MRI evaluation of the neoadjuvant chemoradiation therapy result in a patient with rectal cancer, supplemented with T2-WI texture analysis of the tumor: a clinical case

Yana A. Dayneko; Дайнеко Яна Александровна; Tatiana P. Berezovskaya; Березовская Татьяна Павловна; Sofia A. Myalina; Мялина Софья Анатольевна; Ivan A. Orekhov; Орехов Иван Анатольевич; Aleksey A. Nevolskikh; Невольских Алексей Алексеевич

doi:10.17816/DD60493

МРТ-оценка результата неоадъювантной химиолучевой терапии у больной раком прямой кишки, дополненная текстурным анализом Т2-ВИ опухоли (клинический случай)

Авторы: Дайнеко Я.А.¹, Березовская Т.П.¹, Мялина С.А.¹, Орехов И.А.¹, Невольских А.А.¹
Учреждения:
1. Медицинский радиологический научный центр имени А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр радиологии»
Выпуск: Том 2, № 1 (2021)
Страницы: 67-74
Раздел: Клинические случаи и серии клинических случаев
Статья получена: 10.02.2021
Статья одобрена: 03.03.2021
Статья опубликована: 30.04.2021
URL: https://jdigitaldiagnostics.com/DD/article/view/60493
DOI: https://doi.org/10.17816/DD60493
ID: 60493

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

В работе представлен клинический случай использования стратегии активного динамического наблюдения (watch & wait) у 73-летней больной раком нижнеампулярного отдела прямой кишки с хорошим ответом на неоадъювантную химиолучевую терапию. После трёх лет регулярного наблюдения, включающего пальцевое ректальное исследование, ректоскопию и магнитно-резонансную томографию (МРТ), указывавших на отсутствие прогрессирования опухоли, были получены результаты позитронно-эмиссионной томографии с 18F-фтордезоксиглюкозой, совмещённой с компьютерной томографией, выявившей в нижнеампулярном отделе прямой кишки участок гиперметаболической активности (SUVmax 27,1), в связи с чем было принято решение о проведении хирургического лечения. При обсуждении вопроса об объёме операции были учтены данные МРТ, дополненные результатами текстурного анализа Т2-ВИ, подтвердившие отсутствие прогрессирования. Пациентке было проведено органосохраняющее лечение в объёме трансанальной резекции опухоли. Патоморфологическое исследование операционного препарата установило воспалительные изменения в стенке кишки и отсутствие опухоли. Данный случай демонстрирует эффективность стандартного объёма обследования при использовании стратегии watch & wait и возможность использования текстурного анализа Т2-ВИ для повышения надежности МРТ-оценки ответа опухоли на химиолучевую терапию.

Ключевые слова

рак прямой кишки, магнитно-резонансная томография, неоадъювантная химиолучевая терапия, текстурный анализ, ответ опухоли на лечение

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

Современный стандарт лечения нижнеампулярного рака прямой кишки ― комбинированное лечение с неоадъювантной химиолучевой терапией (НХЛТ) и последующей операцией [1]. Полный или почти полный ответ на НХЛТ, получаемый у ряда пациентов, позволяет избежать агрессивного хирургического лечения и заменить его более щадящим, таким как трансанальная эндоскопическая микрохирургия, или даже полностью отказаться от хирургии в пользу стратегии активного наблюдения (так называемого watch & wait), включающего регулярное пальцевое ректальное исследование, ректоскопию и магнитно-резонансную томографию (МРТ). Однако в случае получения противоречивых клинико-диагностических данных в процессе наблюдения возникает потребность в дополнительных критериях, увеличивающих надёжность диагностики. Такие критерии может обеспечить радиомический анализ диагностических изображений, позволяющий описать структурную гетерогенность опухолевой ткани и её изменение в результате лечения с помощью количественных показателей, полученных в результате компьютерной обработки медицинских изображений [2].

