Abstract
Mål
For å vurdere merverdien av arteriell forbedring fraksjonen (AEF) fargekart for differensiering av små metastaser fra lever godartede lesjoner.
Fag og metoder
Vi retrospektivt analysert 46 pasienter med tykktarmskreft som gjennomgikk multifasisk leveren CT bildebehandling og hadde lave dempende leverlesjoner mindre enn 3 cm (123 totalt lesjoner, metastase: godartet = 32:91). AEF fargekart i leveren ble opprettet fra multifasisk lever CT-bilder ved hjelp av egen programvare. To radiologer uavhengig vurdert multifasisk CT-bilde setter alene og i kombinasjon med bildesett med AEF fargekart med en fem-punkts skala. Den ekstra diagnostisk verdi av de fargekart ble vurdert ved hjelp av mottaker-operativ karakteristikk (ROC) analyse.
Resultater
Arealet under ROC-kurven (Az) øker når Multiphasic CT-bildene var kombinert med AEF fargekartanalyse sammenlignet med vurdering basert bare på multiphasic CT-bilder (fra 0,698 til 0,897 for leseren 1, og 0,825 til 0,945 for leseren 2; P 0,001 og 0,002, henholdsvis). Økningen Az var spesielt viktig for lesjoner mindre enn 1 cm (fra 0,702 til 0,888 for leseren 1, og 0,768 til 0,958 for leseren 2; P = 0,001 og p = 0,001, henholdsvis). Den midlere AEF av tumor-tilstøtende parenchym (35,07 ± 27,2) var signifikant høyere enn den for tumorfrie lever parenchyma (27,3 ± 20,6) (P = 0,04).
Konklusjoner
AEF farge kartlegging kan forbedre den diagnostiske ytelse for små levermetastaser fra kolorektal kreft og kan gi rom for eliminering av ytterligere undersøkelser
Citation. Park M, Chung YE, Kim KA, Chung WS, Lee HS, Han KH, et al. (2015) Merverdi for arterielle Enhancement Brøkfargekart for karakterisering av små lever lav dempende lesjoner hos pasienter med tykktarmskreft. PLoS ONE 10 (2): e0114819. doi: 10,1371 /journal.pone.0114819
Academic Redaktør: Wafik S. El-Deiry, Penn State Hershey Cancer Institute, USA
mottatt: 05.02.2014; Godkjent: 19 oktober 2014; Publisert: 23 februar 2015
Copyright: © 2015 Park et al. Dette er en åpen tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering: Forfatterne har ingen støtte eller finansiering for å rapportere
konkurrerende interesser:.. forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
leveren er den vanligste stedet for metastaser fra kolorektal kreft . Nøyaktig preoperativ diagnose av levermetastaser er avgjørende for planlegging av behandling og forutsi prognose [1,2]. Computertomografi (CT) er den primære avbildingsmodalitet for preoperativ evaluering av pasienter med kjent eller mistenkt kolorektal kreft, og kan anvendes for å diagnostisere både omfanget av primær kolorektal kreft og levermetastaser. Små, lav dempning lesjoner i leveren ble påvist hos 13% til 25,5% av preoperative CT, men bare 2,2% til 14,0% ble bekreftet som metastaser [3,4]. Det er ofte vanskelig å karakterisere slike små leverlesjoner på CT-bilder. Selv om gadolinium etoksybenzyl dietylentriamin pentaeddiksyre (Gd-EOB-DTPA) -enhanced magnetisk resonans bilde (MRI) og positronemisjonstomografi (PET) kan være nyttig for diagnose av små metastaser, [5-7] disse avbildningsmodaliteter krever ekstra utgifter og tid og er ikke tilgjengelig i enkelte anlegg eller land.
Arteriell ekstrautstyr brøkdel (AEF) farge kartlegging kan avsløre hemodynamiske forandringer i leveren parenchyma. Den AEF er definert som forholdet mellom dempningen inkrement i løpet av arterielle og portvene faser sammenlignet med den unenhanced bildet (AEF = [(HU
A-HU
U) /(HU
P-HU
U)], hvor HU er demping, er A den arterielle fase, er P portvene fase, og U er uten kontrast bilde [8]. lever~~POS=TRUNC hemodynamiske endringer har vist seg å gå forut bestemt levermetastaser og høyere forbedring av lever mellom 25 og 40 sek kan foreslå okkult levermetastaser [9,10]. AEF farge kartlegging er også nyttig for å forutsi tumor respons på kjemoterapi [11], og kan forbedre den diagnostiske resultatene for fokale leverlesjoner som HCC [8 ].
