Abstrakt
Målsætning
For at vurdere merværdien af arteriel enhancement fraktion (AEF) farvekort for differentieringen af små metastaser fra hepatiske godartede læsioner.
Emner og Metoder
Vi analyserede retrospektivt 46 patienter med kolorektal cancer, som gennemgik multifasisk lever CT scanning og havde lavt formildende leverlæsioner mindre end 3 cm (123 i alt læsioner, metastase: godartet = 32:91). AEF farvekort i leveren blev skabt fra multifasisk lever CT billeder ved hjælp af dedikeret software. To radiologer uafhængigt revideret multifasisk CT billedet sætter alene og i kombination med billedsæt med AEF farve kort ved hjælp en fem-trins-skalaen. Den yderligere diagnostiske værdi af farvekort blev vurderet ved hjælp af receiver-drift karakteristik (ROC) analyse.
Resultater
Arealet under ROC-kurven (Az) øges, når flerfasede CT-billeder var kombineret med AEF farvekort analyse i forhold til evaluering kun baseret på flerfasede CT-billeder (fra 0,698 til 0,897 for læseren 1, og 0,825-0,945 for læseren 2; P 0,001 og 0,002 henholdsvis). Stigningen Az var især signifikant for læsioner mindre end 1 cm (fra 0,702 til 0,888 for læseren 1, og 0,768-0,958 for læseren 2; P = 0,001 og P = 0,001, henholdsvis). Den gennemsnitlige AEF tumor-tilstødende parenkym (35,07 ± 27,2) var signifikant højere end for tumor-fri leverparenchym (27,3 ± 20,6) (P = 0,04).
Konklusioner
AEF farve kortlægning kan forbedre den diagnostiske ydeevne for små levermetastaser fra kolorektal cancer og kan give mulighed for fjernelse af yderligere undersøgelser
Henvisning:. Park M, Chung YE, Kim KA, Chung WS, Lee HS, Han KH, et al. (2015) Added Value af arterielle Enhancement Fraktion Color Maps til karakterisering af Small Nedsat Low-dæmpende Læsioner i patienter med kolorektal cancer. PLoS ONE 10 (2): e0114819. doi: 10,1371 /journal.pone.0114819
Academic Redaktør: Wafik S. El-Deiry, Penn State Hershey Cancer Institute, UNITED STATES
Modtaget: Februar 5, 2014 Accepteret: 19 oktober 2014; Publiceret: 23 feb 2015
Copyright: © 2015 Park et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres
Finansiering: Forfatterne har ingen støtte eller finansiering til at rapportere
konkurrerende interesser:.. forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser
Introduktion
leveren er den mest almindelige site af metastaser fra kolorektal cancer . Præcis præoperativ diagnose af levermetastaser er kritisk for planlægning behandling og forudsige prognose [1,2]. Computertomografi (CT) er den primære afbildningsmodalitet til præoperativ vurdering af patienter med kendt eller mistænkt kolorektal cancer og kan anvendes til præcist at diagnosticere både omfanget af primær colorektal cancer og levermetastaser. Små, lav dæmpning læsioner i leveren blev fundet i 13% til 25,5% af præoperative CT-scanninger, selv om kun 2,2% til 14,0% blev bekræftet som metastaser [3,4]. Det er ofte vanskeligt at karakterisere sådanne små hepatiske læsioner på CT-billeder. Selvom gadolinium ethoxybenzyl diethylentriaminpentaeddikesyre (Gd-EOB-DTPA) Enhanced magnetisk resonans billede (MRI) og positron emissions tomografi (PET) kan være nyttige til diagnosticering af små metastaser, [5-7] disse billeddiagnostiske modaliteter kræver yderligere udgift og tid og er ikke tilgængelige i nogle faciliteter eller lande.
Arteriel enhancement fraktion (AEF) farve kortlægning kan afsløre hæmodynamiske ændringer i leverparenkym. Den AEF er defineret som forholdet mellem dæmpningen tilvækst under arterielle og portal venøse faser sammenlignet med den ikke-forstærket billede (AEF = [(HU
A-HU
U) /(HU
P-HU
U)], hvor HU er dæmpningen, A er den arterielle fase, P er portvenefasen, og U er den ikke-kontrast billede [8]. Leverforandringer hæmodynamiske ændringer har vist sig at gå forud bestemt levermetastaser og højere forøgelse af leveren mellem 25 og 40 sekunder kan foreslå okkult levermetastaser [9,10]. AEF farve mapping er også nyttigt til forudsigelse tumor respons på kemoterapi [11], og kunne forbedre den diagnostiske ydelse for fokale leverlæsioner såsom HCC [8 ].