ОПИСАНИЕ СЛУЧАЯ

В клинике МРНЦ имени А.Ф. Цыба (Обнинск) находилась под наблюдением пациентка 73 лет с диагнозом «С20 Рак прямой кишки» по МКБ-10, cT3N0M0, получившая НХЛТ (суммарная очаговая доза 50 Гр + капецитабин) и 4 цикла консолидирующей полихимиотерапии по схеме FOLFOX6¹. МРТ до начала лечения представлена на рис. 1. По окончании неоадъювантного лечения совокупность данных контрольного обследования (МРТ малого таза, эндоскопическая картина опухоли и результаты пальцевого ректального исследования) свидетельствовала о наличии у пациентки полного клинического ответа. По согласованию с пациенткой ей было назначено динамическое наблюдение.

Рис. 1. Магнитно-резонансная томография опухоли нижнеампулярного отдела прямой кишки до начала лечения, mrT3a: a ― Т2-ВИ; b ― диффузионно-взвешенное изображение. Опухоль обведена.

За три года наблюдения МРТ была выполнена 8 раз. Базовая МР-картина, полученная через 1 мес по окончании НХЛТ, характеризовалась замещением опухоли, располагавшейся по задней полуокружности прямой кишки на расстоянии 4 см от анального края тонким фиброзным рубцом протяжённостью 1,5 см, без признаков ограничения диффузии с увеличением исходного коэффициента (аpparent diffusion coefficient, ADC) до 1,66×10^–3 мм²/с. Подозрительных лимфоузлов в мезоректуме и у стенок таза не определялось. Заключение: МР-картина соответствует опухоли нижнеампулярного отдела прямой кишки (ymrT1-0N0), TRG2 (рис. 2). Описанная МР-картина в процессе наблюдения сохранялась без существенной динамики.

Рис. 2. Магнитно-резонансная томография опухоли нижнеампулярного отдела прямой кишки через 1 мес после неоадъювантной химиолучевой терапии, ymrT1-0, TRG2: a ― Т2-ВИ; b ― диффузионно-взвешенные изображения. Опухоль замещена тонким фиброзным рубцом без признаков ограничения диффузии (стрелки).

При колоноскопии через год после лечения патологии толстой кишки не выявлено; в нижнеампулярном отделе прямой кишки ― белёсый звёздчатый рубец около 4,5 см, опухолевая ткань не определялась. Заключение: эндоскопическая картина полного внутрипросветного регресса опухоли прямой кишки на фоне проведённого лечения.

Через 3 года наблюдения в связи с повышением уровня онкомаркеров пациентке выполнена позитронно-эмиссионная томография с 18F-фтордезоксиглюкозой, совмещённая с компьютерной томографией (рис. 3). По результатам исследования, на уровне нижнеампулярного отдела прямой кишки выявлена опухоль протяжённостью 43 мм (SUVmax² 27,1). На основании результатов этого исследования пациентка была госпитализирована в клинику МРНЦ имени А.Ф. Цыба для хирургического лечения в объёме лапароскопической брюшно-промежностной экстирпации прямой кишки.

Рис. 3. Позитронно-эмиссионная томография с 18F-фтор-дезоксиглюкозой, совмещённая с компьютерной томографией: a ― позитронно-эмиссионная томография в монорежиме на уровне опухоли (стрелка); b ― компьютерная томография на уровне опухоли (стрелка); c ― трёхмерная реконструкция с очагом гиперфиксации 18F-фтордезоксиглюкозы в нижнеампулярном отделе прямой кишки (стрелка).

При подготовке к хирургическому лечению пациентка была обследована. При пальцевом ректальном исследовании выявлен эластичный подвижный рубец. При колоноскопии в нижнеампулярном отделе прямой кишки сохранялся белёсый звёздчатый рубец протяжённостью около 4,5 см без признаков опухолевой ткани.

Рис. 4. Магнитно-резонансная томография опухоли нижнеампулярного отдела прямой кишки через 3 года после неоадъювантной химиолучевой терапии: a ―Т2-ВИ; b ― сегментирование зоны интереса для текстурного анализа (выделена зелёным цветом).