Vi antok at semi-kvantitativ vurdering av små leverkreft og kvantitativ sammenligning av lesjon-tilknytning og lesjon fritt leveren parenchyma med AEF farge kartlegging kan også forbedre den diagnostiske ytelse for å skille små levermetastaser fra levercyster . den store fordelen med AEF farge kartlegging er at det er en ren etterbehandlingsteknikken, og kan derfor utføres ved anvendelse av rutine dynamisk CT-data uten ytterligere bestråling eller andre bildediagnostikk. Hensikten med denne studien var å undersøke den diagnostiske verdien av AEF for differensiering av små levermetastaser fra godartede lever cyster hos pasienter med tykktarmskreft.
Materialer og Metoder
Pasienter
Vi har fått gjennomslag for dette retrospektiv studie fra Institutional Review Board, og kravet om informert samtykke ble frafalt. Vi ettertid anmeldt elektronisk pasientjournal og radiologiske rapporter fra mellom april 2009 og mai 2011. Pasienter som hadde tykktarmskreft og som gjennomgikk multifasisk CT inkludert precontrast, arteriell fase, og portvene fase ble inkludert i studien. Pasienter som hadde levermetastaser større enn 30 mm ble ekskludert, fordi store levermetastaser kan lett bli diagnostisert som metastaser, mens målet for vår studie var å evaluere den merverdien av AEF for å oppdage små levermetastaser. Pasienter som gjennomgikk termisk ablasjon terapi for lever lesjoner ble ekskludert samt å unngå feildiagnoser av standard referanser. Pasienter som hadde mer enn åtte levermetastaser eller som hadde en historie med noen forutgående behandling for levermetastaser ble også ekskludert fra studien. I tillegg til histopathologic bekreftelse, alle pasienter hadde gjennomgått oppfølging kontrastforsterket CT eller MR. Fastsettelse av metastaser var basert på enten histopatologi eller bilde overvåking. Uten histopatologiske rapporter, ble levermetastaser bekreftet da: 1) lesjonen viste typiske metastatisk røntgenfunn [12-14]; og 2) intervall størrelse endring ble sett på seriebilde. Cyster ble diagnostisert basert på typiske røntgenfunn som lyse hyper-intensitet på T2-vektede bilder, og ingen forbedring på dynamisk kontrastforsterket T1-vektede bilder, eller ble diagnostisert som sådan er vann dempende lesjoner uten vekst i minst 12 måneders oppfølging -opp på MDCT, MR, eller en kombinasjon av MDCT og MR
CT Acquisition
CT-undersøkelser som ble utført med multidetector CT-skannere (SOMATOM Sensation 16, Sensation 64, eller SOMATOM Definition Flash.; Siemens Medical Solutions, Forchheim, Tyskland). Skanne parametere var som følger: 120-kV; 240 referanse MAS, skive tykkelse, 3 mm, og bordet hastighet på 18,64 til 26,75 mm /rotasjon (pitch 0,6 til 1,07). Feltet-of-view størrelse ble tilpasset den enkeltes kroppsbygning. En middels jevn konvolvering kjerne (B30f) ble anvendt. En precontrast scan ble oppnådd før administrering på 2,0 ml /kg av ikke-ionisk kontrastmiddel (iopromid, Ultravist 300, Bayer Schering Palmar), etterfulgt av en 20-mL saltvann chaser bolus injisert ved en fast injeksjon varighet på 30 sekunder. Ved hjelp av en bolus-sporing teknikk, ble sent arteriell fase skanning startet 18 sekunder etter at Hounsfield-enheter (HU) i hovedpulsåren nådd 100 HU. Portalen venøs fase skanning ble oppnådd 35 sekunder etter utgangen av den arterielle fase skanning
Color kartlegging av leveren AEF
