European Radiology:ADC图纹理特征在预测浸润性膀胱癌放化疗反应中的作用

2022-02-17 shaosai MedSci原创

根治性膀胱切除术是肌层浸润性膀胱癌(MIBC)患者的标准疗法。然而,这种手术的围手术期并发症的风险很大,由于其需要尿路改道,因此会影响患者的生活质量。

根治性膀胱切除术是肌层浸润性膀胱癌(MIBC)患者的标准疗法。然而,这种手术的围手术期并发症的风险很大,由于需要尿路改道,因此影响患者的生活质量。为了克服这些问题,最近的指南推荐多模式膀胱治疗作为MIBC患者的替代方法。这种替代治疗一般包括经尿道切除术(TUR)、化疗和放疗,其中化疗(CRT)的反应是决定肿瘤治疗结果的关键因素。因此,准确预测CRT反应对于选择良好的保留膀胱治疗适应症至关重要

在目前的膀胱癌临床实践中,磁共振成像(MRI)成为局部区域分期和评估治疗反应的重要成像工具。MRI的弥散加权成像(DWI)是一种功能性成像技术,可以显示组织中水分子的扩散运动程度。据报道,在膀胱癌中,表观扩散系数(ADC)值是DWI信号的定量测量,与Ki-67标记指数相关;此外,ADC值较低的肿瘤对CRT的反应更好。然而,达到完全反应(CR)的患者和没有达到CR的患者有一定的重叠,因此限制了其预测CRT敏感性的能力。

最近,纹理分析(TA)已广泛应用在各种恶性肿瘤的定性评估中。TA可以从数字医学图像中提取客观纹理特征(TFs),其数值可用于临床决策支持,提供更好的诊断、预后和预测准确性。然而据我们所知,尚未有研究评估TA在预测MIBC的CRT敏感性方面的能力

近日,发表在European Radiology杂志的一项研究探讨留ADC图的TFs在预测MIBC的CRT反应方面的作用为膀胱癌治疗方案的准确制定及预后预测提供了有价值的参考依据

本项研究回顾了45名MIBC患者,每位患者均在CRT后接受了膀胱切除术。CRT反应是通过对膀胱切除标本进行组织学评估。两位放射科医生在治疗前1.5T MRI的ADC图上确定了病变的感兴趣区,并使用LIFEx软件进行TA分析。根据其对预测CRT敏感性的贡献,选择了46个纹理特征(TFs)。为了评估诊断性能,使用随机森林(RF)和支持向量机(SVM)分别从选定的TFs创建了诊断模型。 

23名患者对CRT达到病理完全反应(pCR)。特征选择确定了第一四分位数ADC(Q1 ADC)、灰度共现矩阵(GLCM)相关性和GLCM同质性对预测CRT反应很重要。获得pCR的患者的Q1 ADC和GLCM相关值(分别为0.66×10-3 mm2/s和0.53)明显低于未获得pCR的患者(分别为0.81×10-3 10-3 mm2/s和0.70;两者的P<0.05)。纳入所选TF的RF和SVM模型的AUC分别为0.82(95%置信区间[CI]:0.67-0.97)和0.96(95%CI:0.91-1.00),SVM模型的AUC优于平均ADC值(0.76,95%CI:0.61-0.90;P = 0.0037)。 

 在第一个特征选择过程之后,八个纹理特征(TFs)之间的相关矩阵。面板中的数值表示两个特征之间的Spearman等级相关系数。在勾稽关系分析中,我们排除了高度勾稽关系的TFs,其中包括平均表观扩散系数(ADC)、第二四分位数(Q2)ADC、灰度共现矩阵(GLCM)异同度、灰度运行长度矩阵(GLRLM)短运行强调(SRE)和灰度区域长度矩阵(GLZLM)区域百分比(ZE)。因此,第一个四分位数(Q1)ADC、GLCM相关性和GLCM同质性仍然是最终选择的特征。

本项研究首次证明了ADC图TA在预测MIBCCRT反应方面的价值。ADC图的TFs可以改善对CRT反应的预测,并可作为优化诱导CRT合格患者选择的成像生物标志物。

原文出处

Koichiro Kimura,Soichiro Yoshida,Junichi Tsuchiya,et al.Usefulness of texture features of apparent diffusion coefficient maps in predicting chemoradiotherapy response in muscle-invasive bladder cancer.DOI:10.1007/s00330-021-08110-6

作者:shaosai



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