מודל רדיומיK המבוסס על CT טרום-ניתוחי, המשלב מאפיינים של הגידול ושל האזור שסביבו, חוזה ביעילות הישארות של ממיר מקומי לאחר ניתוח מתוך התקדמות של גרורות רחוקות לאחר כריתה מלאה של סרטן ריאות מסוג non-small cell בדרגות T3–4.
מאמר שיטה
מודל רדיומיK המבוסס על CT טרום-ניתוחי, המשלב מאפיינים של הגידול ושל האזור שסביבו, חוזה ביעילות הישארות של ממיר מקומי לאחר ניתוח מתוך התקדמות של גרורות רחוקות לאחר כריתה מלאה של סרטן ריאות מסוג non-small cell בדרגות T3–4.
הישנות מקומית לאחר ניתוח נותרת אתגר קליני מרכזי בחולים עם סרטן ריאה מסוג תאים לא קטנים (NSCLC) בשלבים T3 ו-T4. כדי להתגבר על המחסור באסטרטגיה סטנדרטית מבוססת דימות טרום-ניתוחית לאפיון הישנות מקומית, מוצגת מסגרת רדיומית מבוססת טומוגרפיה ממוחשבת (CT) ללכידת הטרוגניות תוך-גידולית וסביב-גידולית ולהבחנה בין הישנות מקומית למטסטASES רחוקים לאחר כריתה מסוג R0. הפרוטוקול המוצע משלב מאפיינים רדיומיים שהופקו מאזורי הגידול והאזורים שסביב הגידול מתמונות CT עם חומר ניגוד בשלב הטרום-ניתוחי. קבוצת היישום כללה 103 חולים עם NSCLC בשלבים T3–T4, N0–2, M0 שאובחנו פתולוגית ועברו ניתוח עם כריתה מסוג R0 בין ינואר 2013 לדצמבר 2020. 33 חולים פיתחו הישנות מקומית, ו-70 פיתחו גרורות רחוקות. כל שלבי העיבוד המקדים, בחירת המאפיינים, הנורמליזציה, כוונון ההיפר-פרמטרים, התאמת המודל וקביעת הסף הוגבלו לקבוצת האימון. מודלים רדיומיים של גידול בלבד, אזור סביב-גידולי ומודלים משולבים הוערכו בקבוצת תיקוף נפרדת. נאספו מאפיינים קליניים, מיקום הגידול, פרמטרים מעבדה טרום-ניתוחיים ומידע על הטיפול. ייצוגים רדיומיים ספציפיים לגידול ומשולבים של גידול וסביבתו נבנו והוערכו כדי לאפיין את התנהגות המסגרת המוצעת. בקבוצת התיקוף, הייצוג הרדיומי סביב-הגידולי הדגימה יכולת הבחנה משופרת בהשוואה למאפיינים של גידול בלבד, בעוד שהמסגרת המשולבת של גידול וסביבתו הראתה את הביצועים היציבים והעקביים ביותר (AUC = 0.80). פרוטוקול זה מהווה הדגמה ראשונית של זרימת עבודה רדיומית סטנדרטית ב-CT להבחנה בין דפוסי כישלון לאחר ניתוח בעקבות כריתה מסוג R0; נדרש תיקוף חיצוני רב-מרכזי לפני יישום קליני.
כריתה כירורגית מלאה נותרת טיפול הסטנדרט עבור חולים עם סרטן ריאה מסוג תאים לא קטנים (NSCLC) הניתן לכריתה, כולל אלו עם NSCLC מתקדם מקומית (LA-NSCLC). למצב השוליים הפתולוגי יש השלכות פרוגנוסטיות וטיפוליות מיידיות: R0 מציין היעדר גידול שיורי, R1 מציין גידול שיורי מיקרוסקופי, ו-R2 מציין גידול שיורי מקרוסקופי. כריתה חלקית קשורה לתוצאות שליליות ועשויה להשפיע על הטיפול לאחר הניתוח1,2,3,4. לכן, אפיון מדויק של הסיכון להישנות מקומית הוא מרכיב קריטי בתכנון הטיפול ב-NSCLC מתקדם מקומית.
בפרקטיקה הקלינית הנוכחית, בדיקה פתולוגית נחשבת לשיטה הסטנדרטית להערכה (reference standard) לקביעת השוליים הפתולוגיים. עם זאת, קיימת הטיות דגימה עקב טבעם ההטרוגני של הגידולים. כתוצאה מכך, שיטה זו מוכרת רבות כבלתי מושלמת, שכן קיימים שיעורי שגאות במינוס (false-negative) נמוכים אך משמעותיים5. יתרה מכך, אין ערובה לכך שרקמת הריאה שסביב השוליים שהוסרו נקייה מתאים ממאירים, מכיוון שבדיקה היסטולוגית אינה יכולה לבחון את כל היבטי השוליים הכירורגיים של גידול שהוסר. מגבלות אלו מדגישות את הצורך באסטרטגיות משלימות ולא פולשניות, המסוגלות ללכוד דפוסים מקרוסקופיים ומרחביים של סיכון שיורי מעבר לדגימה מיקרוסקופית.
רדיאומיקה (Radiomics) מאפשרת מיצוי בתפוקה גבוהה של מאפיינים כמותיים מדימויים רפואיים שגרתיים ומספקת גישה שיטתית לאפיון ההטרוגניות של הגידול ברמת הנגע כולו וברמה הפרי-נגעית6. מחקרי רדיאומיקה קודמים בסרטן הריאה הדגימו את תועלתה בסטריפיקציה של תוצאות בהקשרי טיפול מרובים, כולל ניתוח בשלבים מוקדמים של NSCLC7, רדיותרפיה סטריאוטקטית8, טיפול נאו-אדג'ובנטי9, טיפול ב-EGFR-TKI10, ואימונותרפיה של PD-(L)111 וטיפולים סיסטמיים. רדיאומיקה פרי-טומורלית שימשה גם לכימות הממשק המיידי שבין הגידול לריאה, כולל ניתוחים המבוססים על הרחבות של 3, 6 ו-9 mm12. עם זאת, זרימות עבודה סטנדרטיות להשוואה בין הישנות מקומית לגרורות מרוחקות לאחר כריתה מסוג R0 נותרות מוגבלות.
פרוטוקול זה מיועד למערכי נתונים מחקריים הכוללים בדיקות CT של החזה בחתכים דקים עם חומר ניגוד לפני ניתוח ורישומי שוליים פתולוגיים מלאים. הוא מתאים כאשר מטרת המחקר היא להשוות בין הישארות מקומית לבין התקדמות גרורות מרוחקות לאחר כריתה מלאה (R0). לפיכך, הוצג זרימת עבודה סטנדרטית המשלבת רדיאומיקה תוך-גידולית ורדיאומיקה פרי-גידולית של 3-mm ב-NSCLC בשלבים T3–T4.
הפרוטוקול הרדיומי המבוסס על CT המוצע תוכנן כדי להבדיל לפני ניתוח בין הישנות מקומית לבין גרורות רחוקות בחולים עם NSCLC בשלבים T3-T4. זרימת העבודה כוללת בחירת מטופלים, רכישה ועיבוד מקדים של תמונות CT, סגמנטציה של אזור העניין (region-of-interest), מיצוי וצמצום של מאפיינים רדיומיים, בניית מודל והערכת ביצועים (איור 1A–C). ועדת האתיקה של בית החולים Jinling אישרה מחקר רטרוספקטיבי זה (מספר אישור 089-01-2023DZKY) וויתרה על הדרישה להסכמה מדעת בכתב. כל התוכנות והכלים ששימשו במחקר זה מפורטים ב- טבלת חומרים.
1. בחירת מטופלים ואיסוף נתונים קליניים
2. הגדרת תוויות ונקודות סיום קליניות
3. איסוף מאפיינים קליניים וסמנטיים
4. רכישת תמונות CT
5. עיבוד מקדים של תמונות ואנונימיזציה
6. סגמנטציה של הגידול והאזור הפרי-גידולי
7. מיצוי מאפיינים רדיומיים
8. חלוקת מערך הנתונים והפחתת תכונות רדיומיות
9. בניית המודל והערכתו
10. ניתוח סטטיסטי
מאפייני קבוצת היישום
מבין המטופלים שהיו כשירים בתחילה, הוצאו מהמחקר 12 מטופלים שעברו כריתה מסוג R1, ולא זוהו כריתות מסוג R2. כתוצאה מכך, הקבוצה הסופית כללה 103 מטופלים שעברו כריתה מסוג R0. הפרוטוקול הרדיאומי המוצע יושם על קבוצה של 103 מטופלים עם NSCLC בדרגות T3–T4 שטופלו בניתוח (גיל 60.6 ± 8.6 שנים; 82.5% גברים), כולל 33 עם הישנות מקומית לאחר הניתוח ו-70 עם גרורות מרוחקות. מבין 33 המטופלים עם הישנות מקומית, ל-17 (51.5%) היה אישור פתולוגי, בעוד ש-16 הנותרים (48.5%) אובחנו על בסיס ממצאי CT במעקבים סדרתיים והסכמה קלינית. אף הישנות מקומית לא אושרה באמצעות PET/CT בלבד. לשישים ואחד מטופלים (59.2%) הייתה מחלה בדרגה פתולוגית T3, ול-42 (40.8%) הייתה מחלה בדרגה T4. אף אחד מהמשתנים הקליניים או הפתולוגיים בטבלה 1 לא היה שונה באופן מובהק בין קבוצת ההישנות המקומית לקבוצת הגרורות המרוחקות (כל ה-p ≥ 0.064).