Очередное МРТ-исследование органов малого таза не выявило отрицательной динамики (рис. 4). Однако, учитывая трудности стандартной МРТ в дифференциации фиброза и опухолевой ткани, было решено провести текстурный анализ Т2-ВИ с помощью компьютерной программы Mazda ver. 4.6.³ на основе матрицы совместной встречаемости уровней серого / матрицы яркостной зависимости Харалика (Gray-Level Cooccurrence Matrix, GLCM) [3]. Для интерпретации полученных параметров текстурного анализа мы использовали разработанную нами балльную систему оценки [4], согласно которой, если сумма баллов по пяти параметрам текстурного анализа ≥3, то пациент ответил на НХЛТ, если <3, то пациент не ответил на НХЛТ. Результаты текстурного анализа у данной пациентки и критерии их оценки приведены в таблице. По данным текстурного анализа признаков прогрессирования опухоли не установлено.

Таблица. Результаты и оценка параметров текстурного анализа Т2-ВИ по данным магнитно-резонансной томографии пациентки перед операцией

Параметр	Значение	Система балльной оценки		Оценка в баллах
Параметр	Значение	1 балл	0 баллов	Оценка в баллах
AngScMom	0,0041	≥0,0022	<0,0022	1
InvDfMom	0,15	≥0,12	<0,12	1
Entropy	2,5	≤2,75	>2,75	1
DifEntrp	1,32	≤1,32	>1,32	1
SumEntrp	1,74	≤1,8	>1,8	1
Сумма	-	-	-	5

В результате обсуждения всех полученных данных мультидисциплинарной командой было принято решение в пользу органосохраняющей операции в объёме трансанальной резекции опухоли. Под эндотрахеальным наркозом в анальный канал было установлено ректальное зеркало, визуально определено втяжение слизистой оболочки на протяжении 1 см по задней стенке в области внутреннего сфинктера. Острым путём выполнено иссечение образования. Прямая кишка тампонирована салфеткой. На патоморфологическое исследование направлены фрагмент слизистой ярко-красного цвета размером 2,0×0,4×0,2 см и плотный ярко-красный кусочек стенки 0,4 см в наибольшем измерении.

При морфологическом исследовании двух фрагментов слизистой оболочки, покрытых многослойным плоским неороговевающим эпителием, в подслизистом слое выявлен фиброз стромы с диффузной слабой лимфо-лейкоцитарной и плазмоцитарной инфильтрацией, кровоизлиянием. Опухоли не обнаружено.

ОБСУЖДЕНИЕ

Оценка эффективности НХЛТ имеет большое значение для индивидуализации лечения больных нижнеампулярным раком прямой кишки. Возможность сохранить сфинктер при хорошем ответе на неоадъювантное лечение существенно улучшает качество жизни пациентов, избавляя их от перманентной колостомы, и снижает риск послеоперационных осложнений. Эндоскопическая диагностика позволяет оценить ответ внутрипросветного компонента опухоли, тогда как задачей МРТ является оценка всей стенки кишки, мезоректальных клетчатки и фасции, статуса региональных лимфоузлов. Как правило, для МРТ-оценки ответа опухоли используют систему TRG. Однако её точность снижается сложностью дифференциации остаточной опухолевой ткани и фиброза. Решить эту задачу отчасти помогают диффузионно-взвешенные изображения (ДВИ), которые в последнее время дополняют Т2-ВИ. Благодаря ДВИ появляется возможность различать небольшие области остаточной опухоли на фоне фиброза, что повышает специфичность диагностики до 90%, однако чувствительность при этом остаётся на уровне 64%, в основном из-за ошибочной интерпретации высокого МР-сигнала в нормальной постлучевой стенке кишки как остаточной опухоли [5]. Кроме того, подверженность метода артефактам, включающим яркостные и геометрические искажения, а также ложные изображения, нередко затрудняет интерпретацию ДВИ.

