Vorhersage einer lymphovaskulären Invasion bei Rektumkarzinom: Bewertung der Leistung von Golden

Wissenschaftliche Berichte Band 13, Artikelnummer: 8453 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Ziel dieser Studie ist es festzustellen, ob der Dual-Parameter-Ansatz in Kombination mit entweder zeitaufgelöster Angiographie mit stochastischen Trajektorien (TWIST) oder Golden-Winkel-Radial-sparse-Parallel (GRASP) und diffusionsgewichteter Bildgebung (DWI) eine überlegene diagnostische Leistung bei der Vorhersage pathologischer lymphovaskulärer Erkrankungen aufweist Invasion (pLVI) von Rektumkarzinomen im Vergleich zu herkömmlichen Einzelparameterbewertungen unter Verwendung von DWI allein. Eingeschlossen wurden Patienten mit pathologisch bestätigtem Rektumkarzinom. Perfusion (Einstrom-Vorwärts-Volumentransferkonstante [Ktrans] und Geschwindigkeitskonstante [Kep]) und scheinbarer Diffusionskoeffizient (ADC) wurden von zwei Forschern gemessen. Für beide Sequenzen wurden Bereiche unter Receiver Operating Characteristic (ROCs) zur Vorhersage von pLVI-positivem Rektumkarzinom verglichen. Insgesamt wurden 179 Patienten in unsere Studie aufgenommen. Eine kombinierte Analyse der mit GRASP erfassten ADC- und Perfusionsparameter (Ktrans) ergab eine höhere diagnostische Leistung im Vergleich zu Diffusionsparametern allein (Fläche unter der Kurve, 0,91 ± 0,03 vs. 0,71 ± 0,06, P < 0,001); Allerdings boten ADC mit GRASP-erworbenem Kep und ADC mit TWIST-erworbenen Perfusionsparametern (Ktrans oder Kep) keinen zusätzlichen Nutzen. Der Ktrans der GRASP-Technik verbesserte die diagnostische Leistung der multiparametrischen MRT zur Vorhersage von Rektumkarzinomen mit pLVI-positivem Ergebnis. Im Gegensatz dazu konnte TWIST diesen Effekt nicht erzielen.

Darmkrebs ist weltweit eine der häufigsten Ursachen für Krebsmorbidität und -mortalität1. Mehrere Faktoren bestimmen die Prognose, darunter Differenzierungsgrad, T-Stadium und lymphovaskuläre Invasion (LVI)2,3,4. LVI, definiert als die Infiltration von Tumorzellen in Lymph- oder Blutgefäße an der Peripherie eines invasiven Karzinoms5,6, gilt weithin als negativer Prognosefaktor bei Rektumkarzinomen7. Dennoch wurde der LVI nicht als wichtiger Parameter, der vor einer adjuvanten Chemotherapie berücksichtigt werden sollte, in die Leitlinien des National Comprehensive Cancer Network aufgenommen, da es schwierig ist, ihn vor einer adjuvanten Chemotherapie zu bestimmen; Es kann nur postoperativ durch Histopathologie diagnostiziert werden8. Daher sind weitere Beweise erforderlich, um die Anwendung von LVI bei der klinischen Entscheidungsfindung zu rechtfertigen.

Die MR-Bildgebung wird als wichtige Technik für die Stadieneinteilung von Rektumkrebs eingesetzt und schätzt die Gefäßpermeabilität des Tumors auf der Grundlage einer pharmakokinetischen Modellierung der Tumor-Gadoliniumkonzentration in Bezug auf das Plasmakompartiment9. Die diffusionsgewichtete Bildgebung (DWI) und die dynamische kontrastverstärkte Magnetresonanztomographie (DCE-MRT) sind funktionelle MRT-Bildgebungsverfahren, die qualitative und quantitative Informationen liefern und einzigartige Einblicke in die Tumorzellularität, die Integrität der Zellmembranen und die Mikrozirkulation liefern10,11. Es wurde gezeigt, dass quantitative DCE-MRT-Parameter und Werte des scheinbaren Diffusionskoeffizienten (ADC) eng mit dem histologischen Grad12,13, dem Ansprechen auf neoadjuvante Radiochemotherapie (CRT) und den Tumorprognosefaktoren14 korrelieren.