הערכה של משתני דימוי סמנטיים ומשתנים הקשורים לטיפול
ביתה של הגידול, מיקום מרכזי לעומת היקפי, מעורבות של הסיבון הראשי ומעורבות של כלי דם גדולים לא נבדלו באופן מובהק בין קבוצת ההישנות המקומית לבין קבוצת הגרורות הרחוקות (כולם p ≥ 0.272; טבלה 2). התפלגות הטיפול הנאדג'ובנטי, האימונותרפיה והרדיותרפיה הייתה דומה בין שתי קבוצות דפוסי ההתקדמות של R0 (כולם p ≥ 0.742; טבלה 3). טיפול ממוקד היה פחות שכיח בקבוצת ההישנות המקומית מאשר בקבוצת הגרורות הרחוקות (2/33 [6.1%] לעומת 15/70 [21.4%]; p גולמי = 0.0499). מכיוון שטיפול לאחר ניתוח עשוי להשפיע על דפוס ההישנות, יש להתייחס לחוסר איזון זה כגורם מתקל (confounder) פוטנציאלי ולא כראיה לאפקט סיבתי.
דפוסי מעקב והתפלגות נקודות סיום
מבין 103 המטופלים עם שוליים שליליים לאחר כריתה, ל-33 הייתה הישנות מקומית (הישרדות חציונית ללא התקדמות (PFS) של 16.36 ± 14.741 חודשים), ול-70 הייתה גרורה רחוקה (PFS ממוצע של 11.39 ± 11.388 חודשים). לא נמצא הבדל סטטיסטי בין קבוצת ההישנות המקומית לקבוצת הגרורות הרחוקות (p = 0.131). למרות שלא נצפה הבדל משמעותי בהישרדות ללא התקדמות בין שני דפוסי ההישנות, מטרת הגישה הנוכחית היא לבחון האם דימות טרום-ניתוחי יכול להבחין בדפוס האנטומי של התקדמות המחלה הראשונה לאחר כריתה R0. סטרטיפיקציה כזו של סיכון טרום-ניתוח עשויה להקל על יישום הולם של טיפול מקומי בחולים עם סיכון גבוה להישנות מקומית ופוטנציאלית לשפר את תוצאותיהם; עם זאת, תועלה קלינית זו דורשת תיקוף נוסף במחקרי פרוספקטיביים.
התנהגות מאפיינים רדיומיים של הגידול וסביב הגידול
השחזור נבדק בתת-קבוצה של 25 חולים. לאחר סינון מבוסס ICC, נשמרו 1,820 מתוך 2,207 המאפיינים הרדיומיים התוך-גידוליים ו-1,856 מתוך 2,211 המאפיינים הרדיומיים הפרי-גידוליים בטווח של 3-mm לצורך ניתוח המשך. סינון שונויות הסיר 124 מאפיינים תוך-גידוליים ו-120 מאפיינים פרי-גידוליים בטווח של 3-mm. לאחר מכן, סינון מתאמים זוגיים עם סף של 0.90 הסיר 1,357 מהמאפיינים התוך-גידוליים שנותרו ו-1,395 מהמאפיינים הפרי-גידוליים שנותרו, מה שהותיר 339 ו-341 מאפיינים, בהתאמה, לבחירת מאפיינים באמצעות רגולריזציית L1. הליך ה-L1 בחר בסופו של דבר 9 מאפיינים תוך-גידוליים ו-12 מאפיינים פרי-גידוליים לבניית המודל. מאפיינים רדיומיים שהוצאו מהגידול, מאזור הפרי-גידולי ומאזורים משולבים הראו התנהגויות חיזוי שונות. בקוהורט התיקוף, המודלים של הגידול, ה-3-mm הפרי-גידולי והמשולב השיגו AUCs של 0.71 (95% CI, 0.61–0.81), 0.75 (95% CI, 0.65–0.85), ו-0.80 (95% CI, 0.71–0.89), בהתאמה (טבלה 4 ו-איור 2A). בניתוח הרגישות למרחק פרי-גידולי, מודלי ה-1-, 3- ו-5-mm השיגו AUCs נראה של 0.62, 0.75 ו-0.59, בהתאמה. בהשוואה למודל ה-3-mm, ההבדל ב-AUC לא היה מובהק סטטיסטית עבור 1 mm (ΔAUC = −0.13, p = 0.078) אך היה מובהק עבור 5 mm (ΔAUC = −0.16, p = 0.040) (טבלה משלימה 1).
