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DOI: 10.1055/a-2625-5643
Stellenwert spektraler CT-Techniken zur Beurteilung der Knochenmarksinfiltration beim Multiplen Myelom: ein systematisches Literaturreview
Article in several languages: deutsch | English
Zusammenfassung
Hintergrund
Das Multiple Myelom (MM) ist die zweithäufigste hämatoonkologische Erkrankung und charakterisiert durch eine klonale Proliferation maligner Plasmazellen sowie eine Knochenmarksinfiltration. Der für die Diagnostik und Therapieinitiierung wichtige Knochenmarksinfiltrationsgrad wird mittels Punktion festgelegt. Während die MRT und CT als Standardmethoden zur bildgebenden Diagnostik fokaler Läsionen und Osteolysen gelten, stößt insbesondere die CT bei diffusen Infiltrationsmustern ohne Osteolysen an ihre Grenzen. Spektrale CT-Techniken bieten durch Materialdekomposition eine vielversprechende Alternative zur Erfassung einer Knochenmarksinfiltration.
Methode
Es erfolgte eine systematische Literaturrecherche in der PubMed-Datenbank zu relevanten Stichworten in zwischen 01/2010 und 12/2024 publizierten Artikeln. Eingeschlossen wurden Originalstudien, die spektrale CT-Techniken hinsichtlich der Beurteilung einer Knochenmarksinfiltration evaluierten. Ausgeschlossen wurden Artikel mit anderem Fokus, z.B. Frakturdetektion. Es erfolgte eine qualitative Synthese der Studienergebnisse.
Ergebnisse und Schlussfolgerung
Spektrale CT-Techniken können die Differenzierung zwischen gesundem und infiltriertem Knochenmark verbessern. Insbesondere die häufig angewendete virtuelle Calciumsuppression zeigt eine gute Sensitivität und Spezifität verglichen mit der Histologie, Serologie oder MRT. Auch für die Differenzierung verschiedener Knochenmarksinfiltrationsmuster, der Krankheitsaktivität und des Therapieansprechens bietet die Spektral-CT Potenzial. Einschränkungen liegen in der Sensitivität der Differenzierung einer moderaten Infiltration gegenüber rotem Knochenmark sowie geringen Kohortengrößen. Multizentrische Analysen verschiedener Gerätehersteller sind erforderlich, um den Stellenwert der spektralen CT im Vergleich zur MRT, den prädiktiven Nutzen von Spektral-CT-Biomarkern sowie die Rolle weniger untersuchter Materialdichtekarten und Texturmerkmale, als auch der Photon-Counting-CT zu validieren.
Kernaussagen
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Spektrale CT-Techniken ermöglichen die Detektion einer Knochenmarksinfiltration beim MM und können Infiltrationsmuster in der CT voneinander differenzieren.
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Spektral-CT Parameter scheinen Potenzial als Biomarker der Tumoraktivität und des Therapieansprechens aufzuweisen.
Zitierweise
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Melzer YF, Erley J, Ristow I et al. Value of Spectral CT Techniques for the Assessment of Bone Marrow Infiltration in Multiple Myeloma: A Systematic Review. Rofo 2025; DOI 10.1055/a-2625-5643
Einleitung
Das Multiple Myelom (MM) ist die zweihäufigste hämatoonkologische Systemerkrankung, die durch eine klonale Proliferation maligner Plasmazellen im Knochenmark gekennzeichnet ist [1]. Diese maligne Proliferation führt zur Affektion des Knochenmarkmikromilieus und verursacht eine Vielzahl klinischer Symptome und Komplikationen [1]. Zu den häufigsten gehören Anämie, Infektionsanfälligkeit, Hypercalcämie und die charakteristischen osteolytischen Läsionen, die zu Knochenschmerzen und pathologischen Frakturen führen können [1].
Die Diagnose des Multiplen Myeloms stützt sich auf die sogenannten SLiM-CRAB-Kriterien, die Hypercalcämie (C), renale Dysfunktion (R), Anämie (A) und Knochenläsionen (B) umfassen [2]. Ergänzend werden spezifische Biomarker wie der Serumspiegel freier Leichtketten oder die Plasmazellinfiltration im Knochenmark untersucht [2]. Die Bildgebung stellt eine zentrale Säule für die Beurteilung des Krankheitsstatus und die Überwachung des Therapieverlaufs dar [3].
