Anwendung der multimodalen MRT bei der histologischen Graduierung und prognostischen Bewertung von Rektumkarzinomen

Rektumkarzinom (RC) gehört zu den häufigsten gastrointestinalen Krebsarten [1] und ist durch eine erhebliche Tumorheterogenität gekennzeichnet [2]. Neoadjuvante Radiochemotherapie gefolgt von totaler mesorektaler Exzision ist eine Standardbehandlung für lokal fortgeschrittenes Rektumkarzinom [3]. Obwohl die lokoregionale Rezidivrate aufgrund dieser Behandlung gesunken ist, treten in über 20-30% der Fälle immer noch metachrone Fernmetastasen auf [4,5]. Die unterschiedlichen biologischen Eigenschaften des Rektumkarzinoms können zu verschiedenen Behandlungsansprechen und Prognosen führen [6]. Patienten, bei denen dasselbe Tumor-Node-Metastasis (TNM)-Stadium des RC diagnostiziert wird, zeigen häufig trotz gleicher therapeutischer Interventionen sehr unterschiedliche klinische Verläufe [7]. Während das TNM-Staging-System nach wie vor der vorwiegend verwendete Rahmen für die Behandlungswahl und Prognosevorhersage bleibt, ist es entscheidend, zusätzliche pathologische Faktoren wie Tumor-Budding, lymphovaskuläre Invasion (LVI), perineurale Invasion und extramurale venöse Invasion zu berücksichtigen [8-10]. Eine kürzliche Untersuchung hat hervorgehoben, dass LVI, anstelle des traditionell priorisierten Ausmaßes der Tumorinvasion, ein bedeutender Risikofaktor für Metastasierung im frühen RC-Stadium darstellt [11]. Patienten mit LVI+ zeigen im Vergleich zu solchen mit LVI- eine erheblich schlechtere Prognose und Gesamtüberlebensrate. Die Identifizierung von LVI vor der Operation ist entscheidend für die Informierung von Behandlungsstrategien bei RC [12]. LVI liefert wichtige Informationen über das biologische Verhalten des Tumors und dessen Metastasierungswahrscheinlichkeit, wodurch die Präzision der Krankheitsstadieneinteilung verbessert wird. Diese Informationen ermöglichen es Klinikern, Behandlungsansätze anzupassen, was dazu beiträgt, Überbehandlung bei Patienten mit LVI- zu verhindern. In Fällen, in denen LVI vorliegt, kann es wesentlich sein, aggressivere Behandlungsmethoden wie postoperative Chemotherapie, Strahlentherapie oder umfangreichere chirurgische Resektionen anzuwenden, um die Chancen auf Rezidiv und Metastasierung zu reduzieren. Zusammenfassend dient LVI als ein entscheidender prognostischer Faktor, der wesentliche Einblicke in das Metastasierungs- und Rezidivpotenzial des Tumors bietet, was erhebliche klinische Auswirkungen auf die Vorhersage postoperativer Ergebnisse einschließlich Rezidiv, Metastasierung und krankheitsfreiem Überleben hat. Daher kann eine präoperative nicht-invasive Bewertung von LVI, insbesondere bei Patienten mit LVI+, für die klinische Praxis leitend sein.

Konventionelle Magnetresonanztomographie (MRT) ist besonders effektiv bei der Beobachtung großer Blutgefäße und hat moderate Sensitivität und hohe Spezifität zur Unterscheidung von LVI [13]. Allerdings kann sie nicht-invasiv und genau die extramurale Gefäßinvasion mit einem Durchmesser größer als 3 mm bewerten. Im Gegensatz dazu ist es aufgrund von Auflösungsbeschränkungen herausfordernd, Gefäßinvasion mit einem Durchmesser kleiner als 3 mm sowie intramurale vaskuläre und lymphatische Infiltration zu beurteilen [14,15]. Darüber hinaus ist die pathologische Biopsie der Goldstandard für die präoperative Diagnose. Diese invasive Methode kann jedoch aufgrund möglicher Probenfehler den LVI-Status des gesamten Tumors nicht widerspiegeln [16]. Daher bleibt die effektive Bewertung von LVI bei RC mittels präoperativer Bildgebung eine bedeutende Herausforderung.

Intravoxel Incoherent Motion (IVIM) ist eine funktionelle Bildgebungsmethode, die die diffuse Bewegung von Wassermolekülen und Blutfluss, Mikrozirkulationsperfusion, darstellen kann, wodurch die diagnostische Genauigkeit von RC verbessert wird [17,18]. Das IVIM-Modell hat das Potenzial, Perfusionseffekte unter Verwendung multipler b-Wert-Proben und biexponentieller Kurvenanpassungsanalyse zu identifizieren [19], was zu drei Parametern führen kann, nämlich dem echten Diffusionskoeffizienten (D), dem Pseudo-Diffusionskoeffizienten (D*) und der Perfusionsfraktion (f). Li et al [20]. entdeckten, dass der D-Wert aus IVIM von LVI+-Patienten signifikant höher war als der von LVI--Patienten mit RC, aber nur 42 Patienten waren in diese Studie eingeschlossen, was eine genaue Bewertung der IVIM-Machbarkeit erschwerte. In einer anderen Studie zeigten Kan et al [21]. dass der D-Wert hilfreich war, um den mit RC verbundenen prognostischen Faktor zu bewerten, während die AUC des D-Wertes für die Bewertung von LVI nur 0,646 betrug. Derzeit haben Studien, die konventionelle IVIM-quantitative Parameter nutzen, eine relativ niedrige diagnostische Effizienz bei der Erkennung von LVI gezeigt, mit AUC-Werten im Bereich von 0,629 bis 0,646 [22,23].

Tumorheterogenität hat sich als ein bedeutender Biomarker für Tumorstaging und Prognose erwiesen [24]. Subregionen-Analyse, eine innovative Bildgebungs-Nachverarbeitungstechnik, hat in den letzten Jahren ihr Potenzial bei der Erforschung von intratumoraler Heterogenität demonstriert. Vorherige Forschung hat die Bedeutung von Subregionen-Analyse, abgeleitet entweder aus Einzelmodalitäts- oder multiparametrischer MRT, bei der Untersuchung von intratumoraler Heterogenität in RC hervorgehoben [25-27]. Jedoch ist, soweit uns bekannt, die Anwendung von Subregionen-Analyse basierend auf IVIM-MRT zur Bewertung des LVI-Status und der Prognose bei Patienten mit RC nicht berichtet worden. Daher zielte diese Studie darauf ab, die Machbarkeit der Nutzung von Subregionen-Analyse basierend auf IVIM-MRT zur Vorhersage des LVI-Status und der Prognose bei Patienten mit RC zu bewerten.