Differenziazione endoscopica basata sull'ecografia dei tumori neuroendocrini del pancreas e dell'adenocarcinoma del dotto pancreatico

Sommario

Questo studio delinea un metodo che utilizza l'analisi delle immagini digitali per differenziare tra neoplasie neuroendocrine pancreatiche (PNEN) e adenocarcinoma duttale pancreatico (PDAC).

Abstract

L'ecografia endoscopica (EUS) è una delle modalità di imaging più critiche per la valutazione delle masse pancreatiche, fornendo una visualizzazione ad alta risoluzione del pancreas. Questo studio mirava a valutare la fattibilità dell'analisi delle immagini digitali (DIA) nel differenziare le neoplasie neuroendocrine pancreatiche (PNEN) dall'adenocarcinoma duttale pancreatico (PDAC) nei tumori pancreatici solidi osservati tramite EUS. Un'analisi retrospettiva è stata condotta su tutti i tumori pancreatici solidi esaminati con le procedure EUS dal 2018 al 2023, compresi i casi con diagnosi patologiche confermate di PDAC e PNEN. Adobe Photoshop è stato utilizzato per eseguire DIA. Il rapporto di grigi, definito come il rapporto in scala di grigi della lesione rispetto a uno sfondo selezionato, è stato calcolato per garantire la coerenza. La circolarità era determinata dal rapporto tra area e perimetro. Inoltre, sono state estratte le deviazioni standard della scala di grigi per ulteriori analisi. Tre parametri quantitativi delle immagini EUS hanno dimostrato il potenziale per distinguere PNEN da PDAC: circolarità, rapporto di grigi e deviazione standard della scala di grigi. In particolare, una circolarità superiore a 0,68, un rapporto di grigi superiore a 0,40 e una deviazione standard della scala di grigi inferiore a 12,44 erano indicativi di un potenziale PNEN.

Introduzione

Il cancro del pancreas è costituito da lesioni solide e cistiche e si colloca tra le prime dieci cause di morte correlata al cancro in tutto il mondo¹. Il tipo istologico più diffuso di tumore solido del pancreas è l'adenocarcinoma duttale pancreatico (PDAC), che rappresenta il 95% dei tumori maligni del pancreas. Al momento della diagnosi, circa l'80% dei casi di PDAC presenta malattia localmente avanzata o metastasi, con un tempo di sopravvivenza mediano inferiore a un anno². Le terapie adiuvanti chirurgiche e postoperatorie sono fattibili solo per il restante 20% dei pazienti e possono estendere il tasso di sopravvivenza a 5 anni a circa il 10%-22%.

Le neoplasie neuroendocrine del pancreas (PNEN) rappresentano il secondo tumore pancreatico solido più comune e hanno una prognosi migliore rispetto al PDAC³. I PNEN sono classificati come funzionali o non funzionali in base alla secrezione di ormoni endocrini pancreatici e ai sintomi clinici associati. Le strategie di trattamento per la PNEN differiscono significativamente da quelle per il PDAC. Per la PNEN in stadio iniziale, la chirurgia è la raccomandazione primaria e rimane l'unico trattamento "curativo" disponibile. Inoltre, la chemioterapia per il PNEN è più specifica e selettiva rispetto al PDAC, utilizzando agenti come gli analoghi della somatostatina e gli inibitori della tirosin-chinasi del recettore. Secondo la classificazione dell'OMS, i PNEN sono suddivisi in tre gradi istologici basati sulla conta mitotica e sull'indice Ki-67, entrambi i quali fungono da indicatori prognostici affidabili⁴.

Date le differenze in termini di epidemiologia, prognosi e trattamento tra PDAC e PNEN, una diagnosi precisa è fondamentale per un trattamento efficace. Nell'algoritmo di gestione dei tumori pancreatici, l'ecografia endoscopica (EUS) e l'aspirazione con ago sottile guidata EUS (EUS-FNA) sono diventate modalità fondamentali per la diagnosi, la stadiazione e il trattamento. Le lesioni con bordi irregolari e dilatazione del dotto pancreatico su EUS sono spesso indicative di PDAC piuttosto che di PNEN ^5,6,7. Tuttavia, l'interpretazione delle immagini ecografiche – una componente chiave dell'EUS – può essere soggettiva e variabile, a seconda dell'esperienza dell'operatore.

Recentemente, l'analisi digitale dell'imaging (DIA) è stata sempre più utilizzata nella diagnostica medica, comprese le applicazioni nella tomografia computerizzata (TC) e nell'ecografia⁸. Le caratteristiche delle masse vengono catturate dalle sonde e convertite in informazioni sui pixel, che formano l'imaging in scala di grigi disponibile per ulteriori analisi al computer. Kumon et al. sono stati pionieri nell'applicazione della DIA per differenziare tra pancreas e linfonodi normali e malati⁹. Successivamente, altri ricercatori hanno esplorato l'uso della DIA per la diagnosi differenziale del cancro del pancreas dal tessuto normale, impiegando un modello predittivo basato su reti neurali e la teoria delle macchine a vettori di supporto⁹.

