Paksusuolen ja peräsuolen kasvainkudoksen ultraääni ja fotoakustinen kuvantaminen

Tutkijat olettavat, että samanaikainen rekisteröity fotoakustinen ultraääni-endorektaalinen laite voi vähentää merkittävästi tarpeettomia leikkauksia peräsuolen syöpäpotilailla, joilla on täydellinen kliininen vaste säilyttäen samalla korkean herkkyyden tunnistaessaan jäännössyövän potilaita. Ehdotettu uusi kuvantamistekniikka yhdistettynä syvän oppimisen algoritmeihin tarjoaa reaaliaikaisen kuvantamistyökalun kirurgien auttamiseksi peräsuolen syöpäpotilaiden uusadjuvanttisen hoitovasteen ennustamisessa. Tällainen työkalu tarjoaa arkaluontoisia verisuoni- ja %SO2 -kontrastia täydellisten vasteiden tunnistamisessa, mikä auttaa kirurgeja parantamaan merkittävästi herkkyyttä ja spesifisyyttä leikkauksen suosituksissa. Tutkimus validoi tiukasti tekniikan LARC -potilaiden ryhmässä, joille tehdään peräsuolen kirurginen resektio SOC: n perusteella, ja 2) tutkitaan tekniikan potentiaalia arvioitaessa LARC -potilaiden ryhmää uusadjuvanttihoidon aikana ja In Sisältää Käsittelyn jälkeinen valvonta. Hankkeen onnistunut valmistuminen johtaa uuteen kuvantamistyökaluun, joka voi parantaa SOC: ta merkittävästi vähentämällä tarpeetonta leikkausta vaarantamatta syöpään liittyviä tuloksia ja vähentämällä siten sairastuvuuden ja terveydenhuollon kustannuksia.

Tässä tutkimuksessa tutkijat rekrytoivat peräsuolen syöpäpotilaita, jotka ovat suorittaneet neoadjuvanttihoidon ja suorittavat leikkauksen tai ei -operatiivisen hoidon. Noin 86 potilasta rekrytoidaan. Ensimmäistä 30 potilaan ryhmää käytetään tunnistamisalgoritmien kouluttamiseen/validointiin, ja testauskohