Knöcherne intraoperative Schnellschnittuntersuchung im Kieferbereich durch Flatpanel volumetrische Computertomografie (fpVCT)

Abstract

Die Knochenpathologien im Kieferbereich stellen nach wie vor eine diagnostische und therapeutische Herausforderung dar.27 Dabei nehmen die malignen Tumoren, beispielsweise das Mundhöhlenkarzinom, einen besonderen Stellenwert ein. Eine genaue Diagnostik und somit Kenntnis der Erkrankungsprogression ist eine Voraussetzung für die Einleitung von Therapieansätzen, die die Prognose verbessern.23 Während der Tumoroperation ist der intraoperative Schnellschnitt nur für Weichgewebe möglich.44 Die Schnellschnittbeurteilung des Knochens ist derzeit noch nicht verfügbar.58 Hierzu könnte die hochpräzise radiologische flat-panel-Volumen- CT(fpVCT)-Aufnahme des Kieferresektates intraoperativ die diagnostische Lücke schließen.58Das Hauptziel dieser Arbeit ist der Vergleich zweier diagnostischer Methoden. Der histopathologische Befund einer Knochenpathologie wird dabei dem radiologischen Befund mittels des fpVCTs (flat panel Volumen-CT) gegenübergestellt. Derzeit stellt der histopathologische Befund den Goldstandard dar und dient als Vergleichsgrundlage für die Ermittlung der Detailgenauigkeit des fpVCTs.2, 33, 70 Hierzu wurden die Tumorinfiltration im Knochen und die Absetzungsränder von Kieferresektaten untersucht. Weiterhin wurde der Vergleich der histopathologisch und radiologisch ermittelten Tumorausdehnung in zwei definierten Ebenen vermessen. Für diese Untersuchungsreihe wurden insgesamt 47 Ex-vivo-Präparate nach der chirurgischen Resektion der pathologischen Kieferbereiche sowohl radiologisch mittels der fpVCT- Aufnahme als auch histopathologisch auf Tumorinfiltration und Tumorfreiheit der Absetzungsränder beurteilt. Die Ausdehnung des malignen Prozesses wurde anhand von 27 Ex-vivo-Präparaten in der craniocaudalen und anhand von 30 Ex- vivo-Präparaten in der anterior-posterioren beziehungsweise mesiolateralen Ebene gemessen.Es besteht zwischen der radiologisch im fpVCT ermittelten Knocheninfiltration und der im Anschluss erfolgten histopathologisch ermittelten Knocheninfiltration eine Übereinstimmung von 95,7 %. Die Untersuchung der Absetzungsränder der 47 Ex- vivo-Präparate zeigt eine Übereinstimmung von 100 % für die R0- und R1-Resektion. Diese hohe Übereinstimmung zwischen der radiologischen und histopathologischen Untersuchungsreihe ist statistisch signifikant. Der Vergleich der durchschnittlichen Tumorausdehnung weist aufgrund des unterschiedlichen Wachstumspotenzials und der Aggressivität keine Normalverteilung auf. Die histopathologisch ermittelten metrischen Durchschnittswerte sind kleiner als die radiologischen Vergleichswerte. Die Bland- Altman-Analyse verdeutlicht, dass tendenziell bei einer größeren Tumorausdehnung die Differenz zwischen beiden diagnostischen Methoden geringer wird. Bei sehr großen Werten ist eine Umkehr dieses Verhältnisses erkennbar. Die radiologisch ermittelten Werte sind dementsprechend kleiner als die histopathologischen. Die Genauigkeit der radiologischen Messung hängt mit der Größe der Knochenpathologie zusammen.Die Ergebnisse veranschaulichen, dass die knöcherne Infiltration und die Tumorfreiheit der Absetzungsränder erkannt werden können. Die Bestimmung der Ausdehnung der Knochenpathologie in zwei Ebenen sollte aufgrund der geringen Anzahl an Messwerten unter Vorbehalt betrachtet werden. Die intraoperative Diagnostik der Absetzungsränder kann unter Einhaltung des Sicherheitsabstands als diagnostisches Mittel verwendet werden. Damit steht ein direktes Kontrollwerkzeug unmittelbar nach und während der Operation im Sinne eines radiologischen Schnellschnittes zur Verfügung. Jedoch kann man auf die histopathologische Untersuchung der Absetzungsränder keinesfalls verzichten. Dieses Ergebnis steht jedoch, aufgrund des technischen Vorgangs erst nach Entkalkung der knöchernen Strukturen im Präparat zur Verfügung.15, 16, 44 Damit können unter intraoperativer Anwendung der radiologischen Methode knöcherne Tumoren des Mund-, Kiefer- und Gesichtsbereichs sicherer, primär vollständig im Gesunden entfernt werden. Bone pathologies of the jaw still represent a diagnostical and therapeutical challenge.27 Therefore malignant tumours, especially the squamous cell carcinoma, are of particular significance. Precise diagnostic examination and knowledge about disease progression underline requirements for treatment plans to improve the prognosis.23 During surgery frozen section technique is possible for soft tissue examination only.44 Currently there is no technique at hand to examine bone specimens during surgical resection.58 This diagnostic gap could be closed by using high precision radiological flat panel volumetric computed tomography (fpVCT) intraoperatively.58The main issue of this study is the comparison of two diagnostic methods. Histopathological findings of bone pathologies will be faced to radiological findings of the flat panel volumetric computed tomography. The histological examination still represents the goldstandard and the basis for determining accuracy of the fpVCT.2, 33, 70 In this study tumour infiltration and resection margins of jaw specimens were investigated. Therefore the comparison of histopathological and radiological values of the whole tumour area is measured in two defined areas.For this study 47 ex vivo jaw specimens were examined for tumour infiltration and clearance of resection margins by histopathology and radiological use of the fpVCT after surgical resection. The diameter of malignant pathology is measured for 30 specimens in the anterior-posterior direction and for 27 of these 30 specimens in craniocaudal direction.95.7 % of bone infiltration investigated radiologically by fpVCT are conform to their histopathological findings. Examination of resection margins for 47 jaw specimens show 100 % conformity for R0 and R1 resection. These highly conforming results of histopathological and radiological investigations are statistically significant. Comparison of average tumour diameter does not indicate gaussian distribution due to individual different aggressive behavior of tumour progression. The histopathological measurements are smaller in comparison to radiological values. Bland-Altman analysis exhibit tendencies for differences between both methods getting smaller the bigger the measured tumour diameters are. For very large tumour diameters the relation between both methods is shown to be switched. Therefore, Bland-Altman-Analysis describes that the radiological values are smaller than the histopathological values. The accuracy of radiological measurements depends on tumour diameter.The results describe that bone infiltration and clearance of resection margins can be identified. Spread determination of bone pathologies in two areas has to be treated under reserve due to the small amount of values. Intraoperative diagnostics of resection margins can be used as additional diagnostic instrument considering adequate safety distance. With this opportunity another control instrument is established, which can be used immediately after and during surgery as radiological section technique. However, it is not possible to abstain from the histological examination of the resection margins. These results are technically disposable only after entcalcification of bone structures of the specimens due to technical requirements.15, 16, 44 For this reason bone tumours of oral and maxillofacial areas can be removed from healthy tissue under intraoperative application of this radiological method safer and primary complete.