European Radiology:PET/CT放射组学分析在预测前列腺癌患者复发中的作用及价值

时间:2023-08-07 17:33:35   热度:37.1℃   作者:网络

前列腺癌(PCa)是男性最常诊断的癌症之一,也是全球第五大死因,尽管自20世纪90年代中期以来,由于早期检测和治疗方案的改进,其死亡率在大多数高收入国家已经下降。

在PCa中,分期时的风险分层对于确定最佳治疗策略从而确定预后至关重要。原发性PCa患者的5年风险分层主要是基于临床分期、基线前列腺特异性抗原(PSA)水平和Gleason评分(GS)。然而,活检取样容易对PCa进行错误的分级,往往导致分级不足,而且可能出现轻微的并发症,如毛细血尿、血精和直肠出血。最近引进的磁共振成像(MRI)融合引导下的活检技术大大改善了原发性肿瘤的检测,然而MRI和活检的一致性不理想,在前列腺根治术(RP)前仍不能评估整个腺体。尽管初级治疗,无论是RP还是治愈性放疗(RT),2-50%的患者在治疗后10年内会出现生化复发(BCR),定义为RP后血清PSA水平上升超过0.2纳克/毫升,或明确放疗后血清PSA水平>纳克/毫升+2.0纳克/毫升。因此,在初始治疗前评估BCR的风险对规划适当的治疗方法至关重要。

正电子发射断层扫描(PET)与计算机断层扫描(CT)或MRI相结合,使用几种针对胆碱(如[18F]氟甲基胆碱和[11C]胆碱)、前列腺特异性膜抗原PSMA(用68Ga或18F标记)和[18F]氟西洛芬的放射性显影剂,可以帮助定位前列腺(PG)中的可疑病变,为检测癌症提供宝贵工具从而指导活检和治疗。自推出以来,PET已被证明是疾病初始分期的一项基本检查,目前被多项指南推荐应用。影像学的一个主要优势在于可以无创地反复对整个体积(整个肿瘤和/或任何转移)进行采样,随着时间的推移揭示其表型特征,从而克服了活检的侵入性和采样误差。

在这种情况下,人工智能(AI)通过执行通常需要人类智慧的任务,为协助医生分析和解释生物医学图像提供了一个有希望的辅助手段。在肿瘤学中,基于人工智能的模型经常被输入从生物医学图像中提取的特征,例如放射组学特征结合其他临床、人口统计和/或组织病理学参数,建立了可进行临床预后预测或预后数学模型。具体来说,放射组学是一个不断发展的领域,其中大量的定量特征从诊断医学图像中提取。这些特征提供与潜在的分子和遗传特征相关的信息,从而可用于改善治疗反应预测和预后,并可实现癌症治疗的个性化评估据我们所知,在PCa患者中,放射组学分析已经在初始分期、复发检测和转移性疾病的情况下主要使用MRI进行研究。然而,PET放射组学已被证明在评估肿瘤特征、诊断和预后方面具有巨大潜力。


近日,发表在European Radiology杂志的一项研究对中、高危PCa患者队列中的[18F]氟甲基胆碱PET/CT图像进行了放射组学分析以预测BCR,为临床进行早期、准确的风险及预后评估提供了技术支持。

本项研究前瞻性地收集了74名患者。研究分析了三种前列腺(PG)分段(即PGwhole:整个PG;PG41%:具有标准化摄取值-SUV>0.41*SUVmax的前列腺;PG2.5:具有SUV>2.5的前列腺),以及三种SUV离散步骤(即0.2、0.4和0.6)。对于每个分割/离析步骤,训练了一个利用放射学和/或临床特征预测BCR逻辑回归模型。 

基线前列腺特异性抗原的中位数为11纳克/毫升,54%的患者Gleason评分>7,89%的患者的临床分期为T1/T2,9%的患者为T3。基线临床模型的接收器操作特征曲线(AUC)下的面积为0.73。当临床数据与放射学特征相结合时性能得到改善,特别是PG2.5和0.4离散化,其测试AUC的中位数为0.78。 


图  具有代表性的患者PET和CT图像在轴位(a)、冠状(c)和矢状(d)视图中的融合。膀胱的高摄取量在(c)和(d)图中的上部可见,为非均质的。(c)和(d)图的上部是一个非均质的红色-橙色-黄色区域。面板(b)显示了相应的3D VOIs。在图中,蓝线代表PGwhole,浅蓝色代表PG2.5,红色代表PG41%(S=上部,I=下部,P=后部,A=前部,R=右侧,L=左侧)

本项研究表明,放射组学加强了临床参数对中、高危PCa患者BCR的预测。这些最初的数据强烈鼓励了对使用放射组学分析来识别有BCR风险患者的进一步研究。 

原文出处:

Francesca Marturano,Priscilla Guglielmo,Andrea Bettinelli,et al.Role of radiomic analysis  [18F]fluoromethylcholine PET/CT in predicting biochemical recurrence in a cohort of intermediate and high risk prostate cancer patients at initial staging.DOI:10.1007/s00330-023-09642-4

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