Background: Bladder cancer (VMC) is the most common disease among malignant neoplasms of the urinary system. The mean age at diagnosis is 73 years old, which suggests a high frequency of comorbidity and clinical risks in invasive diagnostic procedures. Infiltration of the muscle layer is present is a key factor in determining treatment. The factor affecting the overall quality of a histological study include quality of biopsy. In view of the above, the development of new radiology methods to predict muscle invasion in bladder cancer is still relevant. Nowadays, radiomics is an interesting field of research. Тexture analysis is a new analytical tool that allows to obtain information about the pathophysiological characteristics of tissues by computer analysis of medical images by specialized software. Тhe essence of radiomics is transformation of signal intensity distribution and pixel interrelations in the field of interest.
Aim: To study the possibility of MRI-texture analysis in distinguish between muscle-invasive and nonmuscle-invasive bladder cancer.
Material and methods: This retrospective multicenter study included 84 patients. We randomly choose 80% samples as training set and 20% as test data. Standart MRI exams were performed with intravenous contrast agents using a 1.5/3T scanners. All images were normalized prior to the radiomics analysis, using spatial resampling with fixed voxel size of 1х1х1 mm. The radiomic features were extracted from three pulse sequences (T2, DWI b=800/1000 s/mm2, ADC). One radiologist segmented the lesion on the slice with maximum diameter (2D-ROI).
Results: A сlinical-based model was based on 6 parameters - VI-RADS_4-5, grade, maximum tumor size, age, VI-RADS_1-2, number of tumors. Despite satisfactory specificity (78.6%) and accuracy (72.2%) in the test data, the sensitivity of the model was only 50%. A radiomics-based model was based on 4 texture features and yielded higher values of accuracy (77.8%) and sensitivity (75.0%) in muscle invasive prediction compared to the clinical model.
Conclusion: MRI-based texture analysis could potentially be used as a radiological method in discrimination of muscle invasive bladder cancer.
Актуальность: Рак мочевого пузыря (РМП) – наиболее распространенное заболевание среди злокачественных новообразований мочевыделительной системы. По данным литературы, средний возраст постановки диагноза соответствует 73 годам, что предполагает высокую частоту коморбидной патологии и возможные клинические риски при применении инвазивных диагностических процедур.
Инвазия опухоли в мышечный слой является важным фактором, определяющим лечебную тактику. На информативности гистологического исследования, применяемого с целью выявления мышечной инвазии, сказывается целый ряд факторов, связанных прежде всего с качеством забора материала.
В связи с вышеуказанным, сохраняет свою актуальность разработка и внедрение новых маркеров, в том числе на основе современных методов лучевой диагностики, уточняющих Т-стадию и прогноз РМП. С этих позиций активно обсуждаются возможности использования текстурного анализа магнитно-резонансных томограмм (МРТ).
Текстурный анализ - это новый аналитический инструмент, позволяющий путем компьютерного анализа медицинских изображений c помощью специализированного программного обеспечения получать информацию о патофизиологических особенностях тканей. Суть текстурного анализа сводится к математическому преобразованию распределения интенсивности сигналов и взаимосвязей пикселей в области интереса.
Цель: изучить возможность текстурного анализа магнитно-резонансных томограмм в дифференциальной диагностике мышечноинвазивных и мышечнонеинвазивных форм РМП.
Материал и методы: В ретроспективное многоцентровое исследование включено 84 пациента. Для реализации цели исследования обследованные были разделены случайным образом на обучающую и тестовую выборки в соотношении 80:20. Проанализированы МРТ органов малого таза, выполненные с внутривенным контрастированием по стандартному протоколу на томографах с индукцией магнитного поля 1,5/3 Тл. Для всех изображений была применена предварительная обработка, заключающаяся в использовании заданного размера вокселя 1х1х1 мм. Выполнялся текстурный анализ трех импульсных последовательностей (Т2-ВИ, ДВИ с b-фактором 800/1000 c/мм2, ИКД). Сегментация изображений проводилась с использованием двухмерной области интереса (2D ROI).
Результаты: В клиническую модель прогноза наличия мышечной инвазии вошло 6 переменных – VI-RADS_4-5, grade, максимальный размер опухоли, возраст, VI-RADS_1-2, количество опухолей. На тестовой выборке при удовлетворительных показателях специфичности (78,6%) и точности (72,2%) чувствительность модели составляла только 50%. При пошаговом отборе с включением показателей в Lasso-регрессию в радиомическую модель отобрано 4 текстурных предиктора мышечной инвазии. Показано, что радиомическая модель обладает большей точностью (77,8%) и чувствительностью (75,0%) в выявлении мышечной инвазии в сравнении с клинической моделью.
Заключение: Текстурный анализ МРТ может использоваться для дифференциальной диагностики мышечноинвазивных и мышечнонеинвазивных форм РМП.