В настоящее время активно развивается радиомический подход к оценке эффективности химиолучевой терапии, в основе которого лежит высокотехнологичное извлечение информации из медицинских изображений, позволяющее количественно охарактеризовать гетерогенность ткани [6].

Существуют различные походы к интерпретации результатов текстурного анализа для оценки эффективности НХЛТ. Так, N. Horvat и соавт. [7] в ретроспективном исследовании 118 больных раком прямой кишки использовали алгоритм машинного обучения для создания радиомического классификатора параметров текстурного анализа Т2-ВИ высокого разрешения с целью выявления больных раком прямой кишки с полным ответом на НХЛТ. Радиомическая оценка в этом исследовании значительно превосходила визуальную оценку Т2-ВИ или сочетания Т2-ВИ с ДВИ по общей точности (р=0,02), специфичности и положительной прогностической значимости (p=0,0001), тогда как чувствительность и отрицательная прогностическая значимость достоверно не отличались. Мы характеризовали параметры текстурного анализа баллами в соответствии с установленными нами точками разделения и направленностью корреляции [4]. Приведённое клиническое наблюдение с проспективным применением предложенной нами системы оценки текстурного анализа показало её эффективность. Считаем важным подчеркнуть, что анализируемое изображение и изображения при разработке балльной системы были получены с использованием аналогичных параметров FSE-последовательностей (от fast spin echo ― быстрое спин-эхо), но на разных МР-томографах (Ingenia 1.5T, Philips и Symphony 1.5T, Siemens соответственно), что позволяет надеяться на хорошую воспроизводимость параметров текстурного анализа и подтверждает целесообразность дальнейших широкомасштабных исследований в этом направлении.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Радиомический подход с использованием текстурного анализа Т2-ВИ высокого разрешения является перспективным направлением в оценке эффективности НХЛТ у больных местнораспространённым раком прямой кишки и может быть рекомендован для дальнейшего развития, совершенствования методики выполнения, систем оценки параметров текстуры и изучения воспроизводимости результатов.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО

Источник финансирования. Исследования и публикация статьи осуществлены на личные средства авторского коллектива.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Вклад авторов. Авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE. Наибольший вклад распределён следующим образом: Я.А. Дайнеко ― сбор и обработка материала, анализ полученных данных, написание текста; Т.П. Березовская ― концепция, анализ полученных данных, написание текста, редактирование; С.А. Мялина ― сбор и обработка материала, написание текста; И.А. Орехов ― сбор и обработка материала, анализ полученных данных; А.А. Невольских ― редактирование. Все авторы прочли и одобрили финальную версию до публикации.

Согласие пациента. Пациент добровольно подписал информированное согласие на публикацию персональной медицинской информации в обезличенной форме в журнале Digital Diagnostics.

Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Authors contribution. Ya.A. Dayneko ― collection and processing of the material, analysis of the received data, writing of the text; T.P. Berezovskaya ― concept and design of the study, analysis of the received data, writing of the text, editing; S.A. Myalina ― collection and processing of the material, writing of the text; I.A. Orekhov ― collection and processing of the material, analysis of the received data; A.A. Nevolskih ― editing. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work.

Patients permission. The patient voluntarily signed an informed consent to the publication of personal medical information in depersonalized form in the journal Digital Diagnostics.

¹ FOLFOX — режим химиотерапии, применяемый в лечении колоректального рака: (FOL)inicacid, calciumsalt — фолиниевая кислота в виде фолината кальция (лейковорин), (F)luorouracil ― фторурацил, (OX)aliplatin ― оксалиплатин

² SUV (standardized uptake value) ― стандартизированный уровень накопления радиофармпрепарата

³ A computer software for calculation of texture parameters in digitized images. Available from: http://www.eletel.p.lodz.pl/programy/mazda/

Об авторах

Яна Александровна Дайнеко

Медицинский радиологический научный центр имени А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр радиологии»

Email: vorobeyana@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4524-0839
SPIN-код: 1841-7759

науч. сотр.