CT datasett ble overført til en arbeidsstasjon (Leonardo,. Siemens Medical Solutions, Erlangen, Tyskland), og en kvantitativ AEF kart over hele leveren ble opprettet ved hjelp av dedikert programvare (Hepacare, Siemens Medical Solutions) som tidligere beskrevet [11,15]. Kort fortalt, de tre-fase datasettene ble nettopp justert i tre dimensjoner ved ikke-stive fordreining teknikker for å korrigere uoverensstemmelser i pusten-hold bilder [8]. Under registreringen blir unenhanced bilde brukt som en referanse, og arterielle og portal fase CT-bilder er registrert på unenhanced fase CT-bilder. Unenhanced CT-bildene blir deretter subtrahert fra den arterielle og portvenefasebilder og AEF prosenter, dvs. forholdet mellom den absolutte økning av dempningen på den arterielle fase til den av portalen fase multiplisert med 100, er avbildet på fargekart piksel pixel (fargekartmålestokk: lilla, 0%, rød, 100%) [8]
Bildeanalyse analyse~~POS=HEADCOMP
To radiologer (CWS og KKA med 6 og 5 års erfaring i abdominal radiologi. henholdsvis) uavhengig analyserte multiphasic CT-bildesett. For å unngå en eventuell tilbakekalling bias, analysert de det sammensatte bildet setter seks uker senere. Den første bildesett bestod av unenhanced, arteriell, og portalfasebilder, og den andre bildesettet var et kombinert bilde sett av de AEF kartene i leveren og multifasisk CT-bilder. Observatørene var klar over det overordnede målet med studien før gjennomgangen og visste at pasientene hadde blitt diagnostisert med tykktarmskreft. Den første og andre bilde sett ble anmeldt i stack modus ved hjelp av bilde arkivering og kommunikasjonssystem (PACS). Alle observatører ble bedt om å registrere antall, størrelse, og segment av lesjoner og for å gradere dem ved nivået for diagnostisering av levermetastaser. Størrelse ble bestemt ved å måle den maksimale diameter av lesjonen på en tverrgående CT-bilde. Den diagnostisk sikkerhet for hver lesjon ble scoret etter en fem-punkts skala: Score fra 1 = bestemt godartet lesjon; score på 2 = trolig benign lesjon; score på 3 = mulig metastaser; score på 4 = trolig metastaser; og en score på 5 = bestemt metastasering. Observatører var klar over det, for statistiske analyser, ville score til 4-5 anses veiledende av metastatiske lesjoner og en score på 3 vil bli vurdert en indikasjon på en lesjon som trenger ytterligere undersøkelser av leveren MR for å skille levermetastaser fra godartet lever cyste. Hvis det var et misforhold mellom fargekartet CT og AEF under evalueringen av de andre bildesett, ble lesjonen vurdert som poengsum 3. diagnostiske kriteriene for lever cyste (Fig. 1) og levermetastaser (fig. 2) ved CT og AEF farge kartlegging er oppsummert i tabell 1 [11,16,17].
Fordi dette lesjon viste ingen intervall endring for 2 år på oppfølgings imaging studier og presentert som en høy SI lesjon på T2-vektet MR bilder, ble det diagnostisert som en lever cyste. Den AEF fargekart presenterte lesjon som en nodule (pil) med redusert AEF (D).
Merk at lesjonen-tilstøtende parenkymet også utstilt økt AEF (grønn) på kartet AEF farge (D ). Lesjonen ble bekreftet å være metastatisk adenokarsinom fra histopathologic rapporten.
Kvantitativ analyse av AEF verdier
AEF verdier ble kvantifisert i både godartet-lesjon-tilstøtende parenchyma og metastatisk -tumor-tilstøtende parenchyma. Lesjon-tilstøtende leveren parenchyma ble definert som normal leveren parenchyma som inneholdt levermetastaser eller en cyste i samme segment. Region of interesser (Rois) ble trukket manuelt i hvert segment uten å inkludere lesjon selv eller store synlige fartøy. Dersom pasienten hadde både metastaser og lever cyste i samme segment, ble det ansett som metastase-tilstøtende leveren parenchyma.
Statistical Analysis
Alle statistiske analyser ble utført av en medisinsk statistiker. Sammenligning av gjennomsnitts AEF verdier av tumor tilstøtende og benign lesjon-tilstøtende parenkymet ble utført av independent- sample t-test.
