PLOS ONE: Kvantifiering av jodhalten av Perigastric fettvävnad av Dual-Energy CT: en ny metod för Preoperativ diagnos av T4-Stage Gastric Cancer

Abstrakt

Denna studie undersökte användbarheten att kvantifiera jodkoncentration (IC) i perigastric fettvävnad, med hjälp av dubbla energi datortomografi (DECT), för detektion av T4A steg magsäckscancer. Femtiofyra patienter med magcancer var inskrivna vid den fjärde sjukhuset i Hebei Medical University mellan januari och juni 2013. Patienterna avbildas preoperativt med konventionella datortomografi (CT) och DECT, och IC i perigastric fett intill tumören räknat från arteriell fas (AP) och portafasen (PVP) bilder. Patienterna senare fick kirurgisk behandling (gastrektomi), och histologisk analys av utskurna prover användes som en "guldstandard" referens för cancer iscensättning. Receiver Operating Characteristic (ROC) kurvan analys användes för att bedöma nyttan av DECT för identifiering av T4A steg magcancer, med optimala IC tröskelvärden bestäms från området under ROC-kurvan (AUC). Postoperativ histologi visade att 32 patienter hade serosala invasion (grupp A), och 22 inte gjorde det (grupp B). Noggrannheten av konventionell CT för särskiljande skede T4 från icke-T4 stegen var 68,5% (37/54). IC var signifikant högre i grupp A än i grupp B (AP: 0,60 ± 0,34 vs
0,09 ± 0,19 mg /ml, p < 0,001; PVP:.. 0,83 ± 0,41 vs
0,27 ± 0,21 mg /ml, p < 0,001). Känsligheten, specificiteten och AUC för detektering av serosala invasion var 77,1%, 79,2% och 0,89 vid en IC tröskel på 0,25 mg /ml för AP bilder; och 80,0%, 79,2% och 0,90 vid en IC tröskeln på 0,45 mg /ml för PVP bilder. Dessa resultat indikerade att jod kvantifiering perigastric fett med hjälp av DECT är en noggrann metod för att detektera serosala invasion av magcancer

Citation. Yang L, Shi G, Zhou T, Li Y, Li Y (2015) Kvantifiering av jodhalten av Perigastric fettvävnad av Dual-Energy CT: en ny metod för Preoperativ diagnos av T4-Stage magcancer. PLoS ONE 10 (9): e0136871. doi: 10.1371 /journal.pone.0136871

Redaktör: Qing-Yi Wei, Duke Cancer Institute, USA

emottagen: 9 februari 2015; Accepteras: 10 aug 2015; Publicerad: 15 september 2015

Copyright: © 2015 Yang et al. Detta är en öppen tillgång artikel distribueras enligt villkoren i Creative Commons Attribution License, som tillåter obegränsad användning, distribution och reproduktion i alla medier, förutsatt den ursprungliga författaren och källan kredit

datatillgänglighet: Alla relevanta uppgifter är inom pappers- och dess stödjande information filer

finansiering:.. Dessa författare har inget stöd eller finansiering för att rapportera

konkurrerande intressen. författarna har förklarat att inga konkurrerande intressen finns

Inledning

Gastric cancer är en av de mest diagnostiserade cancer, och är en ledande orsak till cancerrelaterade dödsfall i världen [1-3]. Den preoperativa iscensättning av magcancer är allmänt erkänd som ett ovärderligt hjälpmedel för att bestämma den optimala behandlingen och utvärdera tumör resectability och patienten prognos [4-6]. TNM-systemet används vanligen för att iscensätta magcancer, med T4 definieras som en tumör som invaderar den serosa [3]. Noggrant differentiera T4A steg magcancer från T3 eller tidigare skeden är särskilt viktigt när det gäller preoperativ val av lämpliga behandlingsstrategier, inklusive kravet på multiorgankirurgi [7-9]. Neoadjuvant kemoterapi rekommenderas för patienter med T4 iscensättning och lymfkörtel metastas, och kan vara till nytta för dem med T4A skede ned gradering av tumören före resektion tillåter i vissa fall botande resektion [10]. Multi-detektor datortomografi (MDCT) väljs ofta som modalitet för preoperativ stadieindelning, och har visat sig ha en total noggrannhet som närmar sig 90% [5,7,9]. Icke desto mindre kan preoperativ stadieindelning med MDCT vara svårt eftersom serosala ytan är mycket grov och de intilliggande fettvävnad är generellt grumlig, så ökad densitet kan återspegla flera olika fenomen inklusive tumörinvasion och reaktiv bindväv hyperplasi; Därför är specificiteten för MDCT relativt låg. Som MDCT inte visar fullständig överensstämmelse med postoperativ iscensättning av histologisk analys av kirurgiskt resekterade prover nya metoder behövs för att förbättra känsligheten, specificiteten och noggrannheten hos avbildningsmetoder för preoperativ stadieindelning av magcancer.

Det har visats att dubbla energi CT, inklusive dubbla källa med dubbla energi CT (DECT) är i stånd att kvantifiera jodkoncentrationen (IC) i vävnader in vivo
. [4] Därför DECT skulle potentiellt kunna användas för att mäta halten av tumör-invaderade perigastric fettvävnad av den lägsta och större omentum jod, och detta kan innebära en ny metod för att mer noggrant detektera T4A-stadium magcancer. Vi antog att kvantifiering av jodkoncentrationen i perigastric fettvävnad använder DECT kan bidra till att skilja T4A steg magcancer från tidigare tumörer scen. Därför är syftet med denna studie var att undersöka sambandet mellan jodkoncentrationen i perigastric fett, mätt med hjälp av DECT, och T4A steg magcancer, och för att bestämma känslighet, specificitet och noggrannhet DECT för identifiering T4A steg magcancer med hjälp av histologisk bedömning av kirurgiskt resekterade prover som den "gyllene standarden" referens för tumörstadieindelning.

Material och metoder

Patienter

det var en tvärsnitts diagnostisk studie som inskrivna konsekutiva patienter med magcancer bekräftas av endoskopisk biopsi, som remitterades mellan januari 2013 och juni 2013 till Institutionen för CT, fjärde sjukhuset i Hebei Medical University, Shijiazhuang, Kina, för preoperativ datortomografi att iscensätta sjukdomen och hjälpa till med behandling planera. Patienter exkluderades från studien om: kirurgisk resektion av den gastriska tumör (gastrektomi) genomfördes mer än en vecka efter datortomografi; patienten var allergisk mot kontrastmedel; eller patienten hade T4B stadium cancer som var lätt diagnostiseras av CT att ha invaderat andra organ. Alla inkluderade patienter genomgick en tre-fas datortomografi: pre-kontrast enda energi CT, och kontrastförstärkt DECT avbildning vid arteriella och venösa faser. Vissa patienter hade alltför tunna fettdepåer för CT och ansågs ha fel teknik. Histologisk undersökning av utskurna prover utfördes i en blindad sätt efter operationen, och fungerade som den "gyllene standarden" referens för tumörstadieindelning. Två ledande radiologer, som inte känner till endoskopiska fynd eller patologiska resultat, tilldelades rekonstruera kopplingsbilder under den venösa fasen (tjocklek på 1,5 mm, med hjälp av B30-algoritmen), analysera sina axiella vyer och flera plan reformation (MPR) bilder och diskutera tumörstadier. Kriterier för tumörstadieindelning baserades på TNM för magcancer (7: e upplagan) av den amerikanska kommittén för cancer [3]. Enligt postoperativa patologi resultaten var de ingående patienterna tilldelas en av två grupper: grupp A, serosala invasion (steg T4A); eller grupp B, intakt serosa (steg T1-T3).

Studien godkändes av Institutional etikkommitté Fjärde sjukhuset i Hebei Medical University, och skriftligt informerat samtycke erhölls från varje patient före införandet.