Vi antager, at semi-kvantitativ vurdering af små leverlæsioner og kvantitativ sammenligning af læsion-tilgrænsende og læsion-fri leverparenchym med AEF farve mapping kan også forbedre den diagnostiske ydeevne til differentiering små levermetastaser fra hepatiske cyster . Den største fordel ved AEF farve kortlægning er, at det er en ren post-teknik, og derfor kan udføres under anvendelse af rutinemæssige dynamisk CT-data uden yderligere stråling eller andre billeddannende undersøgelser. Formålet med denne undersøgelse var at undersøge den diagnostiske værdi af AEF for differentieringen af små levermetastaser fra benigne hepatiske cyster i patienter med colorectal cancer.
Materialer og Metoder
Patienter
Vi opnåede godkendelse til denne retrospektive undersøgelse fra Institutional Review Board, og kravet om informeret samtykke blev givet afkald på. Vi retrospektivt revideret elektronisk medicinske journaler og radiologiske rapporter fra mellem april 2009 og maj 2011. Patienter, som havde kolorektal cancer og som gennemgik multifasisk CT herunder prækontrastforstærket, arteriel fase, og portalen venøse fase blev inkluderet i undersøgelsen. Patienter, som havde levermetastaser større end 30 mm blev udelukket, fordi store levermetastaser let kan diagnosticeres som metastaser, mens det i vores undersøgelse var at evaluere merværdien af AEF til detektering små levermetastaser. Patienter, som gennemgik termisk ablation terapi for hepatiske læsioner blev udelukket som godt for at undgå fejldiagnoser af standard referencer. Patienter, som havde mere end otte levermetastaser eller som havde en historie af forudgående behandling for levermetastaser blev også udelukket fra undersøgelsen. Foruden histopatologisk bekræftelse havde alle patienter undergået opfølgning kontrast-forstærket CT- eller MR. Bestemmelse af metastaser var baseret på enten histopatologi eller billedbehandling overvågning. Uden histopatologiske rapporter blev levermetastaser bekræftet, da: 1) læsionen viste typiske metastatiske billeddiagnostiske fund [12-14]; og 2) interval størrelse ændring blev set på seriel billeddannelse. Cyster blev diagnosticeret baseret på typiske billeddiagnostiske fund såsom lyse hyper-intensitet på T2-vægtede billeder og ingen forbedring på dynamisk kontrast-forstærket T1-vægtede billeder eller blev diagnosticeret som sådan er vand-formildende læsioner uden vækst i mindst 12 måneders opfølgning -up på MDCT, MRI, eller en kombination af MDCT og MR
CT Acquisition
CT-undersøgelser blev udført ved hjælp multidetektor CT-skannere (Somatom Sensation 16, Sensation 64, eller Somatom Definition Flash.; Siemens Medical Solutions, Forchheim, Tyskland). De scanningsparametre var som følger: 120-kV; 240 reference- mAs, skive tykkelse, 3 mm, og tabel hastighed på 18,64-26,75 mm /rotation (pitch 0,6-1,07). Feltet-of-view størrelse blev tilpasset til den enkeltes fysik. Et medium glat foldningskerne (B30f) anvendt. En prækontrastforstærket scanning blev opnået inden administration af 2,0 ml /kg af ionisk kontrastmateriale (iopromid, Ultravist 300, Bayer Schering Palmar), efterfulgt af en 20-ml saltvand chaser bolus injiceret ved en fast injektion varighed på 30 sekunder. Ved hjælp af en bolus-tracking teknik blev den sene arteriel fase scanning startet 18 sekunder efter Hounsfield enheder (HU) i den abdominale aorta nåede 100 HU. Portalen venøse fase scanningen blev opnået 35 sekunder efter afslutningen af den arterielle fase scanning
Color kortlægning af leveren AEF