לאחר החרגת 17 מטופלים שקיבלו טיפול ממוקד לפני התקדמות המחלה הראשונה, נותרו 86 מטופלים, מתוכם 31 עם הישנות מקומית ו-55 עם התקדמות גרורתית בלבד. מודל היתוך (fusion model) השיג AUC של 0.80 (95% CI, 0.70–0.89), תוצאה שעמדה בסימן עם זו של הניתוח הראשוני (AUC, 0.80; ΔAUC, −0.001; 95% CI, −0.034 to 0.033; p = 0.948). ממצאים אלו העלו כי ביצועי מודל היתוך לא הושפעו באופן מהותי מטיפול ממוקד שניתן לפני התקדמות המחלה.
הערכה השוואתית ותועלת קלינית של הפרוטוקול
מבחני DeLong זוגיים לא זיהו הבדלים מובהקים סטטיסטית בין מודל הגידול למודלים הפרי-גידוליים של 3 ממ' (p = 0.533), בין מודל הגידול למודלים המשולבים (p = 0.168), או בין המודלים הפרי-גידוליים של 3 ממ' למודלים המשולבים (p = 0.439). בניתוח עקומות החלטה, מודל הגידול, המודל הפרי-גידולי של 3 ממ' והמודלים המשולבים הניבו תועלת נטו גבוהה יותר מאשר אסטרטגיות הייחוס "טיפול בכולם" (treat-all) ו"אי-טיפול באף אחד" (treat-none) על פני ספי הישויות של 0.19–0.51, 0.18–0.56 ו-0.17–0.59, בהתאמה (איור 2B). בסף הסתברות חוזה של 0.20, המודל המשולב השיג רגישות של 66.7% וסגוליות של 77.1%. טווחים אלו מתארים תועלת גלויה בקוהורט ההתקדמות שנבחר ואינם מהווים ספי טיפול שעברו ולידציה. כפי שמוצג ב איור 3A–D, שני הגושים המוצקים ב-A וב-B סווגו נכון על ידי המודל, בעוד שהגושים ב-C וב-D סווגו באופן שגוי. שני הגושים שסווגו באופן שגוי הכילו אזורים של נמק תוך-גידולי, אשר ייתכן ושינו את התפלגות הניחות (attenuation) ואת ההטרוגניות של המרקם שנקלטו על ידי המאפיינים הרדיומיים, ובכך תרמו לתחזיות הסותרות.

איור 1: זרימת העבודה של סגמנטציה של הגידול, בחירת מאפיינים רדיומיים ופיתוח מודל. (A) הגידול הראשוני עבר סגמנטציה באופן חצי-אוטומטי. אזור העניין (ROI) התוך-גידולי הוגדר כרקמת הגידול, והאזור הפרי-גידולי נוצר על ידי הרחבת גבול הגידול החוצה ב-3 mm תוך החרגת הגידול עצמו. (B) מאפיינים רדיומיים תוך-גידוליים ופרי-גידוליים מולצו, נבחנו לרבטיביליות בתוך קורא ובין קוראים, וצומצמו באמצעות ניתוח קורלציה ובחירת מאפיינים מבוססת L1-regularized. (C) חולים מתאימים חולקו באופן אקראי לקבוצת אימון (70%) ולקבוצת תיקוף פנימית (30%). נבנו מודלים רדיומיים נפרדים לגידול ולאזור הפרי-גידולי, ואלו שולבו למודל משולב. קיצורים: CT = computed tomography; L1 = least absolute shrinkage and selection operator-based regularization. איור 1 נוצר על ידי המחברים באמצעות Microsoft PowerPoint, ולא נדרשו הרשולות זכויות יוצרים. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מורחבת של איור זה.

