Evaluation of solid pulmonary nodules in patients with bladder cancer with computed tomography based texture analysis method: Is it possible to differentiate metastatic - non-metastatic nodules?

Bilgisayarlı tomografi tabanlı doku analizi yöntemi ile mesane kanserli hastalarda solid pulmoner nodüllerin değerlendirilmesi: Metastatik - metastatik olmayan nodül ayrımını yapmak mümkün mü?

Emine Burçin TUNA, Ömer DEMİR, Canan ALTAY, Işıl BAŞARA AKIN, Mustafa SEÇİL, Kutsal YÖRÜKOĞLU, Ozan BOZKURT, Hakan Abdullah ÖZGÜL

Abstract

Introduction: Solid Pulmonary Nodule (SPN) is defined as parenchymal radiopacity smaller than 3 cm in diameter. Evaluating the metastatic nature of the SPNs detected in the thorax computed tomography (TCT) examination for staging purposes in cancer patients becomes a fundamental problem for the physician. Invasive procedures, additional imaging or follow-up imaging, are often used to differentiate metastatic and non-metastatic nodules. In this study, we aimed to distinguish SPNs detected in patients diagnosed with bladder cancer (BC) as metastatic and non-metastatic nodules by texture analysis. Materials and Methods: TCT images of patients diagnosed with BC in our hospital from January 2007 until December 2017 were retrospectively evaluated. A total of 46 patients with SPN, including metastatic (n= 19) and non-metastatic (n= 27), were included in the study. Short axis diameter, long-axis diameter, nodule volume and volume histogram values of the nodules were obtained. Chisquare test was used to evaluate dependent variables, and the Mann-Whitney U test was used to evaluate independent variables. ROC curves of the obtained data were plotted. Statistically, the significant p-value was determined as less than 0.05. Results: A significant difference was found between SPN long axis, short axis and volume values. In the volumetric histogram analysis, the maximum density value and the mean density value were found to be statistically significant. When the average of the highest densities in the volume histogram data was evaluated, the area under the curve value was 0.702 (95% CI, 519-854). The metastatic nodule could be distinguished with a sensitivity of 88% and a specificity of 70% when the volume histogram has the maximum density threshold of 50 HU. Conclusion: In this study, we concluded that SPN detected on CT images can be distinguished as metastatic and non-metastatic nodules using texture analysis method without invasive procedures.

Özet

Giriş: Solid Pulmoner Nodül (SPN) genellikle yuvarlak veya düzensiz sınırlı, çapı 3 cm’den daha küçük olan parankimal radyoopasite olarak tanımlanmaktadır. Yeni tanı almış kanser hastalarında, evreleme amacıyla çekilmiş olan toraks bilgisayarlı tomografi (TBT) incelemesinde saptanan SPN’lerin metastatik natürde olup olmadığını değerlendirmek hekimin günlük pratiğinde önemli bir sorun haline gelmektedir. Metastatik ve metastatik olmayan nodül ayrımının yapılması amacıyla cerrahi müdahale de dahil olmak üzere invaziv işlemler, ek çekimler veya takip görüntülemelere çoğu zaman başvurulmaktadır. Bu çalışmada, tanısal radyolojide son zamanlarda ön plana çıkan bir çekim sonrası görüntü değerlendirme yöntemi olan doku analizi ile mesane kanseri tanılı hastalarda saptanan SPN’lerin metastatik ve metastatik olmayan nodül şeklinde ayrımını gerçekleştirmeyi amaçladık. Materyal ve Metod: Ocak 2007-Aralık 2017 arasında, hastanemizde mesane kanseri tanısı almış hastalara ait kontrastsız TBT görüntülerini geriye dönük olarak değerlendirilmiştir. Çalışmaya metastatik (n= 19) ve metastatik olmayan (n= 27) olmak üzere SPN bulunan toplam 46 hasta dahil edilmiştir. Nodüllere ait kısa eksen çapı, uzun eksen çapı, nodül hacmi ve nodüle ait hacim histogram değerleri elde edilmiştir. Bağımlı değişkenlerin değerlendirilmesi için Ki-kare testi, bağımsız değişkenlerin değerlendirilmesi için MannWhitney U testi kullanılmıştır. Elde edilen verilere ait ROC eğrileri çizdirilmiştir. İstatistiksel olarak anlamlı p değeri 0,05’in altı olarak belirlenmiştir. Bulgular: SPN uzun aks, kısa aks ve hacim değerleri arasında anlamlı fark bulunmuştur (sırasıyla p= 0,012, p= 0,004 ve p= 0,007). Hacimsel histogram analizinde ise maksimum dansite değeri ve ortalama dansite değeri istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur (sırasıyla p= 0,011 ve p= 0,026). Hacim histogram verisi içerisinde bulunan en yüksek dansitelerin ortalaması değerlendirmeye alındığında eğri altın kalan alan değeri 0,702 bulunmuştur (%95 CI, 519-854). Hacim histogram en yüksek dansite eşik değeri 50 HU kabul edildiğinde ise %88 duyarlılık ve %70 özgüllük ile metastatik nodülü ayırt edilebilmektedir. Sonuç: Bu çalışmada, TBT görüntülerinde saptanan SPN’nin invaziv işlemler olmaksızın, doku analizi yöntemi kullanılarak metastatik ve metastatik olmayan nodül şeklinde ayırt edilebileceği sonucuna vardık.