma gruplarının farklılığının incelenmesinde Ki-kare testi yapıldı. Gözlemcilerin yaptığı ölçüm değerlerinin uyumu Sınıf İçi Korelasyon Katsayısı (ICC), oransal parametrelerdeki gözlemciler arası uyum ise Kappa testi kullanılarak incelendi. Kesim noktalarının belirlenmesi için ROC analizi yapılmıştır. Araştırmada p<0,05 kritik karar verme değeri olarak kabul edildi.  
Bulgular: Malignite sınıfındaki lezyona sahip hastaların yaşı, benignite sınıfındaki lezyona sahip hastaların yaşına göre istatistiksel olarak anlamlı şekilde daha yüksek bulunmuştur (p=0,03). Malignite sınıfındaki lezyonların difüzyon av. (average) değerinin istatistiksel olarak anlamlı şekilde benignite sınıfındaki lezyonlardan daha düşük olduğu görülmüştür (p=0,04). Malign sınıftaki lezyonların tr. ve ap. boyutlarının benign sınıftaki lezyonlardan istatistiksel olarak anlamlı şekilde daha fazla olduğu görülmüştür (ptr.=0,03, pap.=0,04). Malign sınıftaki lezyonların halka kalınlıklarının benign sınıftaki lezyonlara göre istatistiksel olarak anlamlı şekilde daha yüksek olduğu görüldü (p=0,01). Yapılan ROC analizine göre hastaların yaş; lezyonların difüzyon std. değeri (mm2/s), tr. boyut (mm), ap. boyut (mm), kalınlık (mm) değerlerinin benignite ve malignite durumuna göre anlamlı düzeyde bir kesim noktasına sahip olmadığı görüldü (p>0,05); fakat difüzyon av. değerlerinin ise 425,5 x 10-6 mm2/s düzeyinde, % 85 özgüllük ve % 81 hassaslık seviyesinde bir kesim noktasına sahip olduğu tespit edildi (ROC= 0,86, p=0,01). Buna göre halka difüzyon av. değerinin 425,5 x 10-6 mm2/s'den düşük olmasının lezyonun malignite riskini arttırdığı sonucuna ulaşıldı. Halka özelliklerinin benignite ve malignite açısından değerlendirmesinde halka şekli açısından gözlemci 1 ve gözlemci 2'ye göre benignite ve malignite arasında anlamlı istatistiksel farklılık olmadığı görüldü (p1=0,06; p2=0,14). Her iki gözlemciye göre benign sınıftaki lezyonların halka kenarlarının malign sınıftaki lezyonlara göre daha keskin olduğu görüldü (p1-2=0,01). Her iki gözlemci açısından malignite sınıfındaki lezyonların heterojen renk kodlama oranının homojen renk kodlama oranına göre daha yüksek olduğu ancak gözlemci 1'in yaptığı değerlendirmeye göre; benignite sınıfındaki lezyonların daha heterojen renk kodladığı, gözlemci 2'nin yaptığı değerlendirmeye göre ise; malignite sınıfındaki lezyonların daha heterojen renk kodladığı görüldü (p1=0,03; p2=0,01). Her iki gözlemciye göre nodüler halka paterni özelliği benign sınıftaki lezyonlarda malign sınıftaki lezyonlara göre daha yüksek oranda görülmüştür (p1-2=0,03). Benignite sınıfındaki lezyonlarda tip 1 kinetik eğri (persistan), malignite sınıfındaki lezyonlarda ise tip 3 kinetik eğri (yıkanma) istatistiksel olarak anlamlı şekilde daha yüksek oranlarda görülmüştür (p=0,01). Lezyon alt gruplarına göre yapılan değerlendirmede hasta yaşlarının gruplara göre farklılık gösterdiği ve invaziv tanılı hastaların yaşlarının benign, granülomatöz mastit, atipi ve dkis (duktal kanser in situ)-borderline gruplarına göre istatistiksel olarak anlamlı şekilde daha yüksek olduğu (p=0,01); fakat invaziv grade 1, grade 2 ve grade 3 tanılı hastaların yaşlarının kendi arasında anlamlı farklılık göstermediği görülmüştür. Granülomatöz mastit ve invaziv lezyon tanılı hastaların difüzyon av. değerlerinin istatistiksel olarak anlamlı şekilde benign, atipi ve dkis-borderline gruplarına göre daha düşük olduğu görüldü (p=0,01). Granülomatöz mastit, atipi, invaziv grade 1 ve grade 2 hasta gruplarında ise difüzyon av. düzeylerinin farklılık göstermediği ve ortalama 800 x 10-6 mm2/s düzeylerinde olduğu; invaziv grade 3 hasta grubunda ise bu değerin ortalama 639 x 10-6 mm2/s olduğu sonucuna ulaşılmıştır (p=0,01).  