So spielen Magnetresonanztomografie (MRT) und Computertomografie (CT) eine wichtige Rolle für die Detektion von Knochenmarksinfiltrationen und osteolytischen Läsionen [3]. Die MRT wird aufgrund ihrer hohen Weichteilauflösung und Sensitivität für die Detektion diffuser Infiltrationen als Goldstandard angesehen [4]. Die konventionelle CT hingegen bietet eine exzellente Darstellung von knöchernen Veränderungen, ist jedoch in der Beurteilung des Knochenmarks limitiert [5]. So ist laut deutscher S3-Leitlinie bereits mehr als ein myelomtypischer Befund >5 mm in der MRT auch ohne Destruktion des mineralisierten Knochens diagnostisch entscheidend [6]. Dies kann mittels konventioneller CT-Techniken jedoch nicht hinreichend erkannt werden.
Entsprechend haben spektrale CT-Techniken wie die Dual-Source-CT und Dual-Layer Detektor Spektral-CT erhebliches Interesse für die Beurteilung des Knochenmarks geweckt [5] [7]. Sie ermöglichen eine differenzierte Darstellung verschiedener Gewebe und Materialien. So kann in spektralen CT-Techniken aufgrund der Abhängigkeit des photoelektrischen Effektes von der Ordnungszahl der Materialien und entsprechend material- und energiespezifischen Abschwächungswerten von bspw. Calcium, Fett und Weichgewebe über virtuelle Calcium-Subtraktion (VNCa), das Knochenmineral aus CT-Bildern eliminiert werden [8]. Durch die qualitativ bessere Beurteilbarkeit des Knochenmarks gelingt eine sensitivere Differenzierung von tumorösen Infiltrationen und gesundem Knochenmark. Vorteilhaft ist auch die so mögliche Extraktion quantitativer Parameter des Knochenmarks. Diese können als Imaging Biomarker für die Bewertung von Tumorlast und Krankheitsprogression dienen. So scheinen u.a. texturbasierte Merkmale nach Calciumsubtraktion wertvolle diagnostische und prognostische Informationen zu liefern [9] [10]. Spektrale Technologien könnten insbesondere in Fällen, in denen eine MRT nicht durchführbar ist, oder zur Therapieüberwachung bei bereits zur Beurteilung von Osteolysen erfolgenden CT-Untersuchungen, eine zentrale Rolle einnehmen.
Ziel dieses systematischen Literaturreviews ist es, die Evidenz zur Anwendung spektraler CT-Techniken für die Detektion und Charakterisierung einer Knochenmarksinfiltration zu untersuchen.
Methoden
Die systematische Literaturrecherche wurde in „PubMed“ als weltweit führende biomedizinische Datenbank durchgeführt. PubMed wird vom U.S. National Center for Biotechnology Information (NCBI) im Rahmen der National Institutes of Health (NIH) bereitgestellt und bietet hauptsächlich Zugang zur MEDLINE-Datenbank mit Referenzen aus den Bereichen Biomedizin und Lebenswissenschaften. Da es sich um Analysen bereits publizierter Daten handelte, war kein Ethikvotum notwendig. Ein Reviewprotokoll wurde nicht angefertigt. Dieses Manuskript folgt den Preferred Reporting Items for Systematic reviews and Meta-Analyses (PRISMA) aus 2020 (Anhang, Tabelle 1) [11].
Suchstrategie
Die Suchstrategie kombinierte Schlüsselwörter, die sich auf das Myelom und spektrale CT-Techniken beziehen, wie „myeloma“ oder „plasmocytoma“ und „spectral CT“, „dual-energy CT“ bzw. „DECT“ und „dual-layer CT“. Da die Forschung zu spektralen CT-Techniken seit 2010 deutlich zugenommen hat, wurden die Suchergebnisse auf den Zeitraum zwischen 2010 und dem Datum der Suche (Dezember 2024) begrenzt.