איור 2: עקומות מאפייני קיבלה (ROC) וניתוח עקומת החלטה של המודלים הרדיאומיים. (A) עקומות מאפייני קיבלה של מודל הגידול, מודל אזור סביב הגידול (3-mm peritumoral) והמודלים המשולבים להבחנה בין הישחות מקומית למטסטזיס רחוק בקוהורט התיקוף. ערכי ה-AUC המתאימים היו 0.71 (95% CI, 0.61–0.81), 0.75 (95% CI, 0.65–0.85), ו-0.80 (95% CI, 0.71–0.89); רווחי הסמך (95% CIs) הוערכו באמצעות 1,000 דגימות חוזרות של bootstrap. (B) ניתוח עקומת החלטה של שלושת המודלים על פני הסתברויות סף של 0.01–0.80. אסטרטגיות של "טפל בכולם" ו"אל תטפל באף אחד" מוצגות לצורך השוואה. קיצורים: AUC = שטח תחת עקומת מאפייני הקיבלה; CI = רווח סמך; DCA = ניתוח עקומת החלטה; ROC = מאפייני קיבלה. אנא לחץ כאן להצגת גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 3: איור מייצג של מקרים שסווגו נכונה ובשגגה על ידי המודל הרדיומי המשולב. (A) סיווג נכון של רסדורה מקומית בגבר בן 50 עם קרצינומה של תאי קשקש בריאה שמאלית, שפיתח רסדורה מקומית לאחר 4 חודשים. (B) סיווג נכון של התקדמות רחוקה בלבד באישה בת 44 עם אדנוקרצינומה באונה התחתונה השמאלית, שפיתחה גרורות בעצם לאחר 31 חודשים ללא רסדורה מקומית. (C) דוגמה לשלילה שגויה (false-negative) שבה רסדורה מקומית סווגה כהתקדמות רחוקה בלבד. (D) דוגמה לאישור שגוי (false-positive) שבה התקדמות רחוקה בלבד סווגה כרסדורה מקומית. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה מוגדלת של איור זה.
טבלה 1: מאפיינים קליניים ופתולוגיים של חולים עם הישחות מקומית וגרורות רחוקות. הניתוח כלל 103 חולים: 33 עם הישנות מקומית ו-70 עם גרורות מרוחקות. הנתונים מוצגים כממוצע ± סטיית תקן או כ-n (אחוזים בעמודה). הגיל הושווה באמצעות מבחן t של Student למדגמים בלתי תלויים. משתנים קטגוריאליים הושוו באמצעות מבחן חי-בריבוע של פירסון או מבחן מדויק של פישר כאשר מספר התאים הצפוי היה <5. *גולמי p < 0.05. קיצורים: ADC = אדנוקרצינומה; SCC = קרצינומה של תאי קשקש; SD = סטיית תקן; TNM = גידול-קשרי לימפה-גרורות. אנא לחצו כאן להורדת טבלה זו.
טבלה 2: מאפייני מיקום ומעורבות של חולים עם הישחלה מקומית וגרורות רחוקות. הניתוח כלל 103 מטופלים: 33 עם הישנות מקומית ו-70 עם גרורות רחוקות. הנתונים מוצגים כ-n (אחוזים לעמודה). משתנים קטגוריאליים הושוו באמצעות מבחן חי-ריבוע של פירסון (Pearson chi-square test) או מבחן מדויק של פישר (Fisher's exact test) כאשר מספר התאים הצפוי היה <5. לא היו נתונים חסרים. *גולמי p < 0.05. קיצורים: CT = טומוגרפיה ממוחשבת. אנא לחצו כאן להורדת טבלה זו.
טבלה 3: אסטרטגיות טיפול פרי-אופרטיביות ופוסט-אופרטיביות בקרב מטופלים עם הישנות מקומית וגרורות רחוקות. הניתוח כלל 103 מטופלים: 33 עם הישנות מקומית ו-70 עם גרורות רחוקות. הנתונים מוצגים כ-n (אחוזים לעמודה). משתנים קטגוריאליים הושוו באמצעות מבחן chi-square של פירסון או מבחן מדויק של פישר כאשר מספר התאים הצפוי היה <5. לא היו נתונים חסרים. *ערך p גולמי < 0.05. אנא לחצו כאן להורדת טבלה זו.
