Published September 21, 2020 | Version v1
Publication Open

Role of diffusion-weighted MRI in characterization of mediastinal masses

Creators

  • 1. Cairo University
  • 2. Al Azhar University

Description

Abstract Background Diffusion MR imaging (DWI) is a widely available non-invasive non-contrast functional MR imaging technique with short acquisition time. It helps in the analysis of tissue characteristics based on the diffusion of water protons within the tissue. Quantitative assessment of a mass is possible by calculating its apparent diffusion coefficient (ADC) value which is inversely correlated with tissue cellularity. So, DWI has diagnostic potential to distinguish benign from malignant tumors because of the tendency of the latter to show lower ADC values and more restricted diffusion. The aim of our work is to evaluate the use of DWI and ADC value measurement in differentiation between benign and malignant mediastinal tumors. Results This study included 44 cases of mediastinal masses: 27 males and 17 females. The mean ADC value of malignant mediastinal lesions was significantly lower than the mean ADC value of benign mediastinal lesions, with mean ADC 1.39 ± 0.26 in benign mediastinal lesions and mean ADC 0.86 ± 0.35 in malignant mediastinal lesions. This study also revealed that the cut-off threshold of ADC value for the differentiation between malignant and benign lesions was 1.11 × 10 -3 mm 2 /s, with an area under ROC curve of 0.93. The sensitivity and specificity of our cutoff ADC values were 90.9% and 100%, with 100% positive predictive value and 76.9% negative predictive value. Conclusion DWI with calculation of ADC value is functional MR imaging technique used in the analysis of tissue characteristics and quantitative assessment of a mediastinal mass. So, it can distinguish benign from malignant tumors because of the tendency of the malignant lesions to show more restricted diffusion and lower ADC values.

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Translated Description (Arabic)

التصوير بالرنين المغناطيسي لنشر الخلفية المجردة (DWI) هو تقنية تصوير بالرنين المغناطيسي وظيفية غير جراحية وغير متباينة متاحة على نطاق واسع مع وقت اكتساب قصير. يساعد في تحليل خصائص الأنسجة بناءً على انتشار بروتونات الماء داخل الأنسجة. يمكن إجراء التقييم الكمي للكتلة من خلال حساب قيمة معامل الانتشار الظاهري (ADC) التي ترتبط عكسيًا بخلايا الأنسجة. لذلك، تتمتع DWI بإمكانية تشخيصية للتمييز بين الأورام الحميدة والأورام الخبيثة بسبب ميل الأخير إلى إظهار قيم ADC أقل وانتشار أكثر تقييدًا. الهدف من عملنا هو تقييم استخدام قياس قيمة DWI و ADC في التمييز بين الأورام المنصفية الحميدة والخبيثة. النتائج شملت هذه الدراسة 44 حالة من كتل المنصف: 27 ذكور و 17 إناث. كان متوسط قيمة ADC للآفات المنصفية الخبيثة أقل بكثير من متوسط قيمة ADC للآفات المنصفية الحميدة، مع متوسط ADC 1.39 ± 0.26 في الآفات المنصفية الحميدة ومتوسط ADC 0.86 ± 0.35 في الآفات المنصفية الخبيثة. كشفت هذه الدراسة أيضًا أن عتبة القطع لقيمة ADC للتمييز بين الآفات الخبيثة والحميدة كانت 1.11 × 10 -3 مم 2 /ثانية، مع مساحة تحت منحنى ROC تبلغ 0.93. كانت حساسية وخصوصية قيم ADC المقطوعة 90.9 ٪ و 100 ٪، مع قيمة تنبؤية إيجابية 100 ٪ وقيمة تنبؤية سلبية 76.9 ٪. الاستنتاج DWI مع حساب قيمة ADC هي تقنية تصوير بالرنين المغناطيسي وظيفية تستخدم في تحليل خصائص الأنسجة والتقييم الكمي لكتلة المنصف. لذلك، يمكن أن يميز الأورام الحميدة عن الأورام الخبيثة بسبب ميل الآفات الخبيثة لإظهار المزيد من الانتشار المقيد وانخفاض قيم ADC.

Translated Description (French)