Die PubMed-Datenbank wurde nach Ergebnissen in Titeln und Abstracts durchsucht. Die genauen Suchkombinationen mit Boolean Operatoren lauteten wie folgt:
(myeloma AND spectral CT) AND (("2014/01/01"[Date – Publication] : "3000"[Date – Publication])); (myeloma AND DECT) AND (("2014/01/01"[Date – Publication] : "3000"[Date – Publication])); (myeloma AND dual-energy CT) AND (("2014/01/01"[Date – Publication] : "3000"[Date – Publication])); (myeloma AND dual-layer CT) AND (("2014/01/01"[Date – Publication] : "3000"[Date – Publication])); (plasmocytoma AND DECT) AND (("2014/01/01"[Date – Publication] : "3000"[Date – Publication])); (plasmocytoma AND dual-energy CT) AND (("2014/01/01"[Date – Publication] : "3000"[Date – Publication])); (plasmocytoma AND spectral CT) AND (("2014/01/01"[Date – Publication] : "3000"[Date – Publication])); (plasmocytoma AND dual-layer CT) AND (("2014/01/01"[Date – Publication] : "3000"[Date – Publication]))
"3000" wird vom Algorithmus verwendet, um eine Suche bis zur Gegenwart anzuzeigen. Es ergaben sich insgesamt n = 55 initiale Suchergebnisse.
Auswahlprozess
Vor der Literaturrecherche wurden Ein- und Ausschlusskriterien definiert. Folgende Einschlusskriterien wurden festgelegt: Originalien, Fokus auf Knochenmarksinfiltration beim Multiplen Myelom und Einsatz spektraler CT-Techniken. Primäre Ausschlusskriterien waren: Preprints, Übersichtsartikel, Artikel ohne verfügbare englischsprachige Volltextversion oder Artikel mit anderweitigen Fragestellungen (z.B. mit Augenmerk auf einem Strahlendosisvergleich oder Fokus auf Frakturdetektion beim Myelom). Alle Suchergebnisse wurden anhand ihrer Titel und Abstracts auf die definierten Ein- und Ausschlusskriterien durch eine Reviewerin (FM) geprüft. Potenziell geeignete Studien wurden in einer zweiten Iteration anhand der Volltexte hinsichtlich ihrer Eignung validiert. Übersichtsartikel aus der Primärsuche wurden nicht eingeschlossen (n = 6), jedoch basierend auf Volltexten und Quellen auf weitere potenziell geeignete Studien überprüft. Die Studienauswahl wurde von einer zweiten unabhängigen Reviewerin (IM) bestätigt. Der Selektionsprozess ist als Flowchart in [Abb. 1] dargestellt.
Bewertung der Studienqualität und eines möglichen Bias
Die Qualität sämtlicher eingeschlossener Studien wurde anhand des QUADAS-2 Fragenkatalogs bewertet (Quality Assessment of Diagnostic Accuracy Studies) [12] (Anhang, Tabelle 2). Mit Hilfe von QUADAS-2 werden das Ausmaß einer möglichen Verzerrung von Studienergebnissen und die Anwendbarkeit der Studienergebnisse für die Reviewfrage anhand von vier Domänen bewertet (Patientenselektion, Indextest, Referenzstandard, Zeitplan des Patientenflusses und der Tests) [12]. Ein Bias hinsichtlich der Studienergebnisse entsteht durch systematische Mängel in der Studienmethodik. Die Evidenz einer Studie kann für die Reviewfrage nur begrenzt anwendbar sein, wenn die Studie bspw. eine andere Patientengruppe evaluiert oder in ihrer Zielsetzung von der Reviewfrage abweicht. Die Bewertung erfolgte durch eine Reviewerin (FM) ohne Verwendung automatisierter Hilfsmittel.
Datensynthese
Aus sämtlichen Studien wurden Publikationsjahr, Studienziele, Kohortendefinition, für die Materialdekomposition relevante CT-Parameter, die Art der Materialdekomposition, Referenztechniken, Messparameter, Statistik und Ergebnisse hinsichtlich der Fragestellungen dieses Artikels durch zwei unabhängige Reviewerinnen (FM, IM) extrahiert. Es ergaben sich keine Datenkonflikte. Studienergebnisse wurden im vorhandenen Format berichtet (absolute Messwerte, ROC AUC-Ergebnisse inklusive 95%-Konfidenzintervallen, Sensitivität, Spezifität, Korrelationskoeffizienten, p-Werte). Diese sind im Detail in [Tab. 1] und [Tab. 2] aufgeführt. Weiterhin wurden die Ergebnisse der eingeschlossenen Studien in Textform zusammengefasst. Dafür erfolgte eine studienübergreifende Gruppierung der Ergebnisse nach der am häufigsten genutzten Technik der Calciumsubtraktion (VNCa), der Anwendung spektraler Techniken zur Detektion einer Knochenmarksinfiltration und zur Eignung spektraler Techniken zur Differenzierung verschiedener Infiltrationsmuster. Von der Durchführung einer Metanalyse wurde aufgrund der Heterogenität der evaluierten spektralen Techniken abgesehen. Entsprechend entfielen eine Datenkonversion und uneinheitliche oder fehlende Ergebnisvariablen waren nicht von Relevanz.
