肿瘤

分形分析在胰腺导管腺癌CT肿瘤大小测量方面的应用

作者:shaosai 来源:MedSci梅斯 日期:2022-05-07
导读

         分形分析是一种定量描述灌注模式的技术,已被临床应用于放射学灌注成像的相关分析。

        现阶段,计算机断层扫描(CT)在临床常规的胰腺导管腺癌(PDA)分期中发挥了重要作用。美国癌症联合委员会(AJCC)推出的现行版本(第8版)的胰腺癌分期系统与早期版本不同,该版本新引入了基于尺寸的T型分期定义。然而众所周知,与多参数磁共振成像(mpMRI)或切除标本的病理检查相比,CT上测量的肿瘤大小经常被低估。

        分形分析是一种定量描述灌注模式的技术,已被临床应用于放射学灌注成像的相关分析。分形分析的定量结果-分形维度(FD),代表了灌注模式的混乱程度,并与底层血管树的结构相关。PDA中的肿瘤新血管生成模式包括形成受损的、灌注不良的、混乱排列的血管,这决定了PDA的灌注模式。利用灌注病理生理学,分形分析可揭示出肿瘤边缘的不同灌注模式,从而使CT上的肿瘤大小测量更加真实。

        这可以在三种情况下改善PDA患者的临床管理。

        (1)化疗患者的随访,特别是评估接受新辅助治疗的患者的反应;

        (2)提高前期手术中评估血管侵犯的准确性;

        (3)提高放疗计划的准确性。

        近日,发表在EuropeanRadiology杂志的一项研究通过比较基于CT的分形分析与大体病理学和mpMRI结果,研究分形分析是否能更可靠地测量PDA患者的肿瘤体积和直径,为评估新辅助治疗反应、提高评估血管侵犯以及放疗计划的准确性提供了技术支持及参考标准。

        在46名经组织学证实的PDA患者中,本研究比较了常规多期相CT扫描、CT衍生的FD图、多参数磁共振成像(mpMRI)以及切除标本的大体病理学中的肿瘤大小测量值。在10名患者的发现队列中,大体病理学可作为直径测量的参考。其余36名患者构成了一个单独的验证队列,以mpMRI作为直径和体积的参考。

        所有纳入的肿瘤的RECIST直径中位数为40毫米(范围:18-82毫米)。在发现队列中,本研究发现CT上的肿瘤直径与大体病理学相比有明显的低估(p = 0.03)(Δdiameter3D= -5.7 mm),而从FDmaps(Δdiameter3D= 0.6 mm)和mpMRI(Δdiameter3D= -0.9 mm)获得了真实的直径测量,两者之间具有良好的相关性(R2= 0.88)。在验证队列中,与mpMRI相比,CT也系统地低估了肿瘤的大小(Δdiameter3D= -10.6 mm,Δvolume = -10.2 mL),特别是在肿瘤较大的情况下更为明显。相比之下,FDmaps的测量与mpMRI有很好的一致性(Δ直径3D=+1.5毫米,Δ体积=-0.6毫升)。与核心区(FDcore= 4.37)和远端胰腺(FDpancreas= 4.28)相比,肿瘤边缘(FDrim= 4.43)的定量灌注混乱更为明显(P = 0.001)。

        图按解剖位置汇总在图表中(a)和在个体内部比较中(b)的全局分形维度(FD)。全局FD在相邻的非肿瘤性胰腺组织中最低,在胰腺导管腺癌的核心部位居中,而在局部FD地图上显示的肿瘤边缘最高。*-显著性水平P≤0.003

        本研究表明,分形维度作为一种成像生物标志物可以改善CT成像中基于可视化灌注混乱的PDA尺寸测量。本研究同时显示,在直径和体积方面,PDA病变的大小被一致低估,而从CT计算的FD maps与mpMRI和大体病理有很好的相关性。

        原文出处:

        Florian Michallek,Mohamed Amine Haouari,Ophélie Dana,et al.Fractal analysis improves tumour size measurement on computed tomography in pancreatic ductal adenocarcinoma: comparison with gross pathology and multi-parametric MRI.DOI:10.1007/s00330-022-08631-8.

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