Sulla base di questi progressi, il presente studio mirava a valutare se la DIA potesse distinguere efficacemente le neoplasie neuroendocrine pancreatiche (PNEN) dall'adenocarcinoma duttale pancreatico (PDAC) nei tumori pancreatici solidi utilizzando l'ecografia endoscopica (EUS).

Protocollo

Il comitato di revisione istituzionale dell'ospedale Ruijin ha approvato lo studio [Clinical Ethics Review n. 75 (2012)] e il protocollo ha aderito alle linee guida istituzionali per l'assistenza umana. Tutte le lesioni pancreatiche esaminate tramite ecografia endoscopica (EUS) presso l'ospedale Ruijin dal 2018 al 2023 sono state analizzate retrospettivamente. I dati sono stati recuperati dal database medico elettronico.

I criteri di inclusione erano: (1) l'imaging EUS mostrava una lesione distinta; (2) È stata ottenuta la diagnosi istologica di adenocarcinoma duttale pancreatico (PDAC) o neoplasia neuroendocrina pancreatica (PNEN). I criteri di esclusione erano i seguenti: (1) dati incompleti o parzialmente mancanti; (2) Tumori che circondano la vena porta, la vena splenica, le strutture arterovenose mesenteriche, l'ampolla e i tessuti cavitari che potrebbero influenzare l'analisi delle immagini; (3) Imaging ecografico influenzato dall'impianto di stent nei dotti biliari o pancreatici; (4) Immagini digitali dell'ecografia endoscopica non disponibili presso l'ospedale; (5) Risultati dell'esame patologico postoperatorio poco chiari o risultati non corrispondenti a PNEN o PDAC; (6) Immagini EUS che mostrano spazi pancreatici non solidi, come lesioni cistiche o cistiche combinate. Tutte le procedure EUS sono state eseguite da due endoecografi esperti utilizzando un ecoendoscopio a scansione lineare operante a frequenze di 5 MHz o 7,5 MHz. Le caratteristiche EUS delle aree target sono state documentate e almeno cinque immagini corrispondenti sono state catturate durante un esame completo dell'intero pancreas e degli organi adiacenti. Il consenso informato è stato ottenuto da tutti i pazienti, che hanno ricevuto sedazione cosciente con diazepam intramuscolare. I reagenti e le attrezzature utilizzate nello studio sono elencati nella Tabella dei materiali.

1. Preparazione preoperatoria

1. Assicurarsi che il paziente digiuni per almeno 12 ore prima della procedura.
2. Somministrare l'anestesia endovenosa generale prima di iniziare la procedura (seguendo i protocolli istituzionalmente approvati).

2. Esplorazione gastroscopica

1. Inserire l'endoscopio attraverso la bocca del paziente e gonfiare la cavità gastrica con gas.
2. Far avanzare gradualmente l'endoscopio lungo l'esofago fino a raggiungere l'ingresso della papilla duodenale.
3. Inserire la sonda ecografica nell'endoscopio e posizionarla vicino all'organo bersaglio per l'imaging.
   NOTA: Assicurarsi che due gastroenterologi esperti con oltre 5 anni di esperienza eseguano l'ecografia endoscopica.

3. Scintigrafia duodenale del pancreas

1. Inserire la sonda ecografica endoscopica a livello della papilla duodenale e regolare la manopola di curvatura per raddrizzare la sonda.
2. Rimuovere l'aria e il muco dal duodeno. Riempire la sacca d'acqua con 5-15 ml di acqua per garantire uno stretto contatto tra la parete della sacca d'acqua e il duodeno.
3. Regolare i pulsanti di controllo sinistra-destra e su-giù dell'endoscopio. Manovrare con cautela l'endoscopio a ultrasuoni esternamente per mantenere un'imaging ottimale.
   NOTA: Se si osserva un'interferenza del gas nella cavità intestinale dopo la visualizzazione dell'immagine ecografica, iniettare acqua deaerata attraverso il canale della pinza per biopsia e regolare la posizione della sonda per eliminare l'interferenza del gas.

4. Scansione gastrointestinale del pancreas

1. Aspirare l'acqua deaerata dalla sacca d'acqua e ritrarre l'endoscopio nell'antro dello stomaco dopo aver completato la scansione duodenale.
2. Iniettare acqua deaerata nella sacca d'acqua e ritrarre l'ecografia endoscopica durante la visualizzazione dell'immagine ecografica.
3. Visualizza il corpo e la coda del pancreas quando raggiunge il corpo e il fondo dello stomaco.
4. Iniettare 200-300 ml di acqua deaerata nello stomaco per migliorare la visibilità del corpo e della coda del pancreas.

