Interstitiële longziekten radiologische-pathologische correlatie

Ieneke Hartmann, radiologie Michael den Bakker, pathologie Maasstad Ziekenhuis

Nascholing Nederlandse Vereniging voor Pathologie 8 november 2013

1

Disclosures

Geen

2

Radiologische-pathologische correlatie

1. Anatomie / histologie

2. Radiologische benadering

3. Casus - voorbeelden

3

Pulmonale lobulus (Secundaire) pulmonale lobulus (SPL) • Kleinste anatomische eenheid • 1-2 cm, deels omgeven door septae • Vanuit één terminale bronchiolus • 3 – 10 acini • Centraal bronchovasculaire bundel

4

Pulmonale lobulus

Primaire pulmonale lobulus = Acinus • Kleinste functionele eenheid • Vanuit 1 respiratoire bronchiolus • 0,5 – 1cm • 2000 alveoli

5

AFIP, non-neoplastic disorders of the lower respiratory tract. Travis et al.

Long interstitium

6

Collageen

Elastine

(myo)fibroblasten

Macrofagen

Alveolair interstitium

7

Pathologisch interstitium

8

HRCT

Normale HRCT Normale long 9

HRCT en Radiologische patronen

Ieneke Hartmann

10

A practical approach ‘4 pattern approach’

11

Pattern Analysis:

SPL

12

Which part of the SPL is abnormal?

• Centrilobular • Tree-in-bud • Perilymphatic nodules • Random nodules • Panlobular • Intralobular reticular • Interlobular reticular

13

Pattern Analysis Which part of SPL is pathological ?

14 From: Webb et al., High-Resolution CT of the lung

Pattern Analysis: location

15

Pattern Analysis Location

Cranio-caudal dimension ♦ upper vs lower ♦ diffuse ♦ random, patchy

Transverse dimension ♦ peripheral vs central ♦ diffuse ♦ random, patchy ♦ peribronchovascular ♦ gradient

16

Diffuse LAM

Basal, subpleural UIP

Upper zones PLCH 17

4 Pattern Approach

18

Pattern Analysis

What is the predominant pattern?

I - Nodular pattern

II - Reticular pattern

III - Increased parenchymal density

IV - Decreased parenchymal density

19

Unsharp (acinar) Sharp 20

Interstitial perilymphatic

Random perivascular

Centrilobular 21

Sarcoidosis Subacute EAA Miliary TB 22

Coarse reticular Fine reticular 23

Chronic EAA Scleroderma 24

Ground glass Consolidations Crazy paving 25

Subacute EAA OP ARDS / AIP 26

Constrictive bronchiolitis

Courtesy M Prokop

Mosaic Pattern

27

CTEPH 28

BMI > 50 29

What kind of patient? Smoking Typically: RB-ILD, PLCH, DIP Typically not: EAA, (sarcoidosis) Women child-bearing age: LAM Recurrent pneumothoraces: LAM, PLCH Autoimmune diseases: COP, AIP/DAD, NSIP/UIP

Clinical findings

30

Summary Questions to be asked:

What is the predominant pattern? ♦ nodular ♦ reticular ♦ increased density ♦ decreased density

What is the differential diagnosis?

Where is it localized? ♦ SPL : centrilobular, perilymphatic, perivascular ♦ Cranio-caudal : upper vs lower, diffuse, random ♦ Axial : peripheral vs central, diffuse, random

peribronchovascular, gradient

31

Aanpak 1. Systematisch alle componenten beoordelen

– Pleura, bronchus, vaten, alveoli – Samenvatten, integreren, diagnose stellen

2. “Wallpaper matching”

32

Aanpak • Klassieke tekstboeken – diagnose georienteerd

33

Aanpak 3. Patroonherkenning

In essentie combinatie van 1 en 2

34

Aanpak

3. Patroonherkenning

Bijvoorbeeld: Leslie KO, My approach to interstitial lung disease using clinical, radiological and histopathological patterns. J. Clin. Pathol. 2009;62;387-401