Granülomatöz mastit ve invaziv tanılı hastaların halka tr. boyut, halka ap. boyut ve halka kalınlık değerlerinin benign, atipi, dkis-borderline gruplarına göre istatistik olarak anlamlı şekilde daha yüksek olduğu görülmüştür (p=0,01); ancak bu ölçümlerin granülomatöz mastit, invaziv grade 1, grade 2 ve grade 3 tanılı hasta grupları arasında istatistiksel olarak anlamlı ayırt edici özellikler olmadığı sonucuna ulaşılmıştır. Lezyon alt gruplarına göre lezyon özelliklerinin değerlendirilmesinde gözlemci 1 ve 2'ye göre benign ve dkis-borderline tanılı hasta gruplarında yarım halka görülme oranının diğer hasta gruplarına göre istatistiksel olarak anlamlı şekilde daha yüksek olduğu görülmüştür (p=0,01). Ayrıca çalışmamızda yarım halka şekli invaziv grade 1- 2 hasta gruplarında birbirine yakın oranlarda (gözlemci 1'e göre yaklaşık %13-14, gözlemci 2'ye göre yaklaşık %10-20) görülmüş olup granülomatöz mastit, atipi ve invaziv grade 3 hasta gruplarında ise yarım halka görülme oranı her iki gözlemci açısından %0'dır. Halka dış kontur keskinliği düzeylerinin her iki gözlemci için de granülomatöz mastit ve invaziv tanılı hasta gruplarında benign, atipi ve dkis-borderline gruplarına göre anlamlı şekilde daha düşük oranda keskin çıktığı görülmüştür (p=0,01); fakat halka dış kontur keskinliği açısından granülomatöz mastit, invaziv grade 1, 2 ve 3 hasta grupları arasında istatistiksel açıdan anlamlı ayırt edici farklılık saptanmamıştır. Halka renk kodlaması için yapılan değerlendirmede her iki gözlemciye göre atipi, dkis-borderline gruplarında homojen olma oranlarının diğer gruplara göre anlamlı şekilde yüksek çıktığı görülmüştür (p=0,01). Her iki gözlemci için de granülomatöz mastit ve invaziv grade 1, 2, 3 lezyonların renk kodlamasının heterojen olma oranlarının birbirine yakın değerde ve yüksek olduğu görülmüştür. Halka paterni değerlendirmesinde; granülomatöz mastit ve dkis-borderline gruplarında birleşen halka özelliğinin diğer hasta gruplarına göre anlamlı şekilde daha yüksek oranda olduğu görülmüştür (p=0,01). Ayrıca nodüler halka paterni benign tanılı hasta grubunda, lamellar halka paterni ise invaziv tanılı hasta grubunda istatistiksel olarak anlamlı şekilde daha yüksek oranda görülmüştür (p=0,01).  Her iki gözlemci tarafından istatistiksel açıdan anlamlı olmasa da birleşen halka paterni invaziv grade 1 hasta grubunda invaziv grade 2 ve 3 hasta grubuna göre, lamellar halka paterni ise invaziv grade 2 ve 3 hasta grubunda invaziv grade 1 hasta grubuna göre daha yüksek oranda görülmüştür. Halka kinetik eğri tipine göre yapılan incelemede; benign hasta grubunda tip 1, granülomatöz mastit hasta grubunda tip 2, dkis-borderline ve invaziv hasta gruplarında ise tip 3 kinetik eğri paterninin görülme oranlarının anlamlı şekilde daha yüksek olduğu görülmüştür (p=0,01). İnvaziv grade 3 lezyon grubunda tip 1 kinetik eğri paterni hiç gözlenmemiştir. İnvaziv grade 3 lezyon grubunun istatistiksel olarak anlamlı şekilde grade 1 ve grade 2 lezyonlara göre daha yüksek oranda tip 3 kinetik eğri oranına sahip olduğu saptanmıştır (p=0,01). 
Sonuç: Dinamik kontrastlı MRG'de memenin halkasal kontrastlanan lezyonlarında halka difüzyon av. değeri, tr. boyutu, ap. boyutu, kalınlığı, dış kontur keskinliği, renk kodlaması, paterni, renk haritası kinetiği değerlendirmeleri lezyonların benign veya malign olduğunu öngörmede önemli oranda katkı sağlamaktadır. Ayrıca malignite sınıfındaki lezyonlara sahip hastaların yaşının benignite sınıfındaki lezyona sahip hastaların yaşına göre daha yüksek olduğu görülmüştür. Granülomatöz mastit; halka difüzyon av. değeri, tr. boyutu, ap. boyutu, kalınlığı, dış kontur keskinliği, renk kodlaması değerlendimelerinde invaziv lezyonlarla benzer özellikler göstermektedir. Granülomatöz mastitin invaziv lezyonlardan ayrımında hasta yaşı, halka paterni ve renk haritası kinetiği; invaziv lezyonların düşük-orta (1-2) histolojik grade ve yüksek (3) histolojik grade ayrımında ise difüzyon av. değeri, halka şekli, halka paterni ve renk haritası kinetiği fayda sağlayan parametreleridir. Gelecekte bu parametrelerle çok merkezli ve daha büyük veri setleri kullanılarak yapılan çalışmalarda oldukça yüksek doğruluk oranları elde edilebileceği düşünülmektedir. 
 
Anahtar Sözcükler: Benign, Granülomatöz Mastit, Halkasal kontrastlanma, Malign, Meme Kanseri, Meme MR

Abstract:
Purpose: The aim of this study is to determine the frequency of rim-enhancing lesions in dynamic contrast-enhanced breast MRI (magnetic resonance imaging) and to evaluate the MRI features of rim-enhancing lesions for the radiological detection of rim-enhancing benign lesions, granulomatous mastitis, and malignant breast lesions. 
Materials and Methods: From the inception of our hospital until the date of ethics committee approval (February 2019 to January 2023), all patients who underwent dynamic contrast-enhanced breast MRI and breast biopsy with a diagnosis of BIRADS (Breast Imaging Reporting and Data Systems) 4 and 5 were retrospectively reviewed in the radiology clinic. Dynamic breast MRI of the patients were performed at the GE Signa Pioneer 3T MR device with a sixteen-channel phase array breast coil.  A total of 838 patients met the inclusion criteria. The contrast-enhanced dynamic breast MR images of all eligible patients were retrospectively reviewed, and a total of 145 breast lesions in 140 female patients showing the rim-enhancing pattern on the substraction images in dynamic breast MRI were identified and included in the study. The rim-enhancing lesions were independently evaluated by two observers in terms of transverse (tr.) dimension, anteroposterior (ap.) dimension, rim thickness, shape (complete rim, semicircular rim), outer contour sharpness (blurred, sharp), color coding (homogeneous, heterogeneous), and pattern (no specific feature, merging rims, lamellar rim, nodular rim) based on the image showing the rim most clearly in the retrospective dynamic breast MRI. The observers also assessed the rim ADC (Apparent Diffusion Coefficient) value and the rim color map kinetics in agreement on the GE (General Electric) workstation. The first observer had 5 years of training in radiology as a resident (observer 1), and the second observer had 12 years of experience as a radiologist, mainly in breast radiology (observer 2). The evaluations were performed without knowledge of clinical information and histopathological diagnosis. The findings obtained in the study were analyzed using the SPSS 25.0 (Statistical Package for the Social Sciences) program on a computer. Mann-Whitney U and Kruskal-Wallis tests were used for comparisons between groups. The Chi-Square test was used to examine the differences between the study groups. The concordance of measurement values by the observers was examined using the Intraclass Correlation Coefficient (ICC), and the agreement between observers for proportional parameters was analyzed using the Kappa test. ROC analysis was performed to determine the cut off points. A p-value of <0.05 was considered statistically significant in the study. 
Results: Patients with lesions in the malignant class were found to be statistically significantly older than patients with lesions in the benign class (p=0.03). The diffusion average value of lesions in the malignant class was statistically significantly lower than that of lesions in the benign class (p=0.04). The transverse and anteroposterior dimensions of lesions in the malignant class were statistically significantly larger than those in the benign class (ptr.=0.03, pap.=0.04). The rim thickness of lesions in the malignant class was statistically significantly higher than that of lesions in the benign class (p=0.01). According to ROC analysis, age of patients and diffusion standard deviation value (mm2/s), transverse dimension (mm), anteroposterior dimension (mm), and thickness (mm) of the lesions did not have a statistically significant cut off point for benignity and malignancy (p>0.05). However, the diffusion average value had a cut off point of 425.5 x 10-6 mm2/s with 85% specificity and 81% sensitivity (ROC=0.86, p=0.01). Accordingly, it was concluded that a rim diffusion average value lower than 425.5 x 10-6 mm2/s increased the risk of malignancy for the lesion. There was no statistically significant difference between observers 1 and 2 regarding the rim shape in terms of benignity and malignancy (p1=0.06; p2=0.14). According to both observers, the rim edges of benign lesions were sharper than those of malignant lesions (p1-2=0.01). For both observers, the rate of heterogeneous color coding in malignant lesions was higher than that of homogeneous color coding; but according to the evaluation of observer 1; the rate of heterogeneous color coding in benign lesions was higher, while according to the evaluation of observer 2; the rate of heterogeneous color coding in malignant lesions was higher (p1=0.03; p2=0.01). For both observers, the nodular rim pattern was more frequent in benign lesions compared to malignant lesions (p1-2=0.03). Type 1 kinetic curve (persistent) was statistically significantly more common in benign lesions, while type 3 kinetic curve (wash out) was more common in malignant lesions (p=0.01). The evaluation of lesion subgroups revealed that the ages of patients differed according to the groups, and the ages of patients with invasive diagnosis were statistically significantly higher than those of patients with benign, granulomatous mastitis, atypical, and dcis (ductal carcinoma in situ)-borderline groups (p=0.01), but there was no statistically significant difference in the ages of patients with invasive grade 1, grade 2, and grade 3 diagnoses. The diffusion average values of patients with granulomatous mastitis and invasive lesions were statistically significantly lower than those of patients with benign, atypical, and dcis-borderline groups (p=0.01). In patients with granulomatous mastitis, atypical, invasive grade 1, and grade 2 groups, the diffusion average levels did not differ, and they were approximately 800 x 10-6 mm2/s, whereas in the invasive grade 3 group, the average value was 639 x 10-6 mm2/s (p=0.01). The transverse dimension, anteroposterior dimension, and rim thickness values of patients with granulomatous mastitis and invasive diagnoses were statistically significantly higher than those of patients with benign, atypical, and dcis-borderline groups (p=0.01); however, these measurements were not statistically significant discriminative features among the granulomatous mastitis, invasive grade 1, grade 2, and grade 3 groups. In the evaluation of lesion characteristics according to lesion subgroups, the rate of semicircular rims was statistically significantly higher in benign and dcis-borderline diagnosed patient groups compared to other patient groups according to both observers (p=0.01). Additionally, in our study, the rate of semicircular rim shape was approximately 13-14% for invasive grade 1-2 patient groups according to observer 1 and approximately 10-20% according to observer 2, while it was 0% for granulomatous mastitis, atypical, and invasive grade 3 patient groups. The levels of outer contour sharpness were statistically significantly lower in granulomatous mastitis and invasive diagnosed patient groups than in benign, atypical, and dcis-borderline groups according to both observers (p=0.01); however, there was no statistically significant difference in outer contour sharpness among granulomatous mastitis, invasive grade 1, grade 2, and grade 3 patient groups. In the assessment of rim color coding, the rate of homogeneity was significantly higher in atypical and dcis-borderline groups than in the other groups according to both observers (p=0.01). For both observers, the rates of heterogeneous color coding were high and close in granulomatous mastitis and invasive grade 1, 2, and 3 lesions. In the evaluation of rim patterns, the rate of merging rims was significantly higher in granulomatous mastitis and dcis-borderline groups compared to other patient groups (p=0.01). Additionally, the rate of nodular rim pattern was statistically significantly higher in benign diagnosed patient group, while the rate of lamellar rim pattern was significantly higher in invasive diagnosed patient group (p=0.01). Although statistically not significant for both observers, the rate of merging rim pattern was higher in invasive grade 1 patient group compared to invasive grade 2 and grade 3 patient groups, and the rate of lamellar rim pattern was higher in invasive grade 2 and grade 3 patient groups compared to invasive grade 1 patient group. In the evaluation according to rim kinetic curve type, type 1 kinetic curve was more frequently observed in benign patient group, type 2 kinetic curve in granulomatous mastitis patient group, and type 3 kinetic curve in dcis-borderline and invasive patient groups (p=0.01). The type 1 kinetic curve was never observed in the invasive grade 3 lesion group. It was determined that the invasive grade 3 lesion group had a statistically significantly higher rate of type 3 kinetic curve compared to the invasive grade 1 and grade 2 lesion groups (p=0.01). 
Conclusion: In dynamic contrast-enhanced MRI, the evaluation of rim diffusion average value, transverse dimension, anteroposterior dimension, thickness, outer contour sharpness, color coding, pattern, and color map kinetics significantly contributes to the prediction of whether the breast lesion is benign or malignant. Additionally, patients with lesions in the malignant class were found to be statistically significantly older than those with lesions in the benign class. Granulomatous mastitis shows similar features to invasive lesions in terms of rim diffusion average value, transverse dimension, anteroposterior dimension, thickness, outer contour sharpness, and color coding evaluations. Patient age, rim pattern, and color map kinetics are useful parameters for distinguishing granulomatous mastitis from invasive lesions. In the discrimination of invasive lesions based on low-intermediate (grade 1-2) and high (grade 3) histological grade, diffusion average value, rim shape, rim pattern, and color map kinetics are helpful parameters. It is thought that future studies using these parameters with multicenter and larger datasets could achieve very high accuracy rates. 
 
Keywords: Benign, Breast Cancer, Breast MRI, Granulomatous Mastitis, Malignant, Rim Enhancement