종격동 생식세포종의 18F-fluorodeoxyglucose 양전자단층촬영/전산화단층촬영에서의 영상 특성 및 병리학적 아형에 따른 구별적 특징

Abstract

목적: 원발성 종격동 생식세포종양(MGCT)은 전체 생식세포종양(GCT)의 약 2~4%를 차지하는 희귀질환이다. 본 연구는 이러한 MGCT의 병리학적 유형별로 관찰되는 18F-fluorodeoxyglucose 양전자단층촬영/전산화단층촬영(18F-FDG PET/CT)의 육안적 특성과 정량적 변수들의 특성들을 후향적으로 리뷰하였다. 방법: 본 연구는2010년에서 2020년 사이 서울아산병원에서 수술 전 18F-FDG PET/CT를 시행한 MGCT 환자를 후향적으로 평가하였다. MGCT에는 4가지 조직학적 유형이 포함되었으며 분석을 위해 두 그룹(양성 및 악성)으로 분류하였다. 육안적 평가는 섭취 정도(Grade 0-3), 섭취 패턴(모호한/균질한/비균질한)과 종양의 윤곽(원형/소엽성/침윤성)에 따라 분류하였다. 양성과 악성군 사이에서 maximum standardized uptake value (SUVmax), tumor-to-background ratio (TBR), metabolic tumor volume (MTV), total lesion glycolysis (TLG) 및 최대 직경을 포함한 PET/CT 변수들을 비교하고 수신자판단특성곡선분석(ROC)을 시행하여 각 변수들의 악성과 양성 종양 구별능을 평가하였다. 또한, 추가적으로 악성 MGCT중 nonseminomatous germ cell tumor (NSGCT)와 seminoma군, 그리고 종양 표지자가 높고 낮은 군간의 하위 그룹 분석을 하였다. 결과: 총 35명의 환자에서 24 mature teratoma, 4 seminoma, 5 yolk cell tumor, and 2 mixed germ cell tumors가 포함되었다. 6개의 Grade 은 모두 mature teratoma였으며 teratoma중 grade 3의 섭취 정도를 보이는 케이스는 없었다. 모든 악성 MGCT들은 grade 2 혹은 3의 섭취 정도를 보였다. 대부분의 MGCT는 비균질한 섭취 패턴을 보였다. 모든 PET/CT parameter들은 악성 MGCT 그룹에서 유의하게 높게 관찰되었다. ROC 분석에서 SUVmax (곡선 아래 면적[AUC]=0.947, P <0.0001), TBR (AUC=0.917, P <0.0001), MTV (AUC=0.727, P=0.0198) 및 TLG (AUC=0.920, P <0.001)가 양성과 악성 MGCT를 구별하는데 유의한 진단 성능을 보였다. 특히 SUVmax는 MTV와 최대 직경에 비해 유의하게 높은 진단값을 보였으며 (P=0.0254, 0.0114). 4.54의 값을 기준으로 악성과 양성 MGCT를 감별하는 민감도와 특이도는 각각 81.82%와 100.00%였다. 악성 MGCT 중 seminoma와 NSGCT 그룹간의 하위 분석에서는 SUVmax, TBR 및 최대 직경이 유의한 차이를 보였다 각 P=0.042, 0.042, 0.012). Alphafetoprotein 이 높은 그룹에서는 SUVmax, TBR, 최대 직경의 값들이 낮은 그룹에 비해 유의하게 높은 값을 보였으며(각각 P=0.012, 0.034, 0.044), human chorionic gonadotrophin의 값이 높고 낮은 그룹간의 PET/CT 변수값들은 유의한 차이가 확인되지 않았다. 결론: 18F-FDG PET/CT에서 관찰되는 MGCT의 육안적 특징들은 양성과 악성 그룹 사이에 유의한 차이를 보였다. 18F-FDG PET/CT 정량적 변수들은 악성과 양성 혹은 NSGCT와 seminoma군을 구별하는데 유용한 정보를 제공하였다.

|Purpose: Primary mediastinal germ cell tumor (MGCT) is a rare disease, which represents about 2%–4% of all germ cell tumors (GCT). We aimed to retrospectively review the distinctive visual characteristic and quantitative parameters of 18F-fluorodeoxyglucose positron emission tomography/computed tomography (18F-FDG PET/CT) image for primary MGCT according to pathologic subtypes. Methods: We retrospectively evaluated primary MGCT patients who underwent pre-operative 18F-FDG PET/CT between 2010 and 2020 at Asan medical center. MGCTs included four histologic types and were divided into two groups (benign and malignant) for analysis. Visual assessment was performed by categorizing the uptake intensity (as grade 0-3), uptake pattern (as equivocal/homogenous/heterogeneous), and contour (as round/lobulated/infiltrative) of the primary mass. 18F-FDG PET/CT quantitative parameters including maximum standardized uptake value (SUVmax), tumor-to-background ratio (TBR), metabolic tumor volume (MTV), total lesion glycolysis (TLG), and maximum diameter values were compared between benign versus malignant MGCT. Receiver operating characteristic curve (ROC) analysis was used to evaluate the diagnostic performance of PET/CT variables in differentiating malignant from benign MGCT. In addition, subgroup analysis between seminoma versus nonseminomatous germ cell tumor (NSGCT) and according to high versus low level of tumor markers was performed. Results: A total of 35 patients with 24 mature teratomas, 4 seminomas, 5 yolk cell tumors, and 2 mixed germ cell tumors were included. When compared with the benign MGCT group, the malignant group showed a significantly younger age distribution. In visual analysis, all 6 cases of grade 0 among 35 patients were teratomas but none of the teratomas showed grade 3 uptake. All the malignant GCT groups showed uptake with either grade 2 or 3. Most of the MGCT showed a heterogeneous uptake pattern. In quantitative analysis, all the PET/CT parameters including SUVmax, TBR, MTV, and TLG showed significantly higher value in the malignant MGCT group than those in the benign MGCT group. In ROC curve analysis, SUVmax (Area Under Curve [AUC] = 0.947, p < 0.0001), TBR (AUC = 0.917, p < 0.0001), MTV (AUC = 0.727, p = 0.0198), and TLG (AUC = 0.920, p < 0.0001) showed excellent diagnostic performance in discriminating between benign and malignant MGCT. Especially, SUVmax demonstrated a significantly higher diagnostic value compared to MTV and maximum diameter (p = 0.0254 and 0.0114, respectively). With an optimal cut-off value of SUVmax 4.54, sensitivity and specificity for differentiating malignant from benign MGCT were 81.8% and 100%, respectively. In the subgroup analysis of differentiating between seminoma and NSGCT among malignant MGCTs, SUVmax, TBR, and maximum diameter showed significance (p = 0.042, 0.042, and 0.012, respectively). A high level of alpha fetoprotein (AFP) was correlated with a higher value of SUVmax, TBR, maximum diameter (p = 0.012, 0.034, 0.044, respectively), and no significant difference was found according to human chorionic gonadotrophin level. Conclusions: Visual assessment of MGCT on 18F-FDG PET/CT showed discriminative findings between benign and malignant MGCT. 18F-FDG PET/CT quantitative parameters give additional information in differentiating benign versus malignant MGCT and seminoma versus NSGCTs.