European Radiology:APTw直方图分析预测直肠腺癌管壁外静脉浸润的初步研究
2023-05-06 shaosai MedSci原创 发表于上海
直方图是一种一阶统计方法，用于测量单个像素值的属性。与传统ROI方法得到的平均值相比，直方图分析提供了更多关于肿瘤异质性的参数。
结直肠癌是全世界范围内的第三大常见癌症，其中直肠癌（RC）占30-35%。管壁外静脉浸润（EMVI）是指肿瘤细胞侵入位于固有肌层以外的血管，是RC患者肿瘤学预后较差的独立因素。欧洲肿瘤内科学会（ESMO）和美国放射肿瘤学会（ASTRO）指南推荐对磁共振（MR）检测到EMVI阳性的患者进行新辅助治疗。相反，不存在MR-EMVI有利于患者选择初级手术。此外，新辅助治疗后，MR-EMVI的消退与肿瘤学结果的改善有关。考虑到EMVI在RC病程和治疗中的关键作用，美国国家综合癌症网络（NCCN）临床实践指南建议，在新辅助治疗前后的患者盆腔MR成像报告中描述EMVI状态。
尽管手术后的病理标本是EMVI的金标准，但高分辨率MRI的最新进展允许对EMVI进行术前无创评估。MR-EMVI的评估主要基于以下因素：血管口径、血管边界和血管的信号强度变化。然而，准确的评价在很大程度上取决于图像质量和放射科医生的个人经验，并且有一个很宽的灵敏度范围（0.28-0.90）。此外，小于3毫米的血管经常需要在术后进行病理检查以明确诊断。现阶段，弥散加权成像（DWI）广泛用于术前评估EMVI，特别是区分放射后引起的纤维化和EMVI。然而，临床上对于DWI作为评估EMVI补充的相关结论仍有争议。
最近，酰胺质子转移加权（APTw）成像已被应用于各种肿瘤的精确诊断和区分。APTw成像是基于化学交换饱和转移过程，其信号强度（SI）主要来源于大量水和内源性移动蛋白质和肽之间的质子交换。此外，组织pH值、T1弛豫时间和局部环境温度都会影响APTw-SI。以前的研究表明，恶性、高等级或高细胞增殖的肿瘤通常表现出较高的APTw-SI值。因此，APTw-SI的增加可以作为肿瘤细胞增殖或异常蛋白合成的影像生物标志物。最近有关RC的研究表明，APTw成像有助于预测组织病理学等级和新辅助化疗的治疗反应，并评估EMVI状态，但研究结果存在较大差异。
直方图是一种一阶统计方法，用于测量单个像素值的属性。与传统ROI方法得到的平均值相比，直方图分析提供了更多关于肿瘤异质性的参数。研究表明，基于MR的多参数直方图指标与直肠癌的预后因素相关，并被证明有助于预测淋巴结受累和转移，以及评估新辅助治疗的治疗反应。然而据我们所知，没有研究探讨过直方图方法在评估RC中EMVI受累的价值。
近日，发表在European Radiology杂志的一项研究评估了APTw衍生的全肿瘤直方图分析参数在预测RC的pEMVI阳性状态方面的价值。
本项研究对125名RA患者（平均61.4±11.6岁）的术前MR（包括APTw成像）进行了回顾性分析。两位放射科医生根据基于MR的改良5分制系统和常规MR图像对每个病例的EMVI状态进行了审查。原发性肿瘤的APTw直方图参数是利用整个肿瘤体积直方图分析自动获得的。使用单变量和多变量逻辑回归分析评估了与pEMVI阳性状态明显相关的独立风险因素，并通过接收器操作特征曲线（ROC）分析来评估诊断效果。
单变量分析表明，MR-肿瘤（T）期、MR-淋巴结（N）期、APTw-10%、APTw-90%、四分位数范围、APTw-最小值、APTw-最大值、APTw-平均值、APTw-中值、熵、峰度、平均绝对偏差（MAD）和稳健MAD与pEMVI阳性状态显著相关（所有P<0.05）。多变量分析表明，MR-T期（OR=4.864，p=0.018）、MR-N期（OR=4.967，p=0.029）、四分位数范围（OR=0.892，p=0.037），APT最小值（OR=1. 046，p = 0.031）、熵（OR = 11.604，p = 0.006）和峰度（OR = 1.505，p = 0.007）是能够预测pEMVI阳性状态的独立风险因素。传统MRI评估、APTw直方图模型和联合模型（包括APTw直方图和临床变量）的诊断能力AUC分别为0.785、0.853和0.918。综合模型的表现优于APTw直方图模型（P = 0.013）和传统的MRI评估（P = 0.006）。
图 一名59岁的男性，病理证实为EMVI阴性，术前接受了盆腔MR扫描。高分辨率T2加权MR图像（A）显示直肠肿块信号略低，血管正常口径腔内无肿瘤信号（MR-EMVI-阴性）。APT源（B）和APT重量（APTw）图像（C）显示直肠肿块的APT信号强度轻度增加（APTw-均值1.237）。柱状图参数（D）如下：APTw-最小值0.763，峰度3.985，熵0.916，四分位数范围0.210
本项研究表明，APTw直方图分析代表了可预测RA的pEMVI阳性状态的一个有价值的非侵入性工具。
原文出处：
Weicui Chen,Guoqing Liu,Jialiang Chen,et al.Whole-tumor amide proton transfer-weighted imaging histogram analysis to predict pathological extramural venous invasion in rectal adenocarcinoma: a preliminary study.DOI:10.1007/s00330-023-09418-1
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