Ergebnisse
Studienübersicht
Final eingeschlossen wurden n = 15 Studien ([Abb. 1]), die zwischen 2015 und 2024 publiziert wurden. Die Mehrheit der Arbeiten nutzte Dual-Source CT-Techniken (10/15). Zwei Untersuchungen verwandten Fast-kVp-Switching CT und drei Dual-Layer Detektor Spektral-CT. Während die untersuchten Körperregionen variierten, beinhalteten sämtliche Studien Messungen innerhalb der Wirbelsäule. Mit Abstand am häufigsten wurde der Nutzen von Abschwächungswerten in Hounsfield-Einheiten (HU) nach VNCa evaluiert (10/15). Seltener fanden Materialdichtekarten für Kalk, Hydroxyapatit, Fett und Wasser Anwendung (insgesamt 4/15) oder HU-Werte auf monoergetischen Karten (jeweils 70 keV, 3/15). Eine Studie inkludierte überdies Karten der Ordnungszahl (Z-Effektiv). Zwei Studien fokussierten sich auf den Nutzen von Radiomicsanalysen von VNCa-Karten. Eine grafische Zusammenfassung der Studiencharakteristika und ihrer Ergebnisse findet sich in [Abb. 2], Details zur Zielsetzung, Studienmethodik sowie den zentralen Ergebnissen in [Tab. 1] und [Tab. 2].
Bewertung der Studienqualität und eines möglichen Bias
Die 10 Studien zur Anwendung der VNCa zeigten ein überwiegend niedriges Verzerrtheitsrisiko hinsichtlich der Studienergebnisse (28/40 Bewertungen „niedriges Risiko“, neun „hohes Risiko“, drei „unklar“) sowie durchgehend gute Anwendbarkeit bezüglich der Reviewfrage (30/30 Bewertungen). In den vier Studien, die Materialdichtekarten einsetzten, wurde das Verzerrtheitsrisiko in 10 von 16 Domänen als „niedriges Risiko“ eingeschätzt, in fünf als „hohes Risiko“ und in einer als „unklar“. Bedenken hinsichtlich der Anwendbarkeit für die Reviewfragestellung waren in allen Fällen gering. Ebenso für die drei Studien zum Nutzen monoenergetischer HU-Werte (Verzerrtheitsrisiko der Ergebnisse in neun Domänen „niedriges Risiko“, drei „hohes Risiko“; Bedenken zur Anwendbarkeit durchgehend gering). Details der Auswertungen für sämtliche Studien sind im Anhang, Tabelle 2 aufgeführt sowie grafisch im Anhang, Abbildung 1 dargestellt.
Detektion einer Knochenmarksinfiltration mittels Calciumsubtraktion (VNCa)
HU-Werte in der VNCa sind in der Lage, eine Knochenmarksinfiltration beim Multiplen Myelom zu detektieren [13] [14] [15]. Sie sind darin HU-Werten in der konventionellen CT deutlich überlegen [14] [16] [17]. So demonstrierten u.a. Kosmala et al. eine Sensitivität von 52,0% und Spezifität von 84,7% für reguläre HU-Werte und eine Sensitivität von 93,3% und Spezifität von 92,4% für VNCa HU-Werte [17].
Da der Unterschied beider Techniken in der Calciumsubtraktion besteht, ist die Überlegenheit der VNCa HU-Werte insbesondere gegeben, wenn es sich um nicht osteolytische Läsionen handelt (VNCa HU: AUC = 0,932; reguläre HU: AUC = 0,577) [18]. Auch in osteolytischen Läsionen können die VNCa HU-Werte gegenüber der konventionellen CT jedoch zusätzliche Informationen zur Krankheitsaktivität bieten (Differenzierung aktive vs. inaktive Erkrankung AUC 0,823 (95%-KI 0,739–0,907); p<0,001 [14]. VNCa HU-Werte und damit geeignete Cut-off Werte zur Festlegung einer Knochenmarksinfiltration innerhalb einer Messregion variieren zwischen anatomischen Regionen, bspw. der Hals-, Brust- und Lendenwirbelsäule [16]. Allerdings kann die Definition von Cut-off-Werten sich dennoch lohnen, da eine quantitative einer visuellen Einschätzung überlegen scheint [14] [17]. Die Ergebnisse zur Detektion einer Knochenmarksinfiltration für 70 keV monoenergetische Karten sind hingegen insuffizient (AUC = 0,427; Sensitivität 60,3%; Spezifität 27,5%) [19]. Die Eignung von VNCa HU-Werten ist insbesondere zur Detektion einer Infiltration gegenüber fettigem Knochenmark gegeben (für einen Cut-off von -25,85 HU: AUC = 0,997; Sensitivität 99,5%; Spezifität 96,3%) [20]. Gegenüber rotem Knochenmark sinkt bei moderater statt schwerer Infiltration insbesondere die Sensitivität von 70,9% (Spezifität 78,9%) auf 31% (Spezifität 93,9%) [20].
