定量体积烧蚀利润率评估肝细胞癌:预测当地肿瘤恶化使用非刚性的注册软件

文摘

目的。射频消融术(RFA)后肝细胞癌(HCC),预处理和postinterventional对比增强CT摄影图像通常定性解释为确定技术的成功,通过目测。本研究的目的是评估定量评估的可行性,使用非刚性的CT-CT coregistration算法。材料和方法。25 RFA对肝癌患者回顾性包括2009年和2014年之间。半自动的预处理和后处理的coregistration摄影是由两个放射科医生独立执行。在扫描一个可靠的登记、肿瘤和消融区划定辨认和狭隘的RFA利润的大小。此外,由另外两名放射科医生独立进行定性评估来确定技术成功和解剖方面和幅度最小的大小。Interobserver协议利率确定方法,和当地肿瘤恶化的结果而发生(LTP)。结果。CT-CT coregistration在18/25的患者几乎完美的技术上可行interobserver定量分析协议(κ= 0.88)。interobserver协议定性RFA利润率分析κ= 0.64。使用定量评估,负面的烧蚀利润率被发现12/18的患者,LTP发生在8个病人。在剩下的6例,定量分析了完整的肿瘤消融和LTP发生。结论。定量RFA保证金的可行性评估使用非刚性的coregistration的预处理和postablation CT是有限的,但似乎是一个有价值的工具在预测HCC患者的LTP ( )。

1。介绍

射频消融术(RFA)已经被公认为一线治疗非常早期肝细胞癌(HCC)(病变直径< 2厘米),用作治疗不可切除的早期肝癌(孤独的病变,或最多3病变直径≤3厘米),根据肝癌巴塞罗那诊所(BCLC)分期系统(1,2]。由于实施高危人群的监测,早期诊断BCLC——或者早期HCC现在可行的多达60%的肝癌病例在发达国家(3]。这使得RFA日益使用治疗模式。RFA的复发率非常早期肝癌患者手术治疗后相媲美(1]。然而,较高的复发率在病人治疗大肝癌病变(4- - - - - -6]。

RFA治疗后,可能发生两种类型的肝内复发。本地肿瘤恶化(LTP)中发现50%的消融(7),是与烧蚀保证金不足有关,大型肿瘤大小,直接邻近的血管肿瘤,和可行的肿瘤细胞的粘附RFA电极(8]。遥远的肝内复发相关系统参数,如血管侵犯的存在,多病灶的疾病,血甲胎蛋白水平升高,丙型肝炎病毒感染(9]。

早期肝癌首选的治疗方法是手术切除。然而,许多病人都没有资格获得这种治疗,由于肝硬化门静脉高压,不宜肿瘤位置和/或并存病(1,10]。热消融是治疗不可切除的早期肝癌的首选5厘米。遥远的切除后肝内复发率和消融是类似的,但是LTP利率走高,此前消融和负面影响总体生存4- - - - - -6,11]。改善RFA的结果不可切除的早期肝癌,减少LTP利率似乎是至关重要的。

组织学确认总RFA后肿瘤坏死是不可能的。在许多中心,当前工作流涉及定性评估的RFA利润通过预处理和postinterventional滚动图片,分别。技术的成功被认为是当一个预定义的成功交付给肿瘤的能量,和完整的肿瘤覆盖率有足够的烧蚀利润确认在对比度增强型计算机断层扫描摄影8]。一般来说,> 5毫米的烧蚀保证金,或理想的10毫米,建议8]。这些值,而任意来自手术标准和支持的一些研究[10- - - - - -12]。然而,证据是有限的,没有标准化的方式烧蚀利润率评估目前可用。

支持消融验证软件获得了利益。然而,此时此刻,软件致力于量化消融保证金缺乏评估和可用的软件还没有验证大病人军团。合并的预处理和postablation扫描可以使用非刚性的或执行刚性coregistration软件。非刚性的coregistration算法允许更多的自由度在转换中更好地适合扫描到另一个。除了全球线性变换,如平移和旋转,该算法,例如,使用径向基函数或其他自由形式的变形模型,允许局部图像的扭曲找到一个更好的登记。Mirada RTx (Mirada医疗有限公司,英国牛津大学)是放疗治疗计划的开发的软件应用程序,使用非刚性医学图像数据集登记包括计算机断层扫描(CT)和磁共振成像(MRI)。这个软件被用于这项研究。