5. Recupero postoperatorio

1. Raccogliere dati di immagine soddisfacenti durante la procedura e salvare le immagini sul server per riferimento futuro.
2. Rimuovere la sonda ecografica e l'endoscopio dal corpo del paziente.

6. Analisi delle immagini

1. Memorizzate le immagini digitali come immagini a 8 bit con una risoluzione di 768 × 576 pixel nei sistemi di archiviazione e comunicazione delle immagini (PACS).
2. Conduci analisi di imaging utilizzando un software di modifica delle immagini.
3. Delinea manualmente l'area tumorale distinta per la selezione della regione di interesse (ROI).
4. Usa lo strumento Bacchetta magica per selezionare automaticamente il ROI.
5. Utilizza gli strumenti di istogramma e analisi per analizzare e registrare i parametri di imaging, tra cui area, perimetro, larghezza, altezza, diametri maggiori e minori, rotondità (che riflette le dimensioni e la forma del tumore), valore medio della scala di grigi e rapporto della scala di grigi (che indica l'intensità degli echi) e deviazione standard della scala di grigi (che valuta l'uniformità dell'eco).
6. Delinea tre ROI a forma di anello, ciascuna con un numero di pixel identico e un aspetto EUS normale, per calcolare la densità media di fondo in condizioni operative standard.
7. Calcola il rapporto della scala di grigi dividendo la scala di grigi del tumore per quella dello sfondo. Definisci la circolarità come il rapporto tra l'area e il perimetro utilizzando la seguente formula¹⁰:
   Circolarità = 4π × Area / (Perimetro²)
   NOTA: La scala di grigi dell'immagine EUS può variare a seconda delle impostazioni di contrasto e guadagno durante l'esame. Un diagramma di flusso che illustra questi passaggi è mostrato nella Figura 1.

7. Analisi dei dati

1. Presentare i dati quantitativi (area, perimetro, circolarità, rapporto di grigi, diametro maggiore, deviazione standard della scala di grigi ed età) come media ± deviazione standard (m ± SD). Confrontali utilizzando il test t del campione indipendente o il test U di Mann-Whitney.
2. Esprimere i dati qualitativi (Stadio e Genere) come frequenze. Confrontali usando il test esatto di Fisher o il test del chi-quadrato di Pearson. Considera un valore p inferiore a 0,05 come statisticamente significativo.
3. Genera curve ROC (Operating Characteristic) del ricevitore per il diametro maggiore, la circolarità, il rapporto di grigi e la deviazione standard della scala di grigi. Calcolare i valori di cut-off per ciascun parametro.
4. Valuta il valore diagnostico calcolando la sensibilità, la specificità, il valore predittivo positivo (PPV), il valore predittivo negativo (NPV) e l'accuratezza. Se un parametro è negativo, classificare il risultato combinato come negativo.

Risultati

Caratteristiche dei pazienti
Un totale di 119 pazienti sono stati sottoposti a puntura EUS e diagnosi istologica, di cui 63 pazienti con PDAC e 54 con PNEN. L'età media dei partecipanti era di 55,4 anni ± 14,10 anni, con il 47,86% identificato come maschio. Sulla base delle caratteristiche dell'EUS, 59 casi sono stati localizzati nella testa del pancreas, 58 nel corpo o nella coda e tre casi hanno coinvolto l'intero pancreas. Secondo il sistema di stadiazione dell'OMS, più della metà dei casi di PNEN ...

Discussione

L'EUS è una delle modalità di imaging più importanti per la valutazione delle masse pancreatiche, in quanto fornisce una visualizzazione ad alta risoluzione del pancreas e consente l'acquisizione di campioni citologici adeguati attraverso l'aspirazione con ago sottile (FNA). Negli ultimi decenni, la maggior parte degli studi si è concentrata sul miglioramento delle prestazioni dell'FNA, mentre le indagini sulle caratteristiche ecoiche dell'imaging EUS sono rimaste limitate. Ad oggi, gli ...

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Ago per aspirazione con ago sottile ad ultrasuoni endoscopico flessibile 22G (EUS FNA)	Boston Scientific International Medical Trading (Shanghai) Co., Ltd.	M00550010 (singolo), M00550011 (scatola da 5)
IBM SPSS Statistics versione 22.0	IBM Corp, Armonk, NY	CRNP3ML, CIP2XML, CRNM6ML (varie edizioni)
Ecoendoscopio a scansione lineare, EG-530UT	Fujifilm (China) Investment Co., Ltd	EG-530UT; Codice confezione palloncino: B20UT
Soluzione fisiologica (0,9% NaCl)	Chenxin Pharmaceutical Co., Ltd	Non elencato (fornitura farmaceutica standard)
Simethicone	Berlin-Chemie AG, Germania	Espumisan 100 mg/mL (nessun numero di catalogo pubblico)
Ialuronato di sodio	Shanghai Haohai Biotechnology Co., Ltd	Matrifill (nessun numero di catalogo pubblico)