CT datasæt blev overført til en arbejdsstation (Leonardo;. Siemens Medical Løsninger, Erlangen, Tyskland), og en kvantitativ AEF kort over hele leveren blev oprettet ved hjælp dedikeret software (Hepacare; Siemens Medical Solutions) som beskrevet tidligere [11,15]. Kort fortalt blev de trefasede datasæt præcist rettet i tre dimensioner af ikke-stive vridning teknikker til at korrigere uoverensstemmelser i ånde-hold billeder [8]. Under registreringen er det ubeskyttede billedet bruges som reference, og arterielle og portal fase CT-billeder er registreret på ubeskyttede fase CT-billeder. Ubeskyttede CT billeder trækkes derefter fra den arterielle og Portvenefasens billeder og AEF procentsatser, dvs. forholdet mellem den absolutte forøgelse af dæmpning på den arterielle fase til den for portalen fase multipliceret med 100, kortlægges på farvekortet pixel pixel (farve kortskalaen: lilla, 0%, rød, 100%) [8]
Billedanalyse
To radiologer (CWS og KKA med 6 og 5 års erfaring i abdominal radiologi. henholdsvis) uafhængigt analyseret flerfasede CT billedsæt. For at undgå enhver mulig recall bias, de analyserede det kombinerede billede sætter seks uger senere. Det første billede sæt bestod af ubeskyttede, arteriel og portal billeder fase, og det andet billede sæt var en kombineret billedsæt af AEF kort over leveren og flerfasede CT-billeder. Observatørerne var klar over det overordnede mål med undersøgelsen før gennemgangen og vidste, at patienterne var blevet diagnosticeret med tyktarmskræft. Det første og andet billede sæt blev revideret i stakken tilstand ved hjælp af billedet arkivering og kommunikationssystem (PACS). Alle observatører blev bedt om at registrere antallet, størrelsen og segment af læsionerne og til lønklasse dem efter niveau til diagnosticering af levermetastaser. Størrelse blev vurderet ved at måle den maksimale diameter af læsionen på en tværgående CT billede. Den diagnostiske tillid for hver læsion blev scoret efter en fem-trins-skalaen: Resultat af 1 = konkret godartet læsion; score på 2 = sandsynligvis godartet læsion; score på 3 = mulig metastase; score på 4 = sandsynligvis metastase; og en score på 5 = bestemt metastase. Observatører var klar over, at for statistiske analyser, ville snesevis af 4-5 betragtes tegn på metastatiske læsioner og en score på 3 ville blive betragtet som tegn på en læsion, der har behov for yderligere undersøgelse af leveren MRI til at differentiere hepatisk metastase fra godartet hepatisk cyste. Hvis der var et misforhold mellem CT og AEF farvekort under evalueringen af det andet billede sæt blev læsionen bedømt som score 3. De diagnostiske kriterier for hepatisk cyste (fig. 1) og levermetastaser (fig. 2) ved CT og AEF farve kortlægning er sammenfattet i tabel 1 [11,16,17].
Fordi denne læsion viste ingen interval ændring i 2 år på opfølgende billeddiagnostiske undersøgelser og præsenteres som en høj SI læsion på T2-vægtet MR billeder, blev det diagnosticeret som en hepatisk cyste. Den AEF farvekort præsenterede læsionen som en knude (pil) med nedsat AEF (D).
Bemærk at læsionen-tilstødende parenkym også udstillet øget AEF (grøn) på AEF farvekort (D ). Læsionen blev bekræftet at være metastatisk adenokarcinom fra histopatologisk rapport.
Kvantitativ analyse af AEF værdier
AEF værdier blev kvantificeret i både godartede-læsion-tilstødende parenkym og metastatisk -tumor-tilstødende parenkym. Læsion-tilstødende leverparenchym blev defineret som normal lever parenkym som indeholdt hepatisk metastase eller en cyste i samme segment. Region interesser (ROI’er) blev trukket manuelt i hvert segment uden at inkludere selve læsion eller større synlige fartøjer. Hvis patienten havde både metastaser og hepatisk cyste i samme segment, blev det anset metastase-tilstødende leverparenkym.
Statistisk analyse
Alle statistiske analyser blev udført af en medicinsk statistiker. Sammenligning af de gennemsnitlige AEF værdier af tumor-tilgrænsende og godartet-læsion-tilstødende parenkym blev udført af den independent- prøve t-test.