35

Aanpak – Leslie • 3 Klinische patronen

• 6 Histopathologische patronen

• 4 Radiologische patronen

Multidisciplinaire diagnose

1. Acuut 2. Subacuut 3. Chronisch

1. Diffuse alveolaire schade 2. Fibrose 3. Celrijke infiltraten 4. Vulling van alveoli 5. Nodulen 6. Weinig / geen histologische afwijkingen

1. Matglas en consolidatie 2. Fibrose 3. Nodule 4. Mosaic / cysten

Toegenomen densiteit

Reticulair

Nodulair

Verminderde densiteit 36

Casuïstiek!

37

Casus 1

• Man, 45 • Kortademig sinds enkele weken • Ambtenaar

38

Casus 1 - HRCT

39

Casus 1 - HRCT

40

Casus 1 - HRCT

EXP

41

Casus 1 - pathologie

Bourke et al. Eur Resp J (2001) 18(suppl 32) 81S-92S 42

Casus 1 Hypersensitiviteit Pneumonie (Extrinsieke Allergische Alveolitis)

Bourke et al. Eur Resp J (2001) 18(suppl 32) 81S-92S

Pathologie • Centrilobulair onsteking

• Slecht gevormde granulomen

• Organiserende pneumonie

Pathologie • Centrilobulair onsteking • Slecht gevormde granulomen • Organiserende pneumonie

Radiologie • Centrilobulaire matglas noduli

• Predominant bovenvelden

• Air trapping

43

Casus 2

• Vrouw, 34 • Toevalsbevinding bij keuring! • Geen klachten

44

Casus 2 - HRCT

45

Casus 2 - HRCT

46

Casus 2 - pathologie

47

Casus 2 Sarcoidose

Pathologie 1. Niet-necrotiserende granulomen

2. Centri-lobulair, paraseptaal,

subpleuraal

3. Fibrose

• Schaumann bodies • Ca oxalaat • Asteroid bodies • Hamazaki-Weesenberg bodies

Radiologie Nodulair patroon: • Scherpe, irregulaire noduli

• 1-10 mm (ms < 3mm)

• Perilymfatische distributie

• Boven-middenvelden

• Parahilair

48

Casus 3

• Vrouw, 66 • Bekend met SLE • Kortademig

49

Casus 3 - HRCT

50

Casus 3 - HRCT

51

Casus 3 - pathologie

52

Casus 3 Non-specific interstitial pneumonia

Pathologie • Diffuse homogene fibrose

• Geen / weinig fibroblast foci

• Zelden honeycombing

Radiologie • Matglas met fijne reticulatie

• Basale longvelden

• Predominant perifeer (± subpleuraal sparen) • Tractie bronchiectasieën

• Honeycombing en consolidatie

niet predominant

53

NSIP • Celrijke, gemengde en fibrotische vorm • Betere prognose tov UIP • Associaties bijv.

– Doorgemaakte DAD – Collageen vasculaire ziekte – Progressieve DIP – Geneesmiddelen – ...

“If my pathologist tells me the

biopsy shows NSIP, then my job has only just begun”

T.E. King

*Kinder et al. AJRCCM (2007) 176:691-697 54

Hypersensitivity

Connective tissue disorder

Idiopathic pulm fibrosis

Smoking related ILD

Post diffuse alveolar damage

Cryptogenic organising pneumonia

Eosinophilic pneumonia Lymphoid interstital

pneumonia

Intra-alveolar organisation

Eosinophils

Bronchiolocentric chronic inflammation

+/- fibrosis Occasional fibroblastic foci,

patchy distribution

Lightly pigmented alveolar

macrophages

Intense interstitial chronic inflammation

Acute respiratory failure / DAD

NSIP

Other anatomic compartments show

features of CTDs

55

Cellulaire vs fibroserende NSIP

56

NSIP - differentiaal diagnose • Celrijke / gemengde vorm

– Extrinsieke allergische alveolitis (EAA) – Lymfocytaire interstitiële pneumonie (LIP) – ...

• Fibrotische vorm – Usual interstitial pneumonia

*Kinder et al. AJRCCM (2007) 176:691-697 57

Casus 4 • Man, 59 • Langzaam progressieve dyspnoe • Ernstige restrictie • Op transplantatie lijst

58

Casus 4 - HRCT

59

Casus 4 - HRCT

60

Casus 4 - HRCT

61

Casus 4 - pathologie

62

Casus 4 Chronische extrinsieke allergische alveolitis

Pathologie • Heterogene fibrose

• Honeycombing

• Fibroblast foci

• “Subtiele” granulomen

• Meer ontsteking dan bij UIP

Radiologie • Matglas en reticulatie (± honeycombing) • Air trapping

• Predominant bovenvelden

• Geografische distributie

63

Chronische Hypersensitiviteit Pneumonie (Extrinsieke Allergische Alveolitis)

Bourke et al. Eur Resp J (2001) 18(suppl 32) 81S-92S 64

Casus 5

• Vrouw, 23 • Dyspnoe

65

Casus 5 - HRCT

66

Casus 5 - pathologie

PAS

Alc Blue

67

Casus 5 - pathologie

68

Casus 5 Alveolaire lipoproteinose

Pathologie • Vulling van alveoli met fijn

granulair materiaal

• Macrofagen

• “interstitium” vrijwel normaal

Radiologie • Crazy paving

• Patchy-geografische distributie

69

Casus 6

• Vrouw, 40 • Dyspnoe

70

Casus 6 - HRCT

71

Casus 6 - pathologie

72

Casus 6 Desquamatieve interstitiële pneumonie (DIP)

Pathologie • Diffuse vulling van alveoli met

macrofagen

• Oranje-bruin pigment

• Milde interstitiële fibrose

Radiologie • Matglas

• Diffuus, geografisch

• Predominant perifeer (60%) en

ondervelden (75%)

• Fibrose (50%) niet predominant

• Ongewoon: cysten

73

Desquamatieve Interstitiële Pneumonie

• Niet “interstitieel” • Niet desquamatief Dd. (of in spectrum van!):

Respiratoire bronchiolitis – interstitiële longziekte (RB-ILD) “smoking related interstitial lung disease” (SR-ILD)

74

DIP – RB-ILD • Roken:

– RB-ILD 100% – DIP 60-85%

• DIP vs RB-ILD

– eosinofielen↑ – folliculaire hyperplasie ↑ – fibrose ↑

• Histologisch geen verschil van • DIP bij rokers en niet-rokers

Craig PJ et al. Histopathology (2004) 45:275-82 Ryu et al Chest (2005)127:178-184

75

DIP – dd. • RB-ILD • DIP-like reaction in bijv. UIP • Drugs, amiodarone • Stapelingsziekte • Infectie

Craig PJ et al. Histopathology (2004) 45:275-82 Ryu et al Chest (2005)127:178-184

76

Casus 7

• Man, 41 • Toenemend kortademig

77

Casus 7 - HRCT

78

Casus 7 - pathologie

79

Casus 7 - pathologie

80

Casus 7 Organiserende pneumonie

Pathologie • Fibrose in alveoli en bronchioli

en in het interstitium

• Aspect van granulatieweefsel

• Matig dicht chronisch ontstekingsinfiltraat

Radiologie • Consolidatie met scherpe

demarcatie

• Luchtbronchogram

• ± matglas

• Peri-bronchovasculair of perifeer

• Sparen van de secundaire lobulus

81

Organiserende Pneumonie

• Granulatieweefsel + diffuse ontsteking + fibrose in bronchioli en alveoli

• Frequente bijbevinding bij scala van (long)ziekten • Indien oorzaak onbekend:

– Cryptogene organiserende pneumonie (COP)

Epler Arch Int Med (2001) 161:158-164 82

Organiserende Pneumonie • Reageert prompt op steroiden • Zelden snelle progressie naar “echte” fibrose • Dd.:

– Organiserende fase van “Acute Interstitiële Pneumonie” – Acute fibroserende organiserende pneumonie (AFOP)

83

Casus 8 • Vrouw, 37 • Toenemend kortademig • Obstructieve longstoornis • Recidiverende pneumothorax

84

Casus 8 - HRCT

85

Casus 8 – HRCT, dd.