Allerdings ist die Technik der zeitaufgelösten View-Sharing-Angiographie mit stochastischen Trajektorien (TWIST) aufgrund ihrer hohen Beschleunigung anfällig für Bewegungsartefakte, die durch Stuhlgang oder Patientenbewegungen verursacht werden, was die diagnostische Genauigkeit der Untersuchung verringern kann15. Darüber hinaus wird die Genauigkeit auch durch eine zeitliche Diskrepanz zwischen der Verabreichung des Kontrastmittels und der Aufnahme des Bildes sowie die typischerweise eher geringe räumliche Auflösung beeinträchtigt15,16.

Kürzlich wurde die Golden-Winkel-Radial-sparse-Parallel-MRT (GRASP) für die schnelle dynamische MRT bei freier Atmung vorgeschlagen16. Um die zeitliche Auflösung zu verbessern, wird ein bewegungsunempfindlicher Goldener Winkel, die Stack-of-Stars-Aufnahme, mit einer Compressed-Sensing-Rekonstruktion kombiniert und eignet sich gut für die DCE-MRT mit freier Atmung15. Es wurde auf mehrere DCE-MRT-Studien angewendet, darunter Leber, Prostata, Brust, Blase, Niere und Rektum15,16,17,18,19,20,21,22. Frühere Studien haben gezeigt, dass die GRASP-Perfusion bei der Bildgebung von Rektumkarzinomen eine gleichwertige Bildqualität und weniger Bewegungsartefakte liefern könnte als herkömmliche DCE15,22. Obwohl alle oben genannten Studien zufriedenstellende Ergebnisse erzielt haben, ist die diagnostische Leistung der quantitativen Parameter von GRASP für LVI-positiven Rektumkrebs unseres Wissens noch nicht genau bestimmt. Darüber hinaus konzentrierten sich frühere Studien23,24,25 hauptsächlich auf das präoperative Therapieansprechen, das Stadieneinteilung und die prognostische Beurteilung bei Rektumkarzinomen mittels DCE-MRT oder DWI. Es wurden nur wenige Studien durchgeführt, die sich auf die diagnostische Leistung der LVI-Positivität durch quantitative DCE-MRT und DWI bei Rektumkarzinomen konzentrierten. Unser Ziel bestand daher darin, die diagnostische Leistung eines Zwei-Parameter-Ansatzes zu bewerten, der entweder TWIST oder GRASP mit etabliertem DWI zur Vorhersage von Rektumkrebs mit LVI kombiniert, im Vergleich zu einer herkömmlichen Einzelparameter-Bewertung, die allein auf DWI basiert.

Diese retrospektive Studie wurde vom Institutional Review Board namens Sichuan Provincial People's Hospital der University of Electronic Science and Technology of China genehmigt. Alle Forschungsmethoden wurden in Übereinstimmung mit den relevanten Richtlinien und Vorschriften durchgeführt. Aufgrund des retrospektiven Designs der Studie verzichtete das Institutsprüfungsgremium auf die Notwendigkeit einer schriftlichen Einverständniserklärung.

Eingeschlossen wurden konsekutive Patienten mit nichtmuzinösem rektalem Adenokarzinom, bei denen zwischen Dezember 2020 und Oktober 2022 eine endoskopisch gesteuerte Biopsie diagnostiziert wurde. Einschlusskriterien waren Patienten mit pathologisch bestätigtem Rektumkarzinom nach chirurgischer Resektion, Patienten mit vollständigen MRT-Bildern und Patienten, die zum Zeitpunkt der MRT-Untersuchung keine neoadjuvante Radiochemotherapie erhalten hatten. Die Ausschlusskriterien waren wie folgt: (A) allgemeine MRT-Kontraindikationen wie stark eingeschränkte Nierenfunktion, bestimmte Herzschrittmacher, Metallimplantate, Klaustrophobie, Schwangerschaft; (B) es gab inoperable oder metastasierende Erkrankungen; (C) Es lag ein muzinöses Zystadenom vor. Die Patienten wurden in zwei Gruppen randomisiert: GRASP und TWIST.

Alle MRT-Scans wurden mit 3,0-T- und 1,5-T-MR-Systemen (MAGNETOM Vida und MAGNETOM Aera; Siemens Healthineers, Shanghai, China) erfasst. GRASP-Erfassungen wurden nur mit dem Vida-System durchgeführt, und TWIST-Erfassungen wurden nur mit dem Aera-System durchgeführt, wobei ein 30-Kanal-Spulenaufbau (18-Kanal-Körperspule und 12 Kanäle von der Wirbelsäulenspule) für Vida und ein 18-Kanal-Spulenaufbau verwendet wurden (6-Kanal-Körperspule und 12 Kanäle von der Wirbelsäulenspule) für Aera. Die Patienten wurden mit dem Kopf voran und auf dem Rücken liegend auf den Tisch gelegt. 50 Minuten vor der Untersuchung wurde eine Darmreinigung mit einem Einlauf durchgeführt. Anschließend wurden den Patienten 30 Minuten vor der Untersuchung 20 mg Scopolaminbutylbromid (Buscopan, Boehringer Ingelheim) intramuskulär verabreicht, um den Stuhlgang zu minimieren.

Das herkömmliche MRT-Protokoll umfasste sagittale, axiale (senkrecht zur Längsachse des Rektums), schräge koronale T2-gewichtete Bilder ohne Fettsättigung und DWI (senkrecht zur Längsachse des Rektums). Die Aufnahmeparameter für T2-gewichtete Bilder waren wie folgt: TR/TE, 4590/73; Sichtfeld, 220 × 220 mm2; Matrixgröße: 256 × 512; Abschnittsdicke: 3,5 mm; und Schnittspalt 0,7 mm. Axiale DW-Bilder des Beckens wurden mit den folgenden Parametern aufgenommen: 4600/59; mehrere Signale erfasst, acht; Sichtfeld, 360 mm2; Abschnittsdicke: 4,5 mm; und b-Werte: 50 und 1000 s/mm226,27,28.

Die GRASP- oder TWIST-Perfusion wurde nach der Verabreichung von an das Körpergewicht angepasstem intravenösem Gadopentetat-Dimeglumin (0,1 mmol/kg KG, Dotarem; Guerbet, Paris, Frankreich) mit einer Geschwindigkeit von 2 ml/s gemessen. Die Protokollparameter für die TWIST- und GRASP-Erfassung sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Die Bildverarbeitung wurde mithilfe einer im Handel erhältlichen Softwareanwendung (Syngo. via VB30, MR Prostate und MR Tissue4D; Siemens Healthineers, Shanghai, China) durchgeführt. Das TOFTS-Modell wurde verwendet, um quantitative pharmakokinetische Modellparameter zu berechnen, einschließlich der Zustrom-Vorwärts-Volumentransferkonstante (Ktrans, /min) und der Geschwindigkeitskonstante (Kep, /min).

Ktrans- und Kep-Messungen wurden mit einem Kreiswerkzeug durchgeführt, um den ROI auf Perfusionskarten mit den größten drei Schichten von Tumorläsionen abzugrenzen (wobei Nekrose oder zystische Bereiche sorgfältig vermieden wurden). In dieser Studie führten zwei erfahrene Radiologen (mit 6 bzw. 10 Jahren Erfahrung in der rektalen Bildgebung) diese Aufgabe blind für die klinischen und pathologischen Informationen des Patienten durch, waren sich jedoch bewusst, dass es sich bei den Patienten um Rektumkarzinompatienten handelte. Die Radiologen überprüften die T2WI- und DWI-Bilder und bestimmten die Lage des Tumors. Die endgültigen Ktrans- und Kep-Werte entsprachen den Mittelwerten, die durch Zeichnen von drei verschiedenen ROI-Ebenen (mit Flächen von mindestens 1 cm2)29 und Bildung des Durchschnitts ermittelt wurden. Die Ktrans- und Kep-Werte wurden zur weiteren Analyse zwischen den beiden Radiologen gemittelt (Abb. 1, 2).

(a–d) Zeigt jeweils T2WI, ADC-Karte, Ktrans und Kep von GRASP.

(a–d) Zeigt jeweils T2WI, ADC-Karte, Ktrans und Kep von TWIST.

Die ADC-Messung wurde durch Zeichnen des Freihand-ROI auf der zentralen Tumorscheibe (b = 1000 s/mm2) erreicht; Diese Aufgabe wurde von zwei erfahrenen Radiologen (mit 6 bzw. 10 Jahren Erfahrung in der rektalen Bildgebung) durchgeführt. Die ROIs wurden so gezeichnet, dass sie den gesamten Tumorbereich ausreichend groß abdecken, und dann in die ADC-Karten kopiert. Darüber hinaus wurden Bereiche mit Nekrose, Gefäßen und Zysten, die auf T2-gewichteten Bildern identifiziert wurden, vermieden, um Verzerrungen zu minimieren. Die endgültigen ADC-Werte entsprachen den Mittelwerten, die durch Zeichnen dreier randomisierter ROIs in verschiedenen Tumorbereichen auf drei unabhängigen tumorhaltigen Schnitten erhalten wurden. Die ADC-Werte wurden zur weiteren Analyse zwischen den beiden Radiologen gemittelt (Abb. 1, 2).

Das Vorliegen einer mikroskopischen LVI wurde von einem Pathologen mit 6 Jahren Erfahrung in der Pathologie bestätigt. Der LVI wurde anhand von Hämatoxylin- und Eosin-gefärbten Schnitten beurteilt und als Karzinomzellen in einem bestimmten, mit Endothel ausgekleideten Raum im peritumoralen Rektum um das invasive Karzinom herum definiert. LVIs wurden in vier Klassen eingeteilt: ly/v 0 (kein LVI), ly/v 1 (minimaler LVI), ly/v 2 (mäßiger LVI) und ly/v 3 (deutlicher LVI). Wir haben LVIs in LVI-positive (ly/v 1–3) und LVI-negative Gruppen (ly/v 0)30 unterteilt.

Die statistischen Analysen wurden mit SPSS Version 26 (IBM Corporation) und MedCalc (Version 16.8) durchgeführt. Die Variabilität der kontinuierlichen Variablen zwischen Beobachtern wurde mithilfe von Intraclass-Korrelationskoeffizienten (ICCs) bewertet. Die ICC wurde in eine schlechte (ICC < 0,2), mittelmäßige (0,21–0,4), mäßige (0,41–0,60), gute (0,61–0,80) und ausgezeichnete (0,81–1,00) Übereinstimmung eingeteilt31. Alle quantitativen ADC-, Ktrans- und Kep-Parameter werden als Mittelwert ± Standardabweichung mit Bereich dargestellt. Der t-Test für unabhängige Stichproben und der Chi-Quadrat-Test wurden verwendet, um die klinischen Informationen und quantitativen Parameter der beiden Gruppen zu vergleichen. Statistische Analysen wurden durchgeführt, um festzustellen, ob eine kombinierte Diffusions- und Perfusionsparameterbewertung eine höhere diagnostische Genauigkeit erreichen könnte als eine Einzelparameterbewertung, die ausschließlich auf Diffusionsmessungen basiert. Die folgenden Parameter wurden ausgewertet: ADC kombiniert mit Ktrans und ADC kombiniert mit Kep im Vergleich zu ADC allein. Um die optimalen Grenzwerte für jeden Parameter zu bestimmen, wurden ROC-Kurven (Receiver Operating Characteristic) verwendet, um die Punkte zu bestimmen, die den Youden-Index maximierten. Der Youden-Index wurde als Spezifität + Sensitivität − 132 berechnet. Zum Vergleich der ROC-Kurven wurde der DeLong-Test verwendet. Um Mehrfachtests auszugleichen und den Typ-I-Fehler in unserer Studie zu kontrollieren, führten wir eine Bonferroni-Korrektur des Signifikanzniveaus des einzelnen Tests mit der folgenden Formel durch: p*\(\frac{\alpha }{m}\)33 , wobei p * das angepasste Signifikanzniveau, \(\alpha\) der kritische P-Wert und \(m\) die Anzahl der Vergleiche ist. Ein zweiseitiger p-Wert < 0,05 repräsentierte statistische Signifikanz.

Basierend auf der Krankengeschichte und den Ergebnissen der körperlichen Untersuchung wurden 223 Patienten mit klinisch vermutetem Rektumkarzinom aufgenommen. Schließlich wurden 179 Patienten (98 mit der GRASP-Technik untersucht und 81 mit der TWIST-Technik untersucht), die sich einer MRT unterzogen, in diese Studie einbezogen Abb. 3. Es gab keinen statistisch signifikanten Unterschied zwischen den beiden Gruppen hinsichtlich Geschlecht, Alter oder Tumor Standort (P > 0,05) (Tabelle 2).

Flussdiagramm, das die Einschluss- und Ausschlusskriterien für die Studie zeigt.

Die Interobserver-Übereinstimmung war ausgezeichnet für Ktrans (ICC, 0,954; 95 %-KI: 0,774–0,984), Kep (ICC, 0,917; 95 %-KI: 0,820–0,962) und ADC (ICC, 0,911; 95 %-KI: 0,693–0,966). in der TWIST-Gruppe; Die Interobserver-Übereinstimmung war ausgezeichnet für Ktrans (ICC, 0,908; 95 %-KI: 0,399–0,971), Kep (ICC, 0,922; 95 %-KI: 0,699–0,970) und ADC (ICC, 0,909; 95 %-KI: 0,221–0,974). in der GRASP-Gruppe.

Der ADC-Wert von pLVI-positivem Rektumkarzinom war signifikant niedriger als der von pLVI-negativem Rektumkarzinom für die TWIST-Gruppe (0,93 ± 0,18 vs. 1,15 ± 0,13, P < 0,001) und die GRASP-Gruppe (0,98 ± 0,13 vs. 1,10 ±). 0,16, P < 0,001). Die Ktrans- und Kep-Werte von pLVI-positivem Rektumkarzinom waren in beiden Gruppen signifikant höher als die von pLVI-negativem Rektumkarzinom (alle P < 0,001), wie in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 4 zeigt die diagnostische Leistung verschiedener Modelle zur Unterscheidung von pLVI -positiver Rektumkarzinom. Ktrans (Grenzwert 0,67/min) zeigte in der GRASP-Gruppe eine höhere Genauigkeit bei der Erkennung von pLVI-positivem Rektumkarzinom als ADC (Grenzwert 0,95 × 10–3 s/mm2) oder Kep (Grenzwert 0,93/min).

Kombination von ADC mit Perfusionsparametern mithilfe eines binären logistischen Regressionsansatzes. Laut der Dual-Parameter-Analyse bot die Kombination aus ADC-Grenzwerten und GRASP-basiertem Ktrans eine deutlich bessere diagnostische Leistung als eine Einzelfaktorbewertung, die ausschließlich auf ADC-Grenzwerten für die Unterscheidung von pLVI-positivem Rektumkarzinom (ADC mit Ktrans vs . ADC, P < 0,001). Bei der Einzelparameterauswertung lieferte Ktrans die besten Ergebnisse. In der kombinierten Analyse der ADC- und Perfusionsgrenzwerte auf Basis von TWIST wurde dieser statistische Grad der Verbesserung nicht beobachtet. Tabelle 4. Abbildung 4 zeigt, dass, wenn die Grenzwerte auf von GRASP abgeleiteten Perfusionsparametern in Kombination mit ADC basieren, pLVI-positiver Rektumkrebs effektiver (weniger Überlappungen) unterschieden werden kann als die Grenzwerte, die auf kombinierten TWIST-abgeleiteten Perfusionsparametern basieren mit ADC.

Quantitative Bewertung der kombinierten Diffusions-MRT und der dynamischen Kontrastmittel-verstärkten MRT. Streudiagramme zeigen die Datenpaare scheinbarer Diffusionskoeffizienten (ADCs) mit (a) Vorwärtsvolumentransferkonstanten des Zustroms und (b) ADCs mit Geschwindigkeitskonstantenwerten. ADC-Werte sind auf der x-Achse und die Perfusionsparameter sind auf der y-Achse. Horizontale und vertikale Linien stellen die Grenzwerte für die beiden Parameter dar.

Wir fanden heraus, dass ein Dual-Parameter-Ansatz, der Ktrans von GRASP und etablierten DWI einbezieht, eine bessere Diagnose von pLVI bei Rektumkarzinomen ermöglicht als eine herkömmliche Einzelparameter-Bewertung, die ausschließlich auf DWI basiert. Die Ktrans- und Kep-Werte von pLVI-positivem Rektumkarzinom waren signifikant höher als die von pLVI-negativem Rektumkarzinom (P < 0,05).

Igarashi et al.30 berichteten, dass der Tumor-ADC-Wert ein signifikanter Prädiktor für LVI bei Brustkrebs ist. In unserer Studie war der ADC von pLVI-positivem Rektumkarzinom signifikant niedriger als der von pLVI-negativem Rektumkarzinom (p < 0,05), was mit früheren Studien übereinstimmt34,35. Dies resultiert aus der Tatsache, dass mit der Zunahme des Krebsverhaltens bösartiger Tumore die Proliferation von Tumorzellen deutlich beschleunigt wird. Das Verhältnis von Zellkern und Zelldichte pro Volumeneinheit nimmt zu, was zu einer Verringerung des Abstands zum Extrazellulärraum und der freien Diffusion von Wassermolekülen, einer Einschränkung der Verteilung und damit zu einem niedrigeren ADC-Wert führt12. Choi et al.6 fanden keine signifikante Korrelation für pLVI mit den minimalen, maximalen oder mittleren ADC-Werten (P > 0,05). Der Grund für die Diskrepanz zwischen unseren Ergebnissen und denen anderer kann auf mehrere Faktoren zurückgeführt werden, darunter die Verwendung unterschiedlicher ADC-Messungen, die Unfähigkeit, die Tumorheterogenität bei der Berechnung mittlerer Diffusionsparameter zu erfassen, die aus einzelnen Abschnittsregionen oder mehreren kleinen ROIs erhalten wurden, und die Auswahl verschiedener B-Werte35.

Ktrans spiegelt die Fähigkeit des Kontrastmittels wider, von den Blutgefäßen in den interstitiellen Raum transportiert zu werden. Je höher der Grad der Malignität, desto mehr Kapillaren sind vorhanden, was zu einem höheren Ktrans-Wert führt5. Ebenso bedeutet ein höherer Kep-Wert einen stärkeren Blutrückfluss in das Gefäßsystem. Daher weist ein höherer Kep-Wert auf eine stärkere Leckage des Kontrastmittels hin. Unsere Studie ergab, dass Ktrans und Kep bei pLVI-positivem Rektumkarzinom signifikant höher waren als die von pLVI-negativem Rektumkarzinom (P < 0,05), was mit früheren Studien übereinstimmt7. Dies liegt daran, dass LVI stark mit einer hohen peritumoralen lymphovaskulären Dichte und einer aggressiveren Neovaskularisation korreliert und diese Veränderungen Unterschiede im Blutvolumen und -fluss in der Mikrozirkulationsumgebung des Tumors hervorrufen5,36,37,38. Laut Lai et al.8 gab es jedoch keinen signifikanten Unterschied in Ktrans zwischen pLVI-positiven und pLVI-negativen Gruppen (P > 0,05) bei Brustkrebs. Der Grund könnte in der großen Stichprobengröße unserer Studie und der Komplexität der zugrunde liegenden Pathophysiologie des heterogenen Rektumkarzinoms liegen. Unsere Studie konzentrierte sich in erster Linie auf die Bewertung der diagnostischen Leistung der multiparametrischen MRT zur Vorhersage von Rektumkarzinomen mit pLVI im Allgemeinen und nicht auf die Unterscheidung zwischen den drei unterschiedlichen Zuständen positiver Gefäßinfiltration: Lymphinfiltration, Gefäßinfiltration und beide Infiltrationen. Diese unterschiedlichen Zustände können unterschiedliche Auswirkungen auf die Prognose sowie die Diffusions- und Perfusionsparameter haben. Die aktuelle Literatur zu diesem Thema ist begrenzt und weitere Studien sind erforderlich, um die spezifischen Auswirkungen jeder Infiltrationsart auf Diffusions- und Perfusionsparameter wie Ktrans und Kep zu bestimmen.

Es wurde berichtet, dass quantitative DCE-MRT-Parameter und ADC-Werte eng mit dem klinischen und histologischen Grad, dem Ansprechen auf eine neoadjuvante Radiochemotherapie (CRT) und den Prognosefaktoren verschiedener Tumoren korrelieren14,39,40. Es gibt jedoch einige Einschränkungen der konventionellen DCE-MRT. Erstens beträgt die zeitliche Auflösung etwa 5–18 s pro Phase. Zweitens erfordern die Aufnahmen Atemanhalten, was bei manchen Patienten eine Herausforderung darstellen kann und die räumlich-zeitliche Auflösung und volumetrische Abdeckung bei dynamischen Bildaufnahmen einschränken kann41,42,43,44,45. In unserer Studie nutzten wir die radiale Erfassung mit GRASP, was die räumliche und zeitliche Auflösung im Vergleich zu TWIST erhöhte. Laut Literatur46,47 sind die während des DCE-Scans erhaltenen semiquantitativen und quantitativen Parameter umso genauer, je höher die zeitliche Auflösung ist. Die GRASP-Sequenz bietet eine verbesserte räumliche und zeitliche Auflösung, was besonders für die genaue Beurteilung von Perfusionsparametern während DCE-Scans von Vorteil ist15. Unsere Ergebnisse zeigten, dass die Integration von ADC-Werten mit Ktrans aus der GRASP-Sequenz eine höhere diagnostische Leistung im Vergleich zu Diffusionsparametern allein erbrachte. Dieser Befund legt nahe, dass die verbesserte räumliche und zeitliche Auflösung der GRASP-Sequenz zu einer besseren Unterscheidung von pLVI-positivem Rektumkarzinom beiträgt.

Winkle et al.48 zeigten, dass GRASP nachweislich die diagnostische Genauigkeit multiparametrischer MRT-Untersuchungen der Prostata verbessert, wenn es in ein Dual-Parameter-Modell integriert wird, das Diffusions- und Perfusionseigenschaften berücksichtigt. Ao et al.45 berichteten, dass die Ktrans- und ADC-Werte unabhängige Prädiktoren für die extramurale Veneninvasion bei Rektumkarzinomen seien. Laut der Studie von Oberholzer et al.49 kann die MR-Perfusion als ergänzender Biomarker zu den ADC-Werten dienen, um Tumoreigenschaften zu bewerten, die mit der Wirksamkeit der Radiochemotherapie vor Beginn der Behandlung verbunden sind. Wir fanden heraus, dass die Dual-Parameter-Analysen, die ADC-Werte mit den Ktrans von GRASP kombinierten, eine bessere Diagnose von pLVI-positiven Rektumkarzinomen lieferten als die Ein-Faktor-Analyse von ADC. GRASP war die einzige Technik, die zur Berechnung von Perfusionskarten verwendet wurde, was zu einem statistisch signifikanten Unterschied bei der Tumorerkennung führte. Daher kann die Hypothese aufgestellt werden, dass die kombinierte erhöhte räumliche und zeitliche Auflösung der früheren Erfassungsmethode der Unterscheidung von pLVI-positivem Rektumkarzinom zugute kommt.

Unsere Studie hatte Einschränkungen. Zunächst wurden die TWIST- und GRASP-Gruppen in MR-Scannern mit unterschiedlichen Feldstärken gescannt, was sich auf die Messung der Perfusions- und Diffusionsparameter auswirken kann. Zweitens ist es wichtig zu beachten, dass es sich um eine einzelne institutionelle Studie ohne Validierungskohorte handelt. Daher sind zukünftige Studien erforderlich, um festzustellen, ob unsere Ergebnisse in anderen medizinischen Institutionen reproduziert werden können. Drittens das retrospektive Design, das zu einer Verzerrung der Auswahl führen kann. Schließlich beschreibt der ROI die individuelle Tumorebene und nicht den gesamten Tumor, was die Perfusionsparameter der Tumoren möglicherweise besser widerspiegelt (Ergänzende Informationen).

Trotz dieser Einschränkungen deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass Ktrans, das mit GRASP-Techniken gewonnen wurde, die diagnostische Leistung multiparametrischer MR-Untersuchungen bei der Vorhersage von Rektumkrebs mit LVI-positiv deutlich verbesserte, wenn es durch Einbeziehung von Diffusions- und Perfusionseigenschaften in ein Dual-Parameter-Modell integriert wurde. Im Gegensatz dazu zeigte Kep, das anhand der Perfusionsparameter GRASP und TWIST erfasst wurde, diesen Effekt nicht.

Die während der aktuellen Studie verwendeten und/oder analysierten Datensätze sind auf begründete Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

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Abteilung für Radiologie, Volkskrankenhaus der Provinz Sichuan, Universität für elektronische Wissenschaft und Technologie Chinas, Nr. 32, westlicher zweiter Abschnitt der ersten Ringstraße, Bezirk Qingyang, Chengdu, 610072, Volksrepublik China

Yingying Fan, Hongyun Huang und Mi Zhou

MR Scientific Marketing, Siemens Healthineers, Shanghai, China

Meining Chen

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MZ: Manuskriptbearbeitung.YF: Studienkonzepte und Design.MC: Klinische Studien.HH: Statistische Analyse.

Korrespondenz mit Mi Zhou.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Fan, Y., Chen, M., Huang, H. et al. Vorhersage einer lymphovaskulären Invasion bei Rektumkarzinomen: Bewertung der Leistung der radial spärlichen parallelen Goldwinkel-MRT zur Beurteilung der rektalen Perfusion. Sci Rep 13, 8453 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-35763-8

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Eingegangen: 5. Januar 2023

Angenommen: 23. Mai 2023

Veröffentlicht: 25. Mai 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-35763-8

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