P
værdier mindre end 0,05 blev betragtet som statistisk signifikant. Analysen blev udført under anvendelse SAS-software (version 9.2, Cary, NC, USA). For imaging fortolkning, blev ROC analyse udført ved hjælp af SPSS software (PASW Statistics, udgave 20, SPSS, Chicago, IL, USA). Interobserver aftale blev evalueret ved brug Cohen kappa (k) statistik. En k-værdi på 0-0,20 angivet svag aftale; Fra 0,21 til 0,40, fair aftale; 0,41-0,60, moderat aftale; 0,61-0,80, væsentlig aftale; og 0,81-1,00, næsten perfekt aftale [18]. Følsomhed, specificitet, positiv prædiktiv værdi (PPV), negativ prædiktiv værdi (NPV), og nøjagtigheden af diagnostiske ydeevne blev sammenlignet ved hjælp af logistisk regression med generaliseret estimering ligning (GEE) metoden [19].
Resultater
patienter
Fyrre-seks patienter (gennemsnitsalder, 60,8 år ± 11.4 [standardafvigelse]), 32 mænd (gennemsnitsalder, 60,3 år ± 10,4) og 14 kvinder (gennemsnitsalder, 62,1 år ± 13,7), blev inkluderet i undersøgelsen. Der var i alt 123 læsioner og blandt dem, 32 (26,0%) læsioner var levermetastaser og 91 (74,0%) var godartet. Samlet set 16 (34,8%) patienter havde nedsat metastaser og 6 (13,0%) af dem havde både metastaser og hepatiske cyster. Blandt 32 levermetastaser (11,8 ± 6,6 mm), der var 19 læsioner mindre end 10 mm i diameter (7,2 ± 1,7 mm) og 13 læsioner mere end 10 mm i diameter (18,5 ± 5,0 mm). I 91 hepatiske cyster (6,6 ± 3,8 mm), 84 læsioner var mindre end 10 mm i diameter (5,6 ± 1,6 mm), og 7 læsioner mere end 10 mm i diameter (18,2 ± 3,8 mm). En endelig diagnose blev etableret af histopatologi for 22 metastatiske læsioner i 11 patienter og ved serielle billeddiagnostiske undersøgelser i 10 læsioner i 5 patienter. For 10 metastatiske læsioner i 5 patienter blev følgende billeddiagnostiske undersøgelser udført med en kombination af MDCT (opfølgning interval: 27,0 ± 17,0 måneder) og MR ved 12-måneders intervaller. Cyster blev diagnosticeret baseret på opfølgende MDCT (n = 9), MR (n = 3), eller en kombination af MDCT og MR (n = 24) med en gennemsnitlig opfølgning interval på 32,3 ± 15,4 måneder.
diagnostisk udførelse af AEF farvekort
middelværdien af arealet under ROC-kurven (Az) øges, når flerfasede CT-billeder og AEF farvekort kombineret blev sammenlignet med evaluering kun baseret på flerfasede CT-billeder fra 0,698 til 0,897 (reader 1) og fra 0,825 til 0,945 (læseren 2) (P-værdi 0,001 og 0,002, henholdsvis). Stigningen var især signifikant for læsioner mindre end 1 cm i diameter, stigende ,702-,888 (læseren 1), og 0,768-0,958 (læseren 2) (P-værdi = 0,001 og 0,001 henholdsvis). Forskellen i middelværdien Az værdien af læsioner på mere end 1 cm i diameter var ikke statistisk signifikant (tabel 2).