טבלה 4: ביצועי המודלים הרדיומיים, הפרי-גשמיים והמשולבים להבחנה בין הישחעות מקומית לגרורות רחוקות. הניתוח כלל 103 חולים: 33 עם הישחעות מקומית ו-70 עם גרורות רחוקות. רווחי הסמך (CIs) של 95% נאמדו באמצעות 1,000 דגימות bootstrap חוזרות. קיצורים: AUC = שטח תחת עקומת מאפייני המקלט (receiver operating characteristic curve); CI = רווח סמך. אנא לחצו כאן להורדת טבלה זו.
איור משלים 1: תרשים זרימה של בחירת המטופלים. נסרקו מטופלים שעברו לפחות בדיקת CT אחת של החזה בין השנים 2013 ל-2020 ושדוחות הפתולוגיה שלהם הכילו את המונחים "lung" ו-"cancer". לאחר החרגות על סמך דוחות פתולוגיה ורישומים במערכת המידע של בית החולים, נותרו 238 מטופלים. 45 מטופלים נוספים הוחרגו בשל היעדר תמונות CT טרום-טיפוליות (n = 39), קרצינומה דלקתית (n = 4), או ארטיפקטים של CT שהשפיעו על ניתוח התמונה (n = 2). לבסוף, מטופלים עם כריתה מסוג R1 (n = 12), אובדן למעקב (n = 43), או ללא התקדמות המחלה עד סוף המעקב (n = 35) הוחרגו, מהותירה 103 מטופלים עבור קבוצות האימון והתיקוף. CT, טומוגרפיה ממוחשבת; HIS, מערכת מידע של בית חולים; R1, כריתה עם שוליים חיוביים מיקרוסקופית. אנא לחצו כאן להורדת קובץ זה.
טבלה משלימה 1: ניתוח רגישות של ביצועי המודל במרחקי התרחבות פרי-גידוליים שונים.הבחנה של המודל הוערכה בקוהורט האימות באמצעות אזורים פרי-גידוליים של 1, 3 ו-5 mm. המודל הפרי-גידולי של 3-mm שימש כייחוס. ΔAUC מייצג את ההבדל ב-AUC ביחס למודל ה-3-mm, וערכי p חושבו באמצעות מבחן DeLong דו-צדדי. AUC, שטח תחת עקומת מאפייני התפעול של מקלט; CI, רווח סמך. אנא לחצו כאן להורדת קובץ זה.
עבודה זו מציגה פרוטוקול רדיומיKי מבוסס CT להבחנה טרום-ניתוחית בין הישחה מקומית לבין גרורות רחוקות לאחר כריתה מסוג R0 בחולים עם NSCLC בשלבים T3–T4. במקום להתמקד אך ורק בחיזוי תוצאות, המסגרת המוצעת מתרגמת את הסיכון להישחה מקומית באמצעות שילוב של ייצוגים רדיומיים תוך-גידוליים וסביב-גידוליים הנגזרים מדימויי CT שגרתיים עם חומר ניגוד. הפרוטוקול הפגין ביצועים יציבים בקוהורט כירורגי מייצג, כאשר המודל המשולב של הגידול והסביבה התו-גידולית השיג את ה-AUC הגבוה ביותר. מספר גישות טרום-ניתוחיות נבחנו להערכת הסיכון להישחה לאחר ניתוח ב-NSCLC, כולל מודלים קליניו-רדיולוגיים, פרמטרים מטבוליים הנגזרים מ-18F-FDG PET/CT, רדיומיקה של CT המבוססת על מאפיינים ידניים (handcrafted) ולמידה עמוקה. נפח גידול מטבולי וגליקוליזה כוללת של נגעים הנגזרים מ-PET/CT מספקים מידע פרוגנוסטי לאחר כריתה כירורגית, אך הם דורשים בדיקת דימוי מולקולרי נוספת ומושפעים מפרוטוקולי רכישה ושחזור15. מודלים רדיומיים ומודלים של למידה עמוקה מבוססי CT יכולים להעריך את הסיכון להישחה או את ההישרדות ללא מחלה באופן לא פולשני16, ומחקרים קודמים הדגימו את הערך של שילוב מידע סביב-גידולי או שילוב של דימות עם משתנים קליניים17,18. עם זאת, גישות קודמות אלו התמקדו בעיקר בשאלה האם התרחשה הישחה ומתי, ובמיוחד באדנוקרצינומה של הריאה בשלבים מוקדמים, ולא בדפוס האנטומי של התקדמות המחלה הראשונה. היתרון הפוטנציאלי של המסגרת הנוכחית הוא שהיא משתמשת ב-CT שגרתי עם חומר ניגוד שנרכש טרם הניתוח, ומשלבת מידע תוך-גידולי ומידע סביב-גידולי סמוך באופן מיידי, כדי להבחין בין הישחה מקומית לבין התקדמות של גרורות רחוקות לאחר כריתה מסוג R0 בחולים עם T3–T4 NSCLC.