本研究的主要目的是评估的可行性定量三维(3 d)保证金后评估非刚性的CT-CT coregistration预处理和postinterventional成像,使用Mirada RTx。次要目标是比较定量烧蚀利润率评估与当前工作流的定性评估和定量评估是否允许预测评估当地的肿瘤恶化。

2。方法

2.1。病人

所有患者连续RFA治疗的新创肝癌2009年1月至2014年3月(n= 79)在我们的机构确定的回顾性分析。HCC的诊断是基于组织学或放射性的发现根据欧洲肝脏研究协会(EASL)标准(动脉增强病灶> 1厘米与冲刷在阶段末CT或MRI)。排除标准是多病灶的疾病(n= 27),手术方法(n= 4),辅助trans-arterial化疗栓塞术(TACE) (n= 7),横向postablation扫描病人定位(n= 11),和广泛的金属构件由于体内RFA探测器(n= 5)。最后,25名患者纳入本研究。基线特征的群体如表所示1。预处理和postablation多相摄影扫描动脉和门静脉期为所有患者提供了可能。

2.2。RFA过程

在全身麻醉下,经皮RFA程序进行超声引导图像和/或CT。根据肿瘤大小和可用性,一个单电极RFA系统(3厘米暴露提示Cooltip (Covidien有限公司通话软管,汉普郡,英国))或亮光XL (AngioDynamics,阿姆斯特丹,荷兰))或多个电极RFA系统(3或4厘米暴露与开关控制系统提示Cooltip (Covidien有限公司))使用。消融时间是12分钟为多个单一Cooltip电极和16分钟Cooltip电极。Temperature-based亮光XL电极消融了。

消融后,摄影扫描肝脏进行16-slice螺旋CT (Aquilion-16、东芝、东京、日本)使用以下设置:120千伏,旋转0.5 s, 16×1毫米扫描。剂量weight-dependent Ultravist 370造影剂或Xenetix 350造影剂使用15秒和75 -第二次推迟丸触发后动脉期和门户静脉阶段,分别。因此,摄影扫描定性评估技术的成功。消融技术被认为是成功的,如果完全凝固区域包含残余肿瘤的肿瘤在没有提高。这个评估是由视觉比较preprocedural CT上的肿瘤位置和面积postprocedural坏死的CT(“目测”)和2 d测量。

2.3。后续

所有患者接受血液测试(包括甲胎蛋白)和摄影每三个月治疗后。在自由裁量权指医生或介入放射,多相MRI是用来代替摄影。肝脏移植组织的病人进行了原位肝移植(OLTx)病理检查为当地肿瘤进展。中位随访时间为9.5个月。

2.4。得分

CT-CT注册和界定肿瘤体积和RFA消融体积进行Mirada RTx软件。两个放射科医生独立完成了CT-CT coregistration界定肿瘤和RFA消融体积,同时为后续的信息被蒙蔽。使用半自动的CT-CT coregistration进行非刚性的登记。手动改变是可能的旋转和翻译扫描或者用严格的具有里程碑意义的算法。登记表现评分在5点量表(1 =完全不可靠的coregistration;2 = coregistration不佳;3 =足够coregistration质量,但是不够准确的测量在毫米;4 =好coregistration;5 =完美coregistration)。coregistration表演1 - 3的患者排除在进一步分析。

greyscale-based半自动描述工具是用于手动调整的分割肿瘤消融体积。RFA利润率定量评估在融合图像窗口中。最窄的保证金(mm)以及幅度最小的解剖位置或最大肿瘤残留。Interobserver协议确定的分类评估利润大小(1:消极,2:0到5毫米,或3:≥5毫米)。“消极”的优势被定义为肿瘤扩展边界之外的消融区覆盖的预处理和postablation CT。这并不意味着不完全切除肿瘤。消融可能造成组织收缩,因此,消融区可能小于即使肿瘤完全切除肿瘤。LTP的发生是与最大最小的烧蚀的保证金或肿瘤残留。比较病人特征之间有或没有LTP。