Det diagnostiske resultater er opsummeret i tabel 3. Nøjagtigheden af anvendelse af kombinerede billedsæt herunder farvekort AEF var signifikant højere sammenlignet med kun at bruge multifasisk CT for både læsere (
P
værdier ≤ 0,001 og 0,013). Denne stigning i nøjagtighed med det kombinerede billede sæt var også højere for læsioner mindre end 1 cm i diameter (
P Drømmeholdet værdi = 0,001 og 0,021 for to læsere). Men for læsioner på over 1 cm i diameter, nøjagtigheden var højere eller mindst det samme, når CT blev kombineret med farve kort sammenlignet med flerfaset CT, men forskellen var ikke statistisk signifikant (
P
værdier = 0,158 og 0,318 til to læsere)
der var to falsk negative læsioner i to patienter, som ikke var verificerbare på AEF farvekort, men var kontrolleres på multifasisk CT. En retrospektiv gennemgang af disse læsioner viste, at de målte 4 mm og 6 mm i diameter, men deres placering i leveren kuppel kan have medført uoverensstemmelser i multifase billederne på grund af patientens vejrtrækning. Der var fem falsk positive læsioner i tre patienter, der var blevet bedømt enten 1 eller 2 ved multifasisk CT og blev senere vurderet til 3 eller 4 med AEF farvekort. Alle tre patienter viste uoverensstemmelser i multifase billederne på grund af dårlig ånde bedrift, og to af de fem læsioner blev placeret ved siden af mellemgulvet.
Kvantitativ farve kortlægning af leveren AEF
I 46 patienter, der var 63 godartet-læsion-tilstødende parenchym og 28 metastatisk-tumor-tilstødende parenkym. Middelværdien AEF værdi af metastatisk-tumor-tilstødende parenkym (35,1 ± 27,2) var signifikant højere end for benign læsion-tilstødende parenkym (22,8 ± 19,4) (
P Drømmeholdet værdi = 0,016).
interobserver aftale
for flerfaset CT billeddannelse, k værdi for de to observatører var 0,274, hvilket indikerer retfærdig interobserver aftale, men k-værdi faldt til 0,180, når læsionen var mindre end 1 cm. Når det kombineres med farve kortlægning af den hepatiske AEF, k værdi for alle læsioner var 0,766, hvilket indikerer god aftale, og selv for læsion mindre end 1 cm, k-værdi var 0,721 (tabel 4).
Discussion
Vores resultater antyder, at den diagnostiske ydelse til små hepatiske metastaser i patienter med kolorektal cancer, især for læsioner mindre end 1 cm i størrelse, kan forbedres ved kombineret gennemgang af CT-billeder og AEF farve kortlægning. Den interobserver aftale mellem to læsere blev også forbedret efter tilsætning AEF farve kortlægning. Den AEF værdien var signifikant højere i metastatisk-tumor-tilstødende parenkym end i læsion-fri leverparenkym.
For patienter med levermetastaser fra kolorektal cancer, er prognosen bedre med kirurgisk fjernelse eller perkutan ablation af levermetastaser [20]. Således præcis diagnose af hepatisk metastase er vigtig. Selvom CT er den primære diagnostiske værktøj til præoperativ vurdering og postoperativ overvågning, viste MR bedre diagnostisk præstation i karakterisering af små levermetastaser [21,22]. State-of-the-art MDCT bruger strålekollimation på mindre end 1 mm, men billedet genopbygning i disse undersøgelser er involveret billeder med 3 mm eller 5 mm kollimering. Dette kunne have resulteret i dårligt definerede avancer eller pseudoenhancement og et fald i diagnostisk nøjagtighed og interobserver aftale, især i læsioner mindre end 1 cm i størrelse. Desuden med iboende høj væv kontrast og hepatocyt-specifik kontrastmiddel eller diffusion-vægtede billeder, kan leveren MRI give mulighed for høj diagnostisk nøjagtighed (Az værdi 0,965) og høj følsomhed (97,4%), selv med små levermetastaser [7,13 ]. Derfor kan yderligere MRI efter abdominal CT-scanning hjælpe med karakterisering af små leverlæsioner [21], på trods af at være både tidskrævende og dyrt. I vores undersøgelse, den diagnostiske ydeevne kombineret sæt kvantitative AEF farve kortlægning og flerfasede CT-billeder (Az-værdi, 0,888 og 0,958) var højere end for CT kun (Az-værdi, 0,78), og tæt på den for leveren MRI (Az-værdi , 0,96) [21]. Endvidere blev interobserver aftale også forbedret efter kombineret gennemgang af CT-billeder og AEF farvekort. I betragtning af at der kan opnås AEF farvekort fra eksisterende CT-billeder uden ekstra tid eller udgift, kunne de sagtens bruges i daglig klinisk praksis, før du udfører andre billeddiagnostiske modaliteter diagnostiske.