מנקודת מבט מתודולוגית, המוטיבציה הקלינית לפרוטוקול זה נובעת מהמגבלות המובנות של הערכת השוליים הפתולוגיים. למרות שההיסטופתולוגיה נותרה בתקן הייחוס, היא מוגבלת מטבעה על ידי הטיות דגימה וכיסוי מרחבי חלקי של השוליים הכירורגיים. מחקרים מצאו כי עבור NSCLC בשלב IA, שיעור ההישחעות המקומית לאחר wedge resection גבוה משמעותית מאשר לאחר lobectomy19. הדבר מיוחס בעיקר לאבחנה שהוחמצה של תאי גידול שאריים בשוליים הכירורגיים ולשיעור ההישחעות המקומי הגבוה הנגרם כתוצאה מכריתה חלקית. בנוסף, ניתן להבחין בתאי גידול בשוליים הכירורגיים באמצעות סקירה של חתכים פתולוגיים של חולים עם NSCLC עם הישחעות מקומית20. סדרות כירורגיות קודמות הראו כי כריתה חלקית ומחלה שאריתית נסתרת מגבירות באופן משמעותי את הסיכון להישחעות מקומית ומשפיעות לרעה על ההישרדות לטווח ארוך, בעוד שדימות יכול לבחון מאפיינים מאקרוסקופיים ומרחביים של הגידול לפני הניתוח. לפיכך, יש לראות בפרוטוקול הנוכחי מתודולוגיית מחקר משלימה לאפיוני דפוסי הישחעות, ולא כתחליף לבדיקת שוליים פתולוגית. הבחנה זו מונעת סימון רטרוספקטיבי של הישחעות מקומית מסוג R0 כראיה לשוליים כירורגיים חיוביים או בעלי סיכון גבוה מטבעם.
אלמנט תכנוני מרכזי של המסגרת המוצעת הוא השילוב המפורש של מאפיינים רדיומיים פרי-גידוליים (peritumoral). הטבעת שנקבעה מראש ברוחב 3 mm דוגמת את הממשק המיידי שבין הגידול לריאה, שבו דפוסי דימות עשויים לשקף פלישה, תגובה דסמופלסטית, בצקת, שינוי וסקולרי או אינטראקציות בין הגידול למארח. בניתוח הרגישות, ערכי ה-AUC הגלויים עבור המודלים של 1 mm, 3 mm ו-5 mm היו 0.62, 0.75 ו-0.59, בהתאמה. המודל של 1 mm היה נמוך יותר מבחינה מספרית מהמודל של 3 mm, ללא הבדל מובהק סטטיסטית ביניהם, בעוד שהמודל של 5 mm הניב ביצועים פחותים באופן מובהק. ממצאים אלו תומכים בהגדרה שנקבעה מראש של 3 mm בקוהורט זה, אך אינם קובעים כי 3 mm הוא המרחק האופטימלי באופן אוניברסלי. טבעות רחבות יותר עלולות לכלול רקמת פרינכימה שאינה של הריאה או מבנים אנטומיים סמוכים בגידולי T3–T4.
טיפול לאחר ניתוח עשוי לשנות את המיקום והעיתוי של החזרה של המחלה, ולכן הוא נותר מקור פוטנציאלי למשתנים מתערבים. טיפול ממוקד היה שכיח פחות בקבוצת ההישנות המקומית מאשר בקבוצת הגריעות הרחוקה (6.1% לעומת 21.4%; p גולמי = 0.0499), בעוד שהפצאות הטיפולים האחרים לא נבדלו באופן מובהק. בניתוח רגישות שהוציא 17 מטופלים שקיבלו טיפול ממוקד לפני התקדמות המחלה, מודל היתוך (fusion model) שמר על AUC של 0.80 (95% CI, 0.70–0.89), נתון שכמעט וזהה לזה של הניתוח הראשוני (ΔAUC = −0.001; 95% CI, −0.034 עד 0.033; p = 0.948). ממצאים אלו מצביעים על כך שביצועי ההבחנה של מודל היתוך לא הונעו באופן מהותי מטיפול ממוקד שניתן לפני התקדמות המחלה.