另外两个放射科医生独立重复的定性评估和postablation扫描技术成功并确定分类烧蚀利润率(1:消极,2:0到5毫米,或3:≥5毫米),同时为后续的信息被蒙蔽。此外,解剖记录最窄。Interobserver协议利率确定技术成功和利润大小。在定量和定性评估,重新评估发生的共识的两个放射科医生决定技术最初成功的情况下,他们不同意。

2.5。统计数据

Interobserver协议是决定使用未加权的科恩kappa统计。一个κ0意味着协议类似的机会,而一个κ1意味着完美的协议13]。

连续的数据进行了分析与独立t以及与卡方检验和分类数据。SPSS 23.0版是用来执行数据分析,和5%的意义间隔使用。箱线图创建使用GraphPad棱镜5 (GraphPad软件,圣地亚哥,加利福尼亚,美国)。

3所示。结果

3.1。病人

预处理和postablation扫描的coregistration质量被评为≤3在7/25(28.0%)的病人,他们因此排除进行进一步分析。表2显示所有剩余的18例病人和肿瘤特征,为定量分析技术上是可行的。

3.2。得分

interobserver协议定量评估使用CT-CT coregistration和描述几乎是完美的,和一个κ(SE: 0.12和0.88 )。绝对最小协议保证金大小(负的,0到5毫米,或≥5毫米)是类似的κ(SE: 0.12和0.88 )。重新评估达成共识的一个案例中导致协议技术成功的放射科医生起初不同意。

两位放射科医生的interobserver协议定性评估了烧蚀的利润率是温和:(SE: 0.33和0.64 )。协议类别利润率评估很穷(负的,0到5毫米,或≥5毫米)的κ0.24(0.28和SE )。达成的共识是观察者技术成功2例,他们起初不同意,进行进一步分析。

3.3。当地肿瘤恶化率

8的18例(44.4%),LTP被发现,放射检查(5/8),或组织学检查后OLTx (3/8)。1例(5.6%)病人,遥远的肝内复发被发现。10个(55.6%)的患者未出现复发,3接受OLTx RFA后1年(平均9.3个月)。

不同的病人和肿瘤患者LTP(之间的特征进行了分析n= 8)和病人没有(n= 10)。没有发现显著差异之间的病人和肿瘤特征组。

基于定量分析,RFA肿瘤坏死完全包含在6/18(33.3%)的患者中,平均利润率为0.91毫米(SD: 1.11;范围:0 - 3毫米)。在这些患者中,LTP被发现。其他12例,8例(66.7%)开发LTP (LTP经过放射检查发现5例,3例LTP OLTx后病理证实)。LTP与烧蚀利润率不足有关,值为0.013。当地所有患者肿瘤进展,所以在(之一)解剖方面(s)和消极的烧蚀。整个检查的一个例子,发生局部复发-烧蚀边界如图1。

平均最小的烧蚀保证金在所有情况下为−6.38毫米(SD: 4.64)。烧蚀边界大小LTP的发生显著相关值为0.001。患者的平均烧蚀保证金LTP是(SD: 4.27)和−−8.44毫米0.30毫米(SD: 2.00)患者没有,可以看到在图2。

基于定性分析,16/18(88.9%)完全包含肿瘤消融区域。然而,6个病人(42.9%)在傅发达LTP。2例(11.1%)患者,观察人士认为,消融区没有完全覆盖肿瘤;这两个病人做开发LTP。

一个病人发达遥远肝内转移性疾病在治疗后18个月。这是一个完全切除肿瘤的患者没有LTP。

4所示。讨论

在这回顾试点研究,定量烧蚀利润率评估使用Mirada RTx软件是可行的只有在选定的病人在7 25例,coregistration的性能是不够的。然而,高interobserver协议被发现的定量评估剩下的18例。LTP发生与负利润大小 ,表明预测价值量化评估。

微创治疗肝细胞癌的一个缺点是没有病理证实的治疗可以获得成功。治疗成功的机会是普遍认为当针对安全利润率增加5或10 mm,克服潜在heat-transduction变化等因素引起的散热器、肿瘤异质性,肝实质纤维化或肝硬化。很难准确评估实际的烧蚀的利润率。这项研究的结果表明,传统的定性评估是倾向于高估的烧蚀获得利润。只有2 8患者LTP被确定定性,而所有8个病人使用定量评估被确定。

