The contribution of PET/MRI in benign/malignant nodule separation in thyroid incidentalomas detected in FDG PET/CT imaging

La contribución del PET/MRI en la diferenciación entre nódulos benignos y malignos en incidentalomas tiroideos detectados en imágenes FDG PET/CT

A. Nazaria,

Corresponding author

[e-mail]

Corresponding author.

, S. Sagera, S. Schenkeb, L. Uslu Beşlia, C. Samancıc, T. Öztürkd, H.B. Saymana

a Department of Nuclear Medicine, Cerrahpasa Medical Faculty, Istanbul University-Cerrahpasa, Cerrahpasa Campus, Kocamustafapasa Street, No:53, 34098 Istanbul-Turkey

b University Clinic for Radiology and Nuclear Medicine, University Hospital of Magdeburg, Leipziger Str. 44, 39120 Magdeburg, Germany

c Department of Radiology, Cerrahpasa Medical Faculty, Istanbul University-Cerrahpasa, Cerrahpasa Campus, Kocamustafapasa Street, No:53, 34098 Istanbul, Turkey

d Department of Pathology, Cerrahpasa Medical Faculty, Istanbul University-Cerrahpasa, Cerrahpasa Campus, Kocamustafapasa Street, No:53, 34098 Istanbul, Turkey

Abstract

Introduction and objectives

Incidentalomas of the thyroid gland are frequently observed in oncological patients undergoing FDG PET/CT imaging for staging or treatment response assessment. This study aims to investigate the utility of SUVmax and ADC values measured by PET/MRI in distinguishing between benign and malignant thyroid nodules.

Materials and methods

We selected 108 patients (72 females, 36 males; mean age 54 ± 12 years) who underwent routine oncological FDG PET/CT scans for staging or treatment response assessment, with nodule sizes greater than 1 cm. A one-bed neck PET/MRI scan followed the whole-body PET/CT. SUVmax values were measured, and ADC maps were created using DWI with b factors of 50 and 1000s/mm². SUVmax and ADC values were correlated with FNAC results.

Results

FNAC results revealed 76 (70.4%) benign and 32 (29.6%) malignant nodules among the 108 patients. The mean SUVmax of malignant nodules was significantly higher than that of benign nodules (10.6 ± 8.3 vs. 5.94 ± 5.2, p < 0.001). Similarly, the mean ADC value was lower in malignant nodules compared to benign ones (1.4 ± 0.6 × 10ˉ³ mm²/s vs. 1.8 ± 0.4 × 10ˉ³ mm²/s; p < 0.001). A significant but weak correlation was found between FNAC results and mean SUVmax (r = 0.335), as well as a significant weak negative correlation with mean ADC values (r = -0.355). Using a cut-off value of 6 for SUVmax and 1.56 × 10ˉ³ mm²/s for ADC, the sensitivity, specificity, and accuracy for SUVmax were 68.7%, 73.6%, and 72.1%, respectively, while for ADC, they were 71.8%, 69.7%, and 70.4%, respectively. The PET/MRI system demonstrated a relative sensitivity, specificity, accuracy, PPV, and NPV of 90.62%, 51.32%, 62.96%, 43.94%, and 92.86%.

Conclusion

This study is one of the first in the literature to explore the use of FDG PET/MRI, a single-stop device, in distinguishing between benign and malignant thyroid nodules with high sensitivity and NPV.

Keywords:

[18F]-FDG PET/MRI

PET-MRI

ADC

SUVmax

Thyroid incidentaloma

Thyroid nodule

Resumen

Introducción y objetivos

Los incidentalomas de la glándula tiroides son frecuentemente observados en pacientes oncológicos que se someten a imágenes FDG PET/CT para la estadificación o evaluación de la respuesta al tratamiento. El objetivo de este estudio es investigar la utilidad de los valores de SUVmax y ADC medidos por PET/MRI para distinguir entre nódulos tiroideos benignos y malignos.

Materiales y métodos

Se seleccionaron 108 pacientes (72 mujeres, 36 hombres; edad media 54 ± 12 años) que se sometieron a estudios rutinarios de FDG PET/CT con fines oncológicos para la estadificación o evaluación de la respuesta al tratamiento, con nódulos de tamaño superior a 1 cm. Tras el PET/CT corporal completo, se realizó un PET/MRI de cuello de una cama. Se midieron los valores de SUVmax y se crearon mapas de ADC utilizando imágenes ponderadas por difusión (DWI) con factores b de 50 y 1000s/mm². Los valores de SUVmax y ADC fueron correlacionados con los resultados de la citología por aspiración con aguja fina (FNAC).

Resultados

Los resultados de FNAC revelaron 76 (70,4%) nódulos benignos y 32 (29,6%) nódulos malignos entre los 108 pacientes. El SUVmax promedio de los nódulos malignos fue significativamente mayor que el de los nódulos benignos (10,6 ± 8,3 frente a 5,94 ± 5,2, p < 0,001). De manera similar, el valor promedio de ADC fue inferior en los nódulos malignos en comparación con los benignos (1,4 ± 0,6 × 10ˉ³ mm²/s frente a 1,8 ± 0,4 × 10ˉ³ mm²/s; p < 0,001). Se encontró una correlación significativa pero débil entre los resultados de FNAC y el SUVmax promedio (r = 0,335), así como una correlación negativa débil pero significativa con los valores promedio de ADC (r = -0,355). Utilizando un valor de corte de 6 para el SUVmax y de 1,56 × 10ˉ³ mm²/s para el ADC, la sensibilidad, especificidad y precisión para el SUVmax fueron 68,7%, 73,6% y 72,1%, respectivamente, mientras que para el ADC fueron 71,8%, 69,7% y 70,4%, respectivamente. El sistema PET/MRI demostró una sensibilidad, especificidad, precisión, valor predictivo positivo (PPV) y valor predictivo negativo (NPV) relativos de 90,62%, 51,32%, 62,96%, 43,94% y 92,86%.

Conclusión

Este estudio es uno de los primeros en la literatura en explorar el uso del FDG PET/MRI, un dispositivo de diagnóstico único, para distinguir entre nódulos tiroideos benignos y malignos con alta sensibilidad y un elevado valor predictivo negativo (NPV).

Palabras clave:

[18F]-FDG PET/MRI

PET-MRI

ADC

SUVmax

incidentaloma tiroideo

nódulo tiroideo