86

Casus 8 - pathologie

88

Casus 8 - pathologie

desmine HMB45

PR

89

Casus 8 Lymfangioleiomyomatose

Pathologie • Emfysemateus longweefsel

• Septa wisselend breed

• “Gladde spiercellen” met

melanocytaire kenmerken

Radiologie • Uniforme, dunwandie cysten

• Homogene distributie

• Geen nodulen, geen destructie

90

Casus 8 desmine HMB45

LAM

LAM

Emfyseem

91

Spontane pneumothorax

• LCH • LAM • LDJM • BHD

92

Casus 9 • Vrouw, 55 • Toenemend kortademig • Restrictieve longstoornis • Bekend met Sjögren

93

Casus 9 - HRCT

94

Casus 9 - pathologie

95

Casus 9 Lymfocytaire interstitiële pneumonie

Pathologie • Diffuus septaal kleincellig

lymfocytair inflitraat

• +plasmacellen, plasmacytoide lymfo’s, histiocyten

• Sporadisch kiemcentrum

Radiologie • Diffuus matglas

• Cysten met interne structuren

• Onscherp begrense

centrilobulaire noduli

• Verdikking intralobulaire septa en bronchovasculaire bundels

97

Casus 10

• Man, 66 • Toenemend kortademig • Restrictieve longstoornis

98

Casus 10 - HRCT

99

Casus 10 - HRCT

100

Casus 10 - HRCT

101

Casus 10 - pathologie

102

Casus 10 - pathologie

103

Casus 10 Usual Interstitial Pneumonia

Pathologie • Heterogene fibrose

• Typische verdeling, subpleuraal,

pareseptaal, basaal>apicaal

• “dens” litteken-achtig

• Honeycombing

• “jong” – fibroblast focus

• Weinig ontsteking

Radiologie • Honeycombing

• Tractiebronchiectasieën

• Bilateraal, subpleuraal en

basaal

• Matglas niet predominant

• Architectuurverstoring

• Geen nodulen

104

Usual Interstitial Pneumonia

105

Pathologische diagnose Interobserver variation between pathologists in diffuse parenchymal lung disease. (n=83 patients). Nicholson et al., Thorax 2004 [<0.4 = poor, 0.4-0.6 = satisfactory, 0.6-0.8 = good, >0.8 = excellent]

DIAGNOSIS WEIGHTED KAPPA (final)

UIP 0.59

NSIP 0.40

OP 0.70

EAA 0.47

SARCOID 0.75

106

Radiologische diagnose

Auteur Jl - jaar Subject Kappa

Watadani et al. Radiology 2013 CT assessment of honeycombing in the lungs

0.77-0.96

Silva et al. Radiology 2008 Chronic EAA vs IPF & NSIP 0.77-0.96

Johkoh et al. Radiology 2002 NSIP 0.7-1.0

Aaløkken TM et al. Acta Radiol 2012 UIP 0.76

Arakawa et al. Am J Roentgenol 2001 OP vs Eos pneumonia 0.55-0.65

107

Idiopathic Interstitial Pneumonia The value of a multidisciplinary approach

• 39 patiënten • Stapsgewijs beoordelen van data (HRCT, kliniek, biopt)

– Longartsen – Radiologen – Pathologen

• Agreement (kappa)

Flaherty et al. AJRCCM (2007) 175: 1060-1060 Flaherty et al. AJRCCM (2004) 170: 904-910

108

Flaherty et al. AJRCCM (2007)

109

…the historical “gold standard” of histologic

diagnosis was replaced by a “dynamic integrated

approach” using multidisciplinary discussion (MDD).

110

111