Perfusion billeddannelse af leveren er kendt for at have den potentiale til at forbedre tidlig påvisning af regional leversygdom, herunder nedsat metastase gennem løsning af hepatisk arteriel og portal venøse komponenter [23]. Ved tilstedeværelse af metastase, er blevet rapporteret en stigning i hepatisk arteriel perfusion sammenlignet med total nedsat perfusion [24-26]. Selv om perfusion CT kunne give yderligere oplysninger til diagnosticering af metastase, kan det ikke anvendes i et klinisk miljø på grund af den relativt høje eksponering stråling under undersøgelse [23]. Ved anvendelse som et post-teknik, kvantitativ måling af hepatisk AEF har potentialet til at erstatte perfusion imaging, eftersom AEF af tumor-tilstødende parenkym er højere end den for læsion-fri leverparenchym uden behov for ekstra stråling [11] . Vi fandt ligeledes, at AEF af tumor-tilstødende parenkym var højere end for godartet-tilgrænsende og læsion-fri parenkym. [4,27]
Selvom tidligere undersøgelser ikke specifikt har beskrevet falsk-positive og falsk negative diagnoser [8,11,27] blev to falsk negative og fem falsk-positive diagnoser foretaget i vores undersøgelse. De tredimensionale ikke-stive vridning, som anvendes i Hepacare software til at tilpasse trefasede billede datasæt måske ikke været tilstrækkelig til at korrigere data mismatch i leveren kuppel, som er den mest sårbare over membranen og hjertets bevægelse. Derfor anvendelse og fortolkning af AEF farve kortlægning skal udføres med forsigtighed hos patienter, som ikke kan holde vejret godt eller patienter, som har læsioner i leveren kuppel.
Vores undersøgelse havde nogle begrænsninger. Først var det en retrospektiv undersøgelse baseret på analyse af medicinske journaler, således selektionsbias kan eksistere. For det andet, undersøgelsespopulationen var relativt lille. Tredje, kun hypovaskulære metastaser blev evalueret. Forth, de benigne læsioner omfattede kun hepatiske cyster. Andre godartede læsioner såsom små hemangioma, hamartoma eller granuloma kunne også have været til stede. den relativt lave forekomst af andre godartede læsioner sammenlignet med hepatiske cyster tyder dog på, at vores resultater kan være gældende i den daglige praksis. Femte, som nævnt ovenfor, var der to falske-negative og fem falsk-positive diagnoser foretaget på AEF farvekort, og disse fejldiagnoser var primært på grund af uoverensstemmelse data forårsaget af bevægelsesartefakter. Således kan merværdi et AEF farvekort begrænses især for læsioner lokaliseret ved leveren kuppel, som er sårbar over for mellemgulv og hjerte bevægelse. Sjette, blev kun 22 læsioner blandt de samlede 123 læsioner bekræftet gennem patologiske rapporter, mens den endelige diagnose af de resterende 121 læsioner blev foretaget på grundlag af 1-års opfølgning billeddiagnostiske undersøgelser. Tidligere undersøgelser med små levermetastaser udviste høje diagnostiske opførelser af gadolinium-EOB-DTPA forbedret og diffusion-vægtet MRI med Az-værdier i området 0,926-0,983 men de rapporterede også falsk positive og negative sager, og dette kan forårsage forkerte diagnoser af standard referencer. [7,13] Derfor, selv om dette kan være tilfældet for meget få tilfælde, er der en mulighed for forkert diagnose på MR. Men denne undersøgelse havde en opfølgning periode på mindst 12 måneder, og det menes at have minimeret risikoen for fejldiagnose. Syvende og sidste, var der en 6-ugers interval mellem de to imaging analyse sessioner for at undgå recall bias, men denne metode til vurdering af den sande merværdi AEF farve kortlægning kan have sine egne begrænsninger.
Som konklusion, AEF farve kortlægning kan tillade forbedring af diagnostiske ydeevne til differentialdiagnose af små kolorektale levermetastaser fra hepatiske cyster, især i læsioner mindre end 1 cm i diameter, uden ekstra stråling.
Tak
Dette artiklen er ikke understøttet af nogen tilskud eller fonde.
Leave a Reply
Du skal være logget ind for at skrive en kommentar.