影像学多维建模对早期肺腺癌脏层胸膜侵犯的术前精准分期及潜在机制研究

基本信息
批准号:81801693
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:21.00
负责人:袁梅
学科分类:
依托单位:南京医科大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:俞同福,张腾,刘锦源,丁颖,化宏金,张辉,仲艳,浦学慧
关键词:
计算机X线断层摄影术磁共振成像精准医学肺腺癌脏层胸膜侵犯
结项摘要

In the TNM Classification, stage IA tumor presented with visceral pleural invasion (VPI) should be upstaged to stage IB in lung adenocarcinoma, which leads to different clinical implications. Hematoxylin and eosin (HE) and elastic fibers (EFs) staining are the conventional tools for VPI examination, but with limitations such as post-operation and sampling bias, which might cause underestimation. Our preliminary experiment suggested that combination preoperative CT location parameters with targeted-EFs staining could improve the performance accuracy of histopathologic examination. Additionally, we prospectively found that intra-tumorous radiomics features at CT and peri-tumorous enhancement at DCE-MRI showed clearly relationships with VPI. Therefore, we assumed that study of internal heterogeneity and tumor-pleura linear tags via multimodal imaging methods might help to disclose biological mechanism of VPI. We attempt to develop a multidimensional imaging model by use of CT-based radiomics, MRI-based estimation of periphery interstitial fluid pressure (IFP) and 3D reconstruction of structural relationships between tumor and neighborhood, for precisely staging visceral pleural invasion in stage I lung adenocarcinoma. We hope this study may elucidate the evolution mechanism of VPI, clearly offer more critical roles for patient care and managements in clinics.

早期肺腺癌侵犯脏层胸膜TNM分期应从IA期提升至IB期,其精准分期对治疗方案优化及预后判断至关重要。弹力纤维(EFs)染色是诊断脏层胸膜侵犯(VPI)的主要手段,但EFs染色为术后诊断,且因采样误差低估隐匿性VPI的存在为后续研究金标准的建立产生重大影响。我们前期研究表明:术前影像肿瘤-胸膜的空间定位联合病理,可提高EFs染色的准确性。此外发现肿瘤多个CT影像组学特征及胸膜连接线的MRI动态强化方式均与VPI发生相关。据此推测:肿瘤内部异质性及邻近结构改变是导致VPI发生并进展的关键因素;但目前对于VPI的术前精准界定尚缺乏有效的评价手段。课题组拟通过CT影像组学分析肿瘤内在异质性特征、DCE-MRI测定瘤周间质液压力、三维重建并量化肿瘤与邻近结构的空间位置特征等手段,构建VPI术前精准分期的评估手段。这对于阐明VPI的发生及演进机制、提高临床精准化诊断及治疗水平提供新思路。

项目摘要

早期肺腺癌侵犯脏层胸膜TNM分期应从IA期提升至IB期,其精准分期对治疗方案优化及预后判断至关重要。弹力纤维(EFs)染色是诊断脏层胸膜侵犯(VPI)的主要手段,但EFs染色为术后诊断,且因采样误差易出现隐匿性VPI。课题组创新性通过前瞻胸膜垂直线3~5μm厚连续切片发尽量避开采样误差,规避隐匿性VPI的可能。并通过CT影像组学分析肿瘤内在异质性特征、DCE-MRI测定瘤周间质液压力、三维重建并量化肿瘤与邻近结构的空间位置特征等手段,构建了VPI术前精准分期的评估手段。研究发现5型RAP患者更倾向于发生胸膜侵犯(80例中的53例,66.3%)但RAP分型及DLP均不能作为VPI的独立危险因子,综合各肿瘤-胸膜位置参数预测VPI,准确性仅为58.1%,而肿瘤多个CT影像组学特征及胸膜连接线的MRI动态强化方式均与VPI发生相关。以影像组学分数(Rad-score) 1.003作为cut-off值,VPI的可能性(Pi值)为0.787,ROC曲线显示AUC值0.938,敏感性90.6%,特异性93.2%,诊断准确性达90.5%,据此得出肿瘤内部异质性及邻近结构改变是导致VPI发生并进展的关键因素。进一步DEC-MR扫描显示:VPI阳性患者DCE-MRI胸膜连接线呈渐增型强化,而VPI阴性中胸膜线则无明显强化者为40例,呈强化者5例,强化方式呈显著差异。进一步分析胸膜病理切片,显示病灶与胸膜连接通路中,除了存在胶原纤维,另见多发肿瘤细胞跳跃转移征象,提示VPI的发生与胸膜连接通路的跳跃转移相关,该研究为阐明VPI的发生及演进机制、提高临床精准化诊断及治疗水平提供新思路。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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