Résumé Contexte L'imagerie IRM par diffusion (IRD) est une technique d'imagerie IRM fonctionnelle non invasive et non contrastée largement disponible avec un temps d'acquisition court. Il aide à l'analyse des caractéristiques tissulaires en fonction de la diffusion des protons de l'eau dans le tissu. L'évaluation quantitative d'une masse est possible en calculant sa valeur de coefficient de diffusion apparente (CAN) qui est inversement corrélée à la cellularité tissulaire. Ainsi, la DWI a le potentiel diagnostique de distinguer les tumeurs bénignes des tumeurs malignes en raison de la tendance de ces dernières à présenter des valeurs d'ADC plus faibles et une diffusion plus restreinte. L'objectif de notre travail est d'évaluer l'utilisation de la mesure de la valeur DWI et ADC dans la différenciation entre les tumeurs médiastinales bénignes et malignes. Résultats Cette étude a inclus 44 cas de masses médiastinales : 27 hommes et 17 femmes. La valeur moyenne de l'ADC des lésions médiastinales malignes était significativement inférieure à la valeur moyenne de l'ADC des lésions médiastinales bénignes, avec une moyenne de l'ADC de 1,39 ± 0,26 dans les lésions médiastinales bénignes et une moyenne de l'ADC de 0,86 ± 0,35 dans les lésions médiastinales malignes. Cette étude a également révélé que le seuil de coupure de la valeur ADC pour la différenciation entre les lésions malignes et bénignes était de 1,11 × 10 -3 mm 2 /s, avec une aire sous la courbe roc de 0,93. La sensibilité et la spécificité de nos valeurs ADC de seuil étaient de 90,9 % et 100 %, avec une valeur prédictive positive de 100 % et une valeur prédictive négative de 76,9 %. Conclusion La DWI avec calcul de la valeur de l'ADC est une technique d'imagerie RM fonctionnelle utilisée dans l'analyse des caractéristiques tissulaires et l'évaluation quantitative d'une masse médiastinale. Ainsi, il peut distinguer les tumeurs bénignes des tumeurs malignes en raison de la tendance des lésions malignes à présenter une diffusion plus restreinte et des valeurs ADC plus faibles.

Translated Description (Spanish)

La RM por difusión de fondo (DWI) es una técnica de RM funcional no invasiva y sin contraste ampliamente disponible con un tiempo de adquisición corto. Ayuda en el análisis de las características del tejido basado en la difusión de protones de agua dentro del tejido. La evaluación cuantitativa de una masa es posible calculando su valor de coeficiente de difusión aparente (ADC) que está inversamente correlacionado con la celularidad tisular. Por lo tanto, DWI tiene potencial diagnóstico para distinguir los tumores benignos de los malignos debido a la tendencia de estos últimos a mostrar valores más bajos de ADC y una difusión más restringida. El objetivo de nuestro trabajo es evaluar el uso de la medición del valor de DWI y ADC en la diferenciación entre tumores mediastínicos benignos y malignos. Resultados Este estudio incluyó 44 casos de masas mediastínicas: 27 hombres y 17 mujeres. El valor medio de ADC de las lesiones mediastínicas malignas fue significativamente menor que el valor medio de ADC de las lesiones mediastínicas benignas, con un ADC medio de 1.39 ± 0.26 en las lesiones mediastínicas benignas y un ADC medio de 0.86 ± 0.35 en las lesiones mediastínicas malignas. Este estudio también reveló que el umbral de corte del valor de ADC para la diferenciación entre lesiones malignas y benignas fue de 1.11 × 10 -3 mm 2 /s, con un área bajo la curva Roc de 0.93. La sensibilidad y especificidad de nuestros valores de ADC de corte fueron del 90,9% y del 100%, con un valor predictivo positivo del 100% y un valor predictivo negativo del 76,9%. Conclusión El DWI con el cálculo del valor de ADC es una técnica de resonancia magnética funcional utilizada en el análisis de las características del tejido y la evaluación cuantitativa de una masa mediastínica. Por lo tanto, puede distinguir tumores benignos de malignos debido a la tendencia de las lesiones malignas a mostrar una difusión más restringida y valores más bajos de ADC.

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Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
دور التصوير بالرنين المغناطيسي المرجح بالانتشار في توصيف الكتل المنصفية
Translated title (French)
Rôle de l'IRM pondérée par diffusion dans la caractérisation des masses médiastinales
Translated title (Spanish)
Papel de la resonancia magnética ponderada por difusión en la caracterización de las masas mediastínicas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3089153149
DOI
10.1186/s43055-020-00313-z

Is supplement to
https://openalex.org/W3175879137 (Other)
https://openalex.org/W3092388660 (Other)
https://openalex.org/W2945339633 (Other)
https://openalex.org/W2910940048 (Other)
https://openalex.org/W2811415171 (Other)
https://openalex.org/W2695198348 (Other)
https://openalex.org/W2504037051 (Other)
https://openalex.org/W2328322229 (Other)
https://openalex.org/W1944783101 (Other)
https://openalex.org/W1778838665 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1847623144
  • https://openalex.org/W1974562275
  • https://openalex.org/W1979306981
  • https://openalex.org/W1982123277
  • https://openalex.org/W2028657274
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  • https://openalex.org/W2052874466
  • https://openalex.org/W2066241411
  • https://openalex.org/W2087168500
  • https://openalex.org/W2133054287
  • https://openalex.org/W2142506554
  • https://openalex.org/W2144283397
  • https://openalex.org/W2167925953
  • https://openalex.org/W2237681870
  • https://openalex.org/W2594338724
  • https://openalex.org/W2743221042
  • https://openalex.org/W2891160122
  • https://openalex.org/W2929273005
  • https://openalex.org/W3031819136