其他研究解决的潜力定量评价消融的利润率。严格的注册算法用于最大的研究中,由金et al。12]。他们分析了110年肝癌肿瘤,发现一个截断值> 3毫米的消融安全系数最小。值得注意的是,仅在3/110(2.7%)的替代品,5毫米安全裕度的目标是满足。较小规模的研究使用非刚性的注册算法类似于我们的。在31日HCC患者的回顾性研究,非刚性的登记和postablation CT扫描使用Hepacare软件(西门子、德国)与interobserver协议与我们的研究结果是可行的(14]。在另一个小的队列研究,利润率之间的相关性大小和LTP是评估在异构队列具有不同肿瘤类型(15]。在这项研究中,没有interobserver协议分析。据我们所知,目前的研究一直是第一项研究中使用的非刚性配准算法的可行性和保证金大小之间的关系,综述了LTP均匀HCC人口。

肝脏是一个变形的器官,非刚性的注册登记似乎更适合可靠。本试验研究中使用的Mirada RTx软件不是专用的量化消融的利润率,但必要的工具描述和非刚性的登记。为未来的研究,软件应采用有目的优化预处理和postablation扫描登记。添加一个步骤选择最佳的肝脏体积的兴趣注册应该努力可能会增加注册成功消融幅度测量的目的。

定量评估,没有一个发达LTP完全切除肿瘤的患者,即使在那些没有安全裕度的情况下被发现。然而,在消融组织收缩,影响安全的量化利润(16- - - - - -18]。0毫米烧蚀利润率post-RFA成像可能因此表示完全切除肿瘤的几毫米的边缘,由于组织收缩。完全能够解释治疗成功没有病理证实,更好的理解热传导和组织收缩将是必要的,因为后者似乎发生在一个不均匀的和不可预知的方式16]。量化的烧蚀利润率因此仍然是任意的,因为它可能不会反映实际的边界之间的距离,最初的肿瘤和消融区域的边界。使用软件作为一种决策支持工具在消融过程中,需要前瞻性研究更大的患者群确定复发的风险对不同消融利润率和设定一个标准最优消融。

LTP率44.4%,这项研究与研究类似的患者人群。在一个大型随机研究,包括701名患者使用RFA治疗,第三热研究,肿瘤进展率53.3%被发现与RFA治疗后人口稍微不利病人和肿瘤特征(19]。

本研究的主要限制是它的回顾性设计和低的样本大小。虽然最初的群体包括79名患者,包括只有25例,其中18例可评价的最终分析。这个试点研究的大多数患者被排除在外,防止潜在的偏见在随访数据。二级排斥(包括病人的7/25)由于不注册可以减少执行前后CT扫描消融。优化coregistration CT扫描,扫描应该获得与患者在一个相同的位置和类似的吸入模式或使用high-jet通风。

临床上,LTP不是最有价值的测量结果。这项研究的目的是作为一个试点研究来评估软件的完整性评估当地治疗。因此,LTP被选为最相关的参数在这项研究中,而不是生存。

5。结论

可行性的coregistration预处理和postablation CT图像使用Mirada RTx软件被发现选择的患者(18/25),差异在肝脏的位置和形状可能会妨碍coregistration可靠的形象。对病人在他coregistration是可行的,interobserver协议高,证实了该方法的鲁棒性。定性评估相比,定量评估的烧蚀利润允许更好地预测LTP和可能因此成为一个更好的方法来确定技术的成功。增加的可行性CT-CT coregistration作为一种方法来确定消融的端点,需要优化的扫描协议和专用软件需要前瞻性研究更大的患者群更好地确定不同消融利润率和复发的风险来定义最优利润的截断值。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

信息披露

本研究提出了作为一个口头报告在阿姆斯特丹介入肿瘤学研讨会(AMIOS 2018)。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