יציבות ותשחזוריות של מאפיינים הם שיקולים קריטיים במתודולוגיה רדיומית. בפרוטוקול זה, חילוץ המאפיינים בוצע בהתאם להנחיות של ה-Image Biomarker Standardization Initiative21. החוזק (Robustness) הוערך באופן שיטתי באמצעות בדיקות תשחזוריות בין-קוראים ותוך-קוראים. המאפיינים המשפיעים ביותר במודל המשולב נגזרים בעיקר מהאזור הפרי-גידולי, מה שמחזק את החשיבות המתודולוגית של תיחום פרי-גידולי סטנדרטי. שלבים אלו משפרים יחד את האמינות והיכולת להעביר את הפרוטוקול המוצע (transferability).
יש להכיר במספר מגבלות של הפרוטוקול. ראשית, המסגרת פותחה ותוקפה באמצעות נתונים ממוסד רפואי יחיד, ובחירת המטופלים עשויה לשקף פרקטיקות כירורגיות מוסדיות. שנית, מרווחי המעקב לא היו אחידים, ואיבוד מטופלים במעקב עשוי היה להשפיע על אפיון החשש להישנות. שלישית, בעוד שהפרוטוקול מזהה מאפיינים רדיומיים הקשורים לסיכון להישנות הקשורה לשוליים, הוא אינו שופך אור באופן ישיר על המנגנונים הפתולוגיים שבבסיסם. עבודה עתידית צריכה להתמקד בתיקוף רב-מרכזי, הרמוניזציה בין פלטפורמות דימות, ושילוב עם קורלציות פתולוגיות ומולקולריות כדי לדייק עוד יותר את הפרשנות הביולוגית של המאפיינים הרדיומיים. לסיכום, מחקר זה מציג פרוטוקול רדיומי סטנדרטי מבוסס CT לאפיון טרום-ניתוחי של דפוסי הישנות ב-NSCLC בשלבים T3-T4. באמצעות שילוב מפורש של מידע רדיומי פרי-טומורלי (סביב הגידול), המסגרת נועדה לשמש כפרוטוקול מחקר הניתן לשחזור; תיקוף חיצוני רב-מרכזי והערכה בקוהורט פוסט-אופרטיבי לא נבחר נדרשים לפני יישום קליני או קבלת החלטות טיפוליות.
למחברים אין ניגוד עניינים. לא נעשה שימוש בכלי בינה מלאכותית גנרטיבית ליצירה או לשינוי של איורים בכתב יד זה.
אנו מודים ל-LetPub (www.letpub.com.cn) על הסיוע הלשוני במהלך הכנת כתב יד זה. עבודה זו נתמכה על ידי Science and Technology Innovation 2030-Major Projects (2020AAA0109500).
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| פלטפורמת מחקר רב-מודאלית של Deepwise | Deepwise | גרסה 3.1.3 | משמש לסגמנטציה, לחילוץ מאפיינים רדיומיים (radiomic features) ולבניית מודל |
| Python | Python Software Foundation | https://www.python.org | גרסה 3.9.13 |
| R | R Foundation | https://www.r-project.org | גרסה 4.3.2 |
| הגדרה של Somatom | סימנס | מכיוון שלא סופק טקסט מקור לתרגום, אנא ספק את התוכן המדעי באנגלית שברצונך לתרגם לעברית, ואבצע את התרגום בהתאם להנחיות המקצועיות שצוינו. | משמש לרכישת תמונות CT |
| Somatom Definition Flash | סימנס | מכיוון שלא סופק טקסט מקור לתרגום, אין תוכן להמרה לעברית. נא לספק את הטקסט המיועד לתרגום. | משמש לרכישת תמונות CT |
| Somatom Emotion | סימנס | נא לספק את טקסט המקור באנגלית לתרגום. | משמש לרכישת תמונות CT |
| Somatom Perspective | סימנס | לא סופק טקסט למסמך זה. אנא ספק את הטקסט באנגלית לתרגום. | משמש לרכישת תמונות CT |