HU-Werte auf VNCa-Bildern korrelieren für einen Calciumsubtraktionsindex von 75−95% mit den Werten des Apparenten Diffusionskoeffizienten (ADC) in der MRT (r = 0,342–0,612; p<0,05) [13].
Detektion einer Knochenmarksinfiltration mittels Materialdichtekarten
Materialdichtekarten wurden abhängig von den Basismaterialien der Dekomposition für Calcium, Hydroxyapatit, Fett und Wasser untersucht. Dabei scheinen Materialdichtekarten prinzipiell gut geeignet, um eine Knochenmarksinfiltration zu detektieren. So zeigten Hu et al., die u.a. reguläre HU-Werte, VNCa HU-Werte, 70 keV HU-Werte und Ordnungszahlkarten (Z-Effektiv) untersuchten, insbesondere für Fettmaterialdichtekarten eine hohe diagnostische Leistung (AUC = 0,846 (95%-KI 80,4–88,3%); Sensitivität 62%; Spezifität 93%) [21]. Chen et al. demonstrierten eine Abhängigkeit der diagnostischen Leistung primär vom dichten Material in der Dekomposition (AUC Hydroxyapatit: 0,874 (95%-KI 0,800–0,949) vs. Calcium: 0,737 (95%-KI 0,630–0,844)) [15]. In Regressionsmodellen mit Kombination der Werte verschiedener Materialdichtekarten war die diagnostische Leistung sowohl für Calcium und Wasser gut (AUC = 0,856 (95%-KI 0,814–0,891); Sensitivität 84%; Spezifität 77%) als auch für Hypdroxyaptit und Fett (AUC = 0,850 (95%-KI 0,807–0,886); Sensitivität 79%; Spezifität 81%) [21]. Auch Jiang et al. gaben an, anhand von Fettmaterialdichtekarten eine Knochenmarksinfiltration selbst bei Fehlen eines konventionell CT-graphisch sichtbaren Knochenbefalls identifizieren zu können (auf Höhe von Lendenwirbelkörper 2–5: AUC = 0,837; Sensitivität 80%; Spezifität 82,4%) [19].
Wertigkeit spektraler CT-Techniken für die Differenzierung von Knochenmarksinfiltrationsmustern
Es werden fünf verschiedene Knochenmarksinfiltrationsmuster unterschieden: Infiltration mit normalem Erscheinungsbild des Knochenmarks, homogen diffuse Infiltration, fokale Infiltration, gemischt diffuse und fokale Infiltration sowie das „salt and pepper“-Muster [22]. Thomas et al., Kosmala et al. und Brandelik et al. demonstrierten die Eignung von VNCa HU-Werten zur Differenzierung solcher Knochenmarksinfiltrationsmuster [18] [23] [24]. Auch für die Differenzierung von Infiltrationsmustern zeigten Chen et al. die Eignung von Materialdichtekarten und eine potenzielle Überlegenheit von Hydroxyapatit- gegenüber Calciumdichtekarten (AUC diffuse Infiltration vs. fokale Infiltration: Hydroxyapatit 0,809 (95%-KI 0,654–0,964) vs. Calcium 0,736 (95%-KI 0,566–0,907)) [15]. Für die Fettdichte- und Ordnungszahlkarten (Z-Effektiv) bestanden jeweils signifikante Unterschiede zwischen sämtlichen Knochenmarksinfiltrationsmustern in der Studie von Hu et al. [21]. Auch eine Knochenmarksinfiltration mit normalem Erscheinungsbild konnte so differenziert werden [21]. Für ein Regressionsmodell, das Materialdichtewerte für Calcium und Wasser kombinierte, wurde eine diagnostische Leistung äquivalent zur MRT ADC angegeben, wobei kritisch anzumerken ist, dass das genannte Konfidenzintervall für die CT den AUC-Wert nicht einschließt (CT AUC = 0,951 (95%-KI 0,905–0,932); Sensitivität 90,5%; Spezifität 93,3%; ADC AUC = 0,954 (95%-KI 0,842–0,884); Sensitivität 90,5%; Spezifität 95,2%). Entsprechend ist die Plausibilität der Ergebnisse zu hinterfragen.