Mirada RTx软件提供实物贡献Mirada医疗有限公司,英国牛津大学。

引用

1. 答:福尔,j . m . Llovet, j . Bruix“肝癌”,《柳叶刀》,卷379,不。9822年,第1255 - 1245页,2012年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
2. t . Livraghi f·梅洛尼,m . Di史塔西et al .,“持续完全缓解和并发症率射频消融术后早期肝硬化的肝细胞癌:切除还治疗选择吗?”肝脏病学卷,47号1,第89 - 82页,2008。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
3. 欧洲肝脏研究协会,欧洲癌症研究和治疗组织“EASL-EORTC临床实践指南:肝细胞癌的管理,“肝脏病学杂志,48卷,不。4、599 - 641年,2012页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
4. S.-M。林,c·j·林,林c . c, c·w·许和y . c·陈,“随机对照试验比较经皮射频热消融,经皮酒精注射,和经皮乙酸注射治疗肝细胞癌的3厘米或更少,”肠道,54卷,不。8,1151 - 1156年,2005页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
5. m·森本晃司k . Numata m . Kondou a . Nozaki盛田昭夫,和k .田中“中型肝细胞癌患者的中期结果。”癌症,卷116,不。23日,第5460 - 5452页,2010年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
6. j . hansl m .佛雷泽诉Tietz et al .,“经皮射频消融术使用多个saline-perfused电极,”血管和介入放射学杂志》上,18卷,不。3、405 - 410年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
7. t . Hori k .经营着美国Hasuike et al .,“肝细胞癌的局部复发的风险因素单个会话的经皮射频消融术后,“胃肠病学杂志》上,38卷,不。10日,977 - 981年,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
8. l . Crocetti t . de Baere, r . Lencioni“肝脏肿瘤射频消融术,质量改进指南”心血管和介入放射学,33卷,不。1,17岁,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
9. a . Colecchia r . Schiumerini a Cucchetti et al .,“肝细胞癌复发的预后因素,”世界胃肠病学杂志》上,20卷,不。20日,第5950 - 5935页,2014年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
10. t . Nakazawa s Kokubu a涩谷et al .,”当地肝癌射频消融术:相关性肿瘤恶化消融和烧蚀保证金后,“美国放射学杂志》,卷188,不。2、480 - 488年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
11. m·廖x中,j . Zhang et al .,“射频消融术使用10毫米目标边缘小肝硬化患者肝细胞癌:一个前瞻性随机试验,”肿瘤外科杂志》,卷115,不。8,971 - 979年,2017页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
12. Y.-S。Kim w·j·李,h . Rhim Lim h . k·d·崔j.y.李,“最小烧蚀的射频消融术的肝细胞癌(> 2,< 5厘米)需要防止当地肿瘤恶化:利用CT图像融合三维定量评估,”美国放射学杂志》,卷195,不。3、758 - 765年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
13. a·j·维埃拉和j·m·加勒特”理解interobserver协议:kappa统计”,家庭医学,37卷,不。5,360 - 363年,2005页。视图:谷歌学术搜索
14. j . m . k . w . Kim Lee大肠Klotz et al .,“安全裕度评估射频消融术后肝脏利用preprocedure登记和postprocedure CT图像,”美国放射学杂志》,卷196,不。5,W565-W572, 2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
15. 塔尼语,美国Tatli:要么et al .,“三维定量评估基于预处理和登记的消融利润率及其术后MRI和距离地图,”国际计算机辅助放射学杂志和手术,11卷,不。6,1133 - 1142年,2016页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
16. l .淀粉n . Weiss y尼森鲍姆et al .,”描述的组织收缩在微波热消融,“国际期刊的高热,30卷,不。7,419 - 428年,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
17. c·罗斯曼e . Garrett-Mayer f . Rattay, d . Haemmerich”动态烧蚀温度曝光期间组织收缩,“生理测量,35卷,不。1,55 - 67、2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
18. c . l .撑,t·a·迪亚兹j·l .号和f·t·李Jr .)”组织收缩引起的射频和微波消融:实验室研究肝和肺,“血管和介入放射学杂志》上,21卷,不。8,1280 - 1286年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
19. w . y .达克S.-M。林,王y et al。”第三阶段热研究添加lyso-thermosensitive脂质体阿霉素在不可切除的肝细胞癌患者射频消融病变,“临床癌症研究,24卷,不。1,第83 - 73页,2018。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

版权

版权©2019 p•等。这是一个开放的分布式下文章知识共享归属许可,它允许无限制的使用、分配和复制在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。