Differentiating Benign from Malignant Sinonasal Lesions: Feasibility of Diffusion Weighted MRI

Abstract

Introduction Appearance of nasal masses on routine CT and MRI are not pathognomonic. We utilized the apparent diffusion coefficient (ADC) value obtained from diffusion weighted image (DWI) to detect the differences in the microstructures of tumor and non-tumor tissues. Objective The objective of our study was to evaluate the diagnostic role of DWI and ADC values in differentiating between malignant and benign sinonasal lesions and its correlation with histopathological results as the reference standard. Methods Patients with nasal and / or paranasal mass underwent CT, MRI, and DWI before any surgical intervention. We used diagnostic sinonasal endoscopy and biopsy to confirm the diagnosis after MRI. Results When we used ADC value of (1.2 × 10–3 mm2/s) as a cut-off value for differentiating benign from malignant sinonasal lesions, we achieved 90% accuracy, 100% sensitivity, 88.4% specificity, 77.8% positive predictive value, and 100% negative predictive value. At this cut-off, benign lesions show statistically significant higher ADC value than malignant tumors. Conclusion DW MRI and ADC value calculation are promising quantitative methods helping to differentiate between malignant and benign sinonasal lesions. Thus, they are effective methods compared with other conventional methods with short imaging time thus it is recommended to be incorporated into routine evaluations.

Diffusion weighted magnetic resonance imaging (DW-MRI) as a non-invasive, tissue cellularity marker to monitor cancer treatment response

“…Studies in different types of cancer have also proposed DW-MRI as a marker to distinguish benign and malignant tumors and to evaluate the aggressiveness of cancer based on ADC-values, but that goes beyond the scope of the present study [36][37][38][39][40].…”

Imaging predictors for malignant transformation of inverted papilloma

“…The apparent diffusion coefficient (ADC) value, obtained from DWI, represents an objective measure of tissue‐specific diffusion capacity. This has been used to differentiate between other benign and malignant sinonasal lesions . Although ADC values have been shown to be higher in benign tumors compared to malignant tumors, they have not been utilized to differentiate between IP and IP‐SCC tumors.…”

“…This has been used to differentiate between other benign and malignant sinonasal lesions. 14,15 Although ADC values have been shown to be higher in benign tumors compared to malignant tumors, they have not been utilized to differentiate between IP and IP-SCC tumors.…”

Estudo das alterações inflamatórias dos seios maxilares por meio da análise qualitativa e quantitativa da difusibilidade das moléculas de água em ressonância magnética

“…Por conseguinte, seria de se esperar que a restrição à difusibilidade estaria aumentada somente mediante a presença de secreção purulenta (18), o que não foi observado em nenhum dos casos estudados na presente amostra. Os valores de ADC verificados para este grupo, ou seja, 2,1 x 10 -3 (IR 0,4 x 10 -3 mm 2 /s) são próximos aos referidos em uma investigação com metodologia e objetivo díspares (2,2 x 10 -3 mm 2 /s) (28).…”

“…10 -3 -IR 0,158 x 10 -3 mm 2 /s) foram maiores do que outros valores previamente retratados (1,7 x 10 -3 mm 2 /s)(28), com um protocolo de aferição do ADC pouco semelhante.A disparidade entre os resultados pode estar relacionada ao tamanho diminuto da amostra deste estudo (4 seios maxilares). O resultados dos pesquisadores mencionados(20) podem ser suportados pela justificativa de que o principal componente das secreções sinonasais é a água com conteúdos variáveis de proteínas(145); o sinal em RM de secreções oriundas de infecções sinusais fúngicas sofre modificações por conta do maior conteúdo de cálcio, metais e magnésio inerentes à hifa fúngica(28).Cabe ressaltar também que, Sasaki et al, 2011,(29, 131) observaram a possibilidade de diferenciação por meio dos valores de ADC de lesões inflamatórias (pólipos inflamatórios e casos de rinosinusite crônica e aguda, incluídos em um mesmo grupo de lesões) de rinossinisutes do tipo fúngica, porém não verificaram diferença estatisticamente significativa entre lesões inflamatórias e neoplasias benignas. Entretanto, Sasaki et al, 2011,(29, 131) também tinham uma amostra diminuta, especialmente no tocante às afecções do tipo fúngica, com somente 3 casos.…”