Bild förvärv

Alla CT-bilder förvärvades med en dubbel-källa med dubbla energi datortomografen (SOMATOM Definition Flash, Siemens Healthcare, Tyskland). Varje patient instruerades att fasta under minst 6 timmar före CT-undersökningen. Tio minuter före scanning, var varje patient administrerades 10 mg anisodamine intramuskulärt (för att minska spänningen i mag-tarmkanalen), och drack 800-1000 ml vatten (till fullo expandera magen). Pre-kontrastrika bilder förvärvades med en rörspänning av 120 kVp, en rörström av 190 mAs, en kollimering av 32 × 1,2 mm, och en stigning på 0,9. Arteriella och portafasen bilder förvärvades 25 och 70 sekunder efter början av injektionen av kontrastmedlet. En fast scan fördröjning användes för arteriella fas. Läget dubbla energi användes för både arteriell och portafasen avbildning, med rörspänningar av 100 kVp och 140 kVp med en burk filter, rör strömmar 230 och 178 mAs, en kollimering av 32 × 0,6 mm för båda rören, en stigning på 0,55, och en portal rotationstid av 0.5s. Icke-joniskt kontrastmedel (Johexol, 300 mg /dL, GE Healthcare, USA) injicerades intravenöst med en flödeshastighet av 3 ml /s. Mängden kontrastmedel injiceras beräknades enligt patientens vikt (2 ml /kg).

Bildutvärderings

För att bestämma tumör T scenen med hjälp av konventionella CT tecken och att jämföra känsligheten och specificitet mellan FN-förstärkt CT och dual-energi CT två erfarna buken radiologer utvärderade tre-fas bilder av konsensus i ett gemensamt möte. Definitionen steg T1-T4 följde 7 ^{e upplagan av mellanlagrings manual publiceras av den amerikanska kommittén för cancer 2010 [11].}

pre kontrast, arteriella och venösa fas bilderna var rekonstrueras med en 1,5 mm snittjocklek och B30 kärna. De arteriella och venösa fas bilder erhölls genom att blanda högt och lågt energi bilder i en 1: 1-förhållande, vilket var standardblandningsförhållandet. Dessa blandade bilder ansågs simulerade enda energi 120 KVP bilder. Bild läsning utfördes på en kommersiell arbetsstation (MMWP, Siemens Healthcare, Tyskland) med hjälp av tvärgående, MPR eller maximal utsikt intensitet projektion. Båda läsarna blind för resultaten av DECT-jod mätningar och histologiska undersökningar.

För att förbereda bilder för jod kvantifiering, hög- och låg-energi arteriella och venösa fas bilder rekonstruerades med en 5 mm snittjocklek och en D30 kärna. Jodkoncentrationen bestämdes med en radiolog användning av en kommersiell dubbelenergi programpaket (Lever VNC, Siemens Healthcare, Tyskland). Jodkoncentrationen mättes genom att välja en region av intresse (ROI) i perigastric fett i anslutning till tumören (figur 1). En remsa ROI på 25-50 mm ^{2 och en bredd ≤5 mm (med tanke på olika cancer invasioner, begränsade vi bredden på ROI) av cancervävnad valdes nära och längs den gastriska väggen (vi hållit 1 mm gap mellan cancervävnad och magväggen, så den senare inte var inblandad) för att mäta fett jodkoncentrationen i det berörda gastric slemhinnorna. För att erhålla ett kontrollvärde för jodkoncentrationen i fett tillsattes en ytterligare ROI placeras i ett område på avstånd till tumören, exempelvis vid större krökning (fig 1C och 1D). ROI var 25-50 mm 2 cirkulär och placerad så att det var över ett homogent område, och inte överlappa med regioner som innehåller tumören eller annan vävnad såsom blodkärl. Varje mätning upprepades 3 gånger, och den genomsnittliga jodkoncentration registreras för ytterligare analys. I varje patient var jodkoncentrationen mätt från både arteriella och venösa fas bilder, med användning av en ROI av samma storlek, form och placerad på samma anatomiska plats. Endast de medel som användes för statistiska analyser. Eftersom gastric peristalses varade under hela processen och ROI valdes manuellt, kan vi inte garantera att ROI val under arteriella och venösa faser var exakt densamma. Därför försökte vi vårt bästa för att säkerställa en liknande val i form, storlek och plats.}

Histologisk undersökning av resekterade tumör

Alla prover som erhållits genom kirurgi var inbäddade i paraffin, färgades med hematoxylin och eosin (HE) med användning av standardtekniker, och sedan sektionerad i skivor 4

• PLOS ONE: In vitro karakterisering av Rapid Cytotoxicitet av Anticancer peptid HPRP-A2 genom Membrane Destruction och intracellulära mekanismen mot Gastric cancercellinjer
• PLOS ONE: strålningsinducerad Leverskada i tredimensionell konform strålterapi (3D-CRT) för postoperativ eller Lokalregionala Återkommande Gastric Cancer: Riskfaktorer och Dos Limitations