P
verdier mindre enn 0,05 ble ansett som statistisk signifikant. Analysen ble utført ved hjelp av SAS programvare (versjon 9.2, Cary, NC, USA). For bildebehandling tolkning, ble ROC-analyse utført ved hjelp av SPSS programvare (PASW Statistics, versjon 20, SPSS, Chicago, IL, USA). Interobserver Avtalen ble evaluert ved hjelp av Cohen kappa (k) statistikk. En k-verdi på 0 til 0,20 indikerte liten enighet; 0,21 til 0,40, rettferdig avtale; 0,41 til 0,60, moderat enighet; 0,61 til 0,80, betydelig enighet; og 0,81 til 1,00, nesten perfekt avtalen [18]. Følsomhet, spesifisitet, positiv prediktiv verdi (PPV), negativ prediktiv verdi (NPV), og nøyaktigheten av diagnostisk ytelse ble sammenliknet med logistisk regresjon med generalisert estimere ligning (GEE) metoden [19].
Resultater
pasient~~POS=TRUNC
Førti-seks pasienter (gjennomsnittsalder, 60,8 år ± 11,4 [standardavvik]), 32 menn (gjennomsnittsalder, 60,3 år ± 10,4) og 14 kvinner (gjennomsnittsalder, 62,1 år ± 13.7), ble inkludert i studien. Det var totalt 123 skader, og blant dem, 32 (26,0%) lesjoner var levermetastaser og 91 (74,0%) var godartet. Overall, 16 (34,8%) av pasientene hadde nedsatt levermetastaser og 6 (13,0%) av dem hadde både metastaser og lever cyster. Blant 32 levermetastaser (11,8 ± 6,6 mm), var det 19 lesjoner mindre enn 10 mm i diameter (7,2 ± 1,7 mm), og 13 lesjoner mer enn 10 mm i diameter (18,5 ± 5,0 mm). I 91 lever cyster (6,6 ± 3,8 mm), 84 lesjoner var mindre enn 10 mm i diameter (5,6 ± 1,6 mm), og 7 lesjoner mer enn 10 mm i diameter (18,2 ± 3,8 mm). En endelig diagnose ble etablert av histopatologi for 22 metastaselesjoner i 11 pasienter og ved seriebildediagnostikk for 10 lesjoner i 5 pasienter. For 10 metastaselesjoner i 5 pasienter, ble følgende imaging studier gjort med en kombinasjon av MDCT (oppfølging intervall: 27,0 ± 17,0 måneder) og MR ved 12 måneders mellomrom. Cyster ble diagnostisert basert på oppfølging MDCT (n = 9), MR (n = 3), eller en kombinasjon av MDCT og MR (n = 24) med en gjennomsnittlig oppfølging intervall på 32,3 ± 15,4 måneder.
diagnose~~POS=TRUNC ytelsen AEF fargekart
middelverdien av arealet under ROC-kurven (Az) øker når multiphasic CT-bilder og AEF fargekart kombinert ble sammenlignet med vurdering basert bare på multiphasic CT-bildene fra 0,698 til 0,897 (leser 1) og 0,825 til 0,945 (leseren 2) (P-verdi 0,001 og 0,002, henholdsvis). Denne økningen var spesielt viktig for lesjoner mindre enn 1 cm i diameter, øker 0,702 til 0,888 (leseren 1), og 0,768 til 0,958 (leseren 2) (p-verdi = 0,001 og 0,001, respektivt). Forskjellen i midlere Az verdien av lesjoner på mer enn 1 cm i diameter var ikke statistisk signifikant (Tabell 2).
diagnostiske resultater er oppsummert i tabell 3. Nøyaktigheten ved hjelp av kombinerte bildesett inkludert AEF fargekart ble betydelig høyere sammenlignet med å bruke bare multifasisk CT for både lesere (
P
verdier ≤ 0,001 og 0,013). Denne økningen i nøyaktighet med det sammensatte bildet settene var også høyere for lesjoner mindre enn 1 cm i diameter (
P
verdi = 0,001 og 0,021 for to lesere). Men for lesjoner som overstiger 1 cm i diameter, er nøyaktigheten var høyere eller i det minste den samme når CT ble kombinert med fargekart sammenlignet med flerfaset CT, men forskjellen var ikke statistisk signifikant (
P
verdier = 0,158 og 0.318 for to lesere)
Det var to falske negative lesjoner hos to pasienter som ikke var kontrollerbar på AEF fargekart, men var kontrollerbar på multifasisk CT. En retrospektiv gjennomgang av disse lesjoner viste at de målte 4 mm og 6 mm i diameter, men deres plassering på leveren kuppelen kan ha resultert i uoverensstemmelser i flerfase bildene på grunn av pasientens puste. Det var fem falske positive lesjoner hos tre pasienter som hadde blitt vurdert enten en eller to av multifasisk CT og senere ble vurdert 3 eller 4 med den AEF farge kartet. Alle tre pasientene viste uoverensstemmelser i flerfase bildene på grunn av dårlig ånde holding, og to av de fem lesjoner ble plassert ved siden av membranen.
Kvantitativ farge kartlegging av lever AEF
I 46 pasienter, det var 63 godartet-lesjon-tilstøtende parenchyma og 28 metastatisk tumor-tilstøtende parenchyma. Den midlere verdi AEF av metastaserende tumor-tilstøtende parenchym (35,1 ± 27,2) var signifikant høyere enn den av godartet-lesjon-tilstøtende parenchym (22,8 ± 19,4) (
P
-verdi = 0,016).
interobserver avtalen
for multifasisk CT bildebehandling, k verdien for de to observatører var 0,274, noe som indikerer rettferdig interobserver avtalen, men den k verdien falt til 0.180 når lesjonen var mindre enn 1 cm. Når det kombineres med farge kartlegging av lever AEF, k verdi for alle lesjoner var 0,766, noe som indikerer god avtale, og selv for lesjon mindre enn 1 cm, k verdien var 0,721 (tabell 4).
diskusjon
Våre resultater tyder på at den diagnostiske ytelse for små levermetastaser hos pasienter med kolorektal kreft, spesielt for lesjoner mindre enn 1 cm i størrelse, kan forbedres ved kombinert gjennomgang av CT-bilder og AEF farge kartlegging. Den interobserver avtale mellom to lesere ble også forbedret etter å ha lagt AEF farge kartlegging. Den AEF verdien var betydelig høyere i metastatisk-tumor-tilstøtende parenkymet enn i lesjonen fritt leveren parenchyma.
For pasienter med levermetastaser fra kolorektal kreft, er prognosen bedre med kirurgisk fjerning eller perkutan ablasjon av levermetastaser [20]. Således er nøyaktig diagnose av levermetastaser viktig. Selv om CT er den primære diagnoseverktøy for preoperativ evaluering og postoperativ overvåking, MR viste bedre diagnostisk ytelse i karakterisering av små levermetastaser [21,22]. State-of-the-art MDCT bruker stråle kollimasjon mindre enn 1 mm, men bilde gjenoppbygging i disse studiene er involvert bilder med 3 mm eller 5 mm kollimering. Dette kan ha ført til dårlig definerte marginer eller pseudoenhancement og en nedgang i diagnostisk nøyaktighet og interobserver avtalen, særlig i lesjoner mindre enn 1 cm i størrelse. Videre med iboende høy vev kontrast og hepatocytter spesifikke kontrastmiddel eller diffusjon vektet bilder, kan leveren MRI tillater høy diagnostisk nøyaktighet (Az verdi, 0,965) og høy følsomhet (97,4%), selv med små levermetastaser [7,13 ]. Følgelig kan ytterligere MR etter abdominal CT bistå i karakterisering av små leverlesjoner [21], til tross for at både tidkrevende og kostbart. I vår studie, diagnose ytelse kombinert sett med kvantitativ AEF farge kartlegging og Multiphasic CT-bilder (Az verdi, 0.888 og 0.958) var høyere enn for CT bare (Az verdi 0,78) og nær det av leveren MRI (Az verdi , 0,96) [21]. Videre interobserver Avtalen ble også forbedret etter kombinert gjennomgang av CT-bilder og AEF fargekart. Tatt i betraktning at AEF fargekart kan fås fra eksisterende CT-bilder uten ytterligere tid eller utgifter, kan de lett brukes i daglig klinisk praksis før du utfører andre diagnostiske bildediagnostikk.
perfusjonsbilleddannelse av leveren er kjent for å ha den potensial til å forbedre tidlig deteksjon av regional leversykdom, inklusive levermetastaser gjennom oppløsningen av lever arterielle og portal venøse komponenter [23]. I nærvær av metastasering, har en økning i hepatisk arteriell perfusjon i forhold til total lever perfusjon blitt rapportert [24-26]. Imidlertid, selv om perfusjon CT kunne gi tilleggsinformasjon for diagnostisering av metastase, kan det ikke anvendes i et klinisk miljø på grunn av den relativt høye strålingseksponering under undersøkelse [23]. Når den brukes som en post-prosessering, kvantitativ måling av hepatisk AEF har potensial til å erstatte perfusjonsbilleddannelse, siden AEF av tumor-tilstøtende parenkym er høyere enn den for lesjon-fri leveren parenchyma uten behov for ytterligere eksponering stråling [11] . Vi har likeledes funnet at den AEF av tumor-tilstøtende parenchyma var høyere enn for godartet-tilstøtende og lesjon-fri parenchyma. [4,27]
Selv om tidligere studier ikke har spesielt beskrevet falske positive og falske negative diagnoser [8,11,27], ble to falske negative og fem falske positive diagnoser gjort i vår studie. De tredimensjonale ikke-stive fordreining teknikker som brukes av den Hepacare programvare for å justere tre-fase bildedatasett kanskje ikke har vært tilstrekkelig til å korrigere data mismatch i leveren kuppelen, som er mest utsatt for membranen og hjerte bevegelse. Derfor, anvendelse og tolkning av AEF farge kartlegging må utføres med forsiktighet hos pasienter som ikke kan holde pusten godt eller hos pasienter som har lesjoner i leveren kuppelen.
Vår studie hadde noen begrensninger. Først var det en retrospektiv studie basert på analyse av medisinske poster, og dermed utvalgsskjevhet kan eksistere. For det andre studiepopulasjonen var relativt liten. Tredje, bare hypovascular metastaser ble evaluert. Forth, godartet lesjonene kun inkludert lever cyster. Andre godartede lesjoner som liten hemangioma, hamartoma, eller granulomer kunne også ha vært til stede. Men den relativt lave forekomsten av andre benigne lesjoner sammenlignet med lever cyster tyder på at våre resultater kan være aktuelt i daglig praksis. Femte, som nevnt ovenfor, var det to falske negative og fem falske positive diagnoser gjort på AEF farge kartet, og disse misdiagnoses var hovedsakelig på grunn av data mismatch forårsaket av bevegelsesartefakter. Dermed kan merverdien av et AEF fargekart begrenses spesielt for lesjoner lokalisert i leveren kuppelen, som er utsatt for membran og hjerte bevegelse. Sjette, ble bare 22 lesjoner blant de totale 123 lesjoner bekreftet gjennom patologiske rapporter mens den endelige diagnosen av de resterende 121 lesjoner ble gjort basert på 1-års oppfølging imaging studier. Tidligere studier med små levermetastaser viste høye feilsøkings forestillinger av gadolinium-EOB-DTPA forbedret og diffusjon vektede MR med Az verdier i området 0,926 til 0,983, men de er også rapportert falske positive og negative saker, og dette kan føre til feil diagnoser av standard referanser. [7,13] Følgelig, selv om dette kan være tilfelle for meget få tilfeller, er det en mulighet for feil diagnose på MR. Men denne studien hadde en oppfølgingsperioden på minst 12 måneder, og dette er antatt å ha minimert risikoen for feildiagnostisering. Sjuende og siste, var det en 6-ukers intervall mellom de to bildeanalyse økter for å unngå recall bias, men denne metoden for å vurdere den sanne merverdi av AEF farge kartlegging kan ha sine egne begrensninger.
I konklusjonen, AEF farge kartlegging kan gi forbedring av diagnostisk ytelse for differensialdiagnose av små kolorektale levermetastaser fra lever cyster, særlig i lesjoner mindre enn 1 cm i diameter, uten ytterligere eksponering stråling.
Takk
Dette artikkelen er ikke støttet av noen tilskudd eller fond.