Nutzen spektraler CT-Parameter als bildgebende Biomarker beim Multiplen Myelom
VNCa HU-Werte scheinen als bildgebende Biomarker mit Tumorrisikoprofilen assoziiert [13] und korrelieren mit serologischen Biomarkern, z.B. der Plasmazellinfiltration (r = 0,79; p < 0,001) [25] oder dem Leichtketten-Ratio als Maß der Aktivität der Erkrankung (Prädiktion Leichtketten-Ratio 0,876 (0,736−0,958)) [13]. Auch die Prädiktion eines Therapieansprechens lokaler ossärer Läsionen nach Bestrahlung über höhere HU-Werte in Läsionen, die kein Ansprechen aufwiesen, konnte gezeigt werden, wobei dies für die VNCa evidenter ausfiel als für reguläre HU-Werte (durchschnittliche Differenz zwischen ansprechenden und nicht ansprechenden Läsionen in der VNCa: 59,5 HU; regulär: 25,5 HU) [26]. Auch hier war der Vorteil der VNCa zur Detektion von bestrahlen Läsionen insbesondere für Läsionen mit hohem Calciumgehalt gegeben (AUC 0,96 (0,91–1,00)) [26]. In Radiomicsanalysen von VNCa Karten konnten Texturparameter mit prädiktivem Mehrwert für den Krankheitsverlauf identifiziert werden [10] [27].
Diskussion
Unser systematisches Literaturreview untersuchte die Anwendung spektraler CT-Techniken für die Detektion und Charakterisierung einer Knochenmarksinfiltration bei Multiplem Myelom.
Insgesamt wurden 15 Studien eingeschlossen, die zeigten, dass:
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Spektrale CT-Techniken die Differenzierung zwischen gesundem und infiltriertem Knochenmark im Vergleich zur regulären CT signifikant verbessern. So zeigten sich die besonders häufig evaluierte virtuelle Calciumsuppression (VNCa) und auch Materialdichtekarten, sowohl dichter Materialien wie Calcium und Hydroxyapatit als auch wenig dichter Materialien wie Fett, als diagnostisch wertvoll.
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Spektrale CT-Techniken die Differenzierung der unterschiedlichen Infiltrationsmuster des Multiplen Myeloms ermöglichen. Sowohl die VNCa als auch Materialdichtekarten sind hilfreich für die Differenzierung der Infiltrationsmuster des Multiplen Myeloms. Die einzige Studie, die auch Ordnungszahlkarten untersuchte, zeigte für diese ebenfalls relevante Unterschiede zwischen den verschiedenen Infiltrationsmustern.
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Spektrale CT-Parameter Potenzial haben, als bildgebende Biomarker für die Tumoraktivität, das Tumorriskoprofil und das Therapieansprechen zu dienen. So korrelierten VNCa-Werte stark mit klinischen Parametern wie der Plasmazellinfiltration und ermöglichten die Differenzierung von Hochrisikopatienten. Auch für Texturparameter (Radiomics) wurde eine prädiktive Relevanz demonstriert.
Einordnung der Ergebnisse
Es ist einschränkend zu berücksichtigen, dass in der Studienberichterstattung teilweise auch schwache Korrelationen positiv bewertet wurden. Darüber hinaus war die Zahl der Studien je untersuchtem Parameter sehr heterogen. Da die Mehrheit der Studien VNCa-Daten untersuchte (10/15), ist die Validität diesbezüglicher Ergebnisse als repräsentativer einzuschätzen. Auch Calcium- und Hydroxyapatitkarten fanden mehrfach Anwendung (4/15). Hingegen evaluierte nur eine Minderheit der Studien Ordnungszahlkarten (1/15) oder Radiomics (2/15). Deren positive Bewertung zur Detektion einer Knochenmarksinfiltration, Differenzierung der Infiltrationsmuster und prädiktiven Relevanz ist entsprechend zunächst unter Vorbehalt zu reflektieren.
Hinsichtlich der klinischen Anwendung der Studienergebnisse ist kritisch zu berücksichtigen, dass obwohl die erste der eingeschlossenen Studien aus dem Jahr 2015 stammt, die Translation in den klinischen Alltag weiterhin vor zentralen Herausforderungen steht. So erfordern spektrale Analysen des Knochenmarks käuflich zu erwerbende Softwarelösungen für eine Direktintegration in das PACS-System (z.B. Spectral Magic Glass, Philips) oder den separaten Login in eine herstellerspezifische Software zur spektralen Analyse (z.B. Syngo.via, Siemens Healthineers). In diesen muss die Untersuchung aufgerufen, ggf. noch aktiv eingeladen werden, das korrekte Tool angewendet und die Ergebnisse zur Dokumentation in das PACS-System geschickt werden. Zudem beruhen zahlreiche Studien auf zeitaufwendigen Methodiken wie der Vermessung von HU/Materialdichtewerten einzelner Läsionen. Die hierfür notwendige Zeit ist in der klinischen Routine i.d.R. nicht vorhanden. Überdies nutzen die eingeschlossenen Studien anteilig Materialdichtekarten, wie sie herstellerseits nicht standardmäßig angeboten werden. Hinzu kommt die notwendige Erfahrung für die Interpretation der spektralen Karten. In Fällen gering ausgeprägter Knochenmarksinfiltration bei überwiegend rotem Knochenmark ist die Sensitivität der spektralen CT überdies eingeschränkt [13]. Entsprechend ist trotz der laut den eingeschlossenen Studien gegebenen suffizienten Sensitivität und Spezifität der Spektral-CT für die Knochenmarksanalyse des Multiplen Myeloms nicht davon auszugehen, dass diese die MRT ersetzen wird.
Die Spektral-CT kann jedoch wertvolle zusätzliche Informationen in klinisch indizierten CT-Untersuchungen bieten. Die Kombination aus qualitativ hochwertigen Bildern und quantitativen Parametern macht sie zu einer vielversprechenden Ergänzung bisheriger Methoden. Bei MRT-Kontraindikationen oder eingeschränkter Verfügbarkeit einer MRT kann sie eine zeiteffiziente Alternative darstellen.
Limitationen der eingeschlossenen Studien
Zur weiteren Einordnung der Studienergebnisse sollten Limitationen der eingeschlossenen Arbeiten berücksichtigt werden. So war in Studien, die histologische Analysen als Referenz einer Plasmazellinfiltration verwendeten, die Histologie lediglich für eine Subgruppe der Kohorte vorliegend [10] [25]. Generell war die Kohortengröße der Arbeiten mit maximal n=110, jedoch im Median n=35 Patienten gering. Um die Ergebnisse insbesondere hinsichtlich der diagnostischen Genauigkeit gegenüber der MRT zu validieren, wären Studien mit größeren Kohorten notwendig. Es sollten Subgruppen für die verschiedenen Spektral-CT-Scannertypen (Dual-Source-, Dual-Layer-Detektor etc.) eingeschlossen werden, um die Robustheit der Ergebnisse zu evaluieren. Ebenfalls limitierend ist die fehlende Standardisierung der Materialdekompositionsansätze. So erschweren die unterschiedlichen Methodiken (bspw. Zwei- vs. Drei-Materialdekomposition; Calcium vs. Hydroxyapatit als dichte Materialien) die Vergleichbarkeit der Studien. Internationale Konsensusempfehlungen zur Harmonisierung der Methoden könnten die klinische Anwendbarkeit stärken.
Auch longitudinale Analysen insbesondere hinsichtlich der in Einzelfällen demonstrierten [10] [27] prädiktiven Wertigkeit der spektralen CT-Parameter sind notwendig.
Hinsichtlich der Studien von Kosmala et al. ist zu berücksichtigen, dass es sich um überlappende Patientenkohorten handelt. So publizierten die Autoren zur Eignung der VNCa zur Detektion einer Knochenmarksinfiltration eine Kohorte von n=34 Patienten 2018 in Radiology [17] sowie basierend auf dieser eine um n=19 Patienten erweiterte Kohorte zur Eignung der VNCa zwecks Differenzierung verschiedener Infiltrationsmuster 2018 in European Radiology [23].
Limitationen dieses Literaturreviews
Nicht untersucht wurde in diesem Review ein potenzieller Nutzen spektraler CT-Techniken für die Beurteilung extramedullärer Myelommanifestationen. So wäre bspw. die Detektion eines Therapieansprechens über Iodquantifizierung von extramedullären Manifestationen denkbar. Die Literaturrecherche erfolgte mit PubMed über lediglich eine, wenn auch führende, biomedizinische Datenbank. Dieser Artikel beinhaltet überdies keinen quantitativen Vergleich der Studienergebnisse im Sinne einer Metaanalyse.
Ausblick auf neue Techniken und weitere Krankheitsbilder
Eine ebenfalls inhärent spektrale Daten generierende Technik stellt die Photon-Counting-CT dar, in der über definierte Signalschwellenwerte hoch- und niedrigenergetische Photonen differenziert werden können [28]. Zur Anwendung der Photon-Counting-CT beim Multiplen Myelom fanden sich vereinzelt Studien, die sich jedoch auf die Detektion von Osteolysen, die Beurteilung der Bildqualität oder das Signal-zu-Rausch-Verhältnis fokussierten [29] [30]. Es konnten keine Studien identifiziert werden, die die Photon-Counting-CT zur Beurteilung einer Knochenmarksinfiltration verwendeten. Weiterhin wandte keine der Studien eine Split-Filter-CT oder sequenzielle Akquise mit hoher und niedriger Röhrenspannung zur Generierung spektraler Daten an, wobei letztere aufgrund des zeitlichen Versatzes der Datenakquise mit konsekutiven Bewegungsartefakten gegenüber den restlichen spektralen CT-Techniken (Rapid-kV-Switching, Split-Filter, Dual-Source-, Dual-Layer-Detektor, Photon-Counting) in ihrer klinischen Relevanz auch als nachrangig einzustufen ist.
Nebst des Ansatzes MRT-Untersuchungen des Knochenmarks beim Multiplen Myelom durch spektrale CT-Techniken zu ersetzen, könnte auch die umgekehrte Option, die Darstellung der mineralisierten Knochensubstanz durch synthetische CT in der MRT zu ersetzen [31] [32], ein denkbares Forschungsfeld darstellen. Zukünftige Forschung sollte sich daher nicht nur auf die Anwendung des Entwicklungspotenzials einzelner Modalitäten konzentrieren, sondern auf die ganzheitliche Evaluation von Vor- und Nachteilen der zur Verfügung stehenden bildgebenden Techniken für das Krankheitsbild des Multiplen Myeloms.
Während dieses Review sich auf die Anwendung der spektralen CT für die Knochenmarksanalyse beim Multiplen Myelom fokussiert, existieren auch Arbeiten über den Nutzen der Spektral-CT zur Detektion anderer maligner Läsionen des Knochenmarks wie Metastasen [33], oder zur Differenzierung von bspw. osteoblastischen Metastasen gegenüber Osteomen [34].
Fazit
Unsere systematische Literaturübersicht zeigt, dass spektrale CT-Techniken eine vielversprechende Ergänzung zur konventionellen CT-Bildgebung beim Multiplen Myelom darstellen. Die Fähigkeit, differenzierte und quantitative Informationen zu liefern, könnte die Diagnostik und Therapieüberwachung vereinfachen. Zukünftige Studien sollten sich auf multizentrische Analysen in größeren Kohorten fokussieren und verschiedene Gerätetypen und Gerätehersteller inkludieren, um das Potenzial der Spektral-CT insbesondere auch im Vergleich zur MRT zu validieren. Weiterhin bedarf es eines Konsensus hinsichtlich der idealerweise zu verwendenden spektralen Parameter und eines vereinfachten Workflows für spektrale Analysen, um diese erfolgreich in die klinische Praxis zu implementieren.
Interessenkonflikt
G.M. Campbell ist als Clinical Scientist bei Philips GmbH Market DACH tätig. Die restlichen Autorinnen/Autoren geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht. Die Analyse der Literaturergebnisse erfolgte durch die unabhängigen Autorinnen.
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Publication History
Received: 12 February 2025
Accepted after revision: 22 May 2025
Article published online:
23 July 2025
© 2025. Thieme. All rights reserved.
Georg Thieme Verlag KG
Oswald-Hesse-Straße 50, 70469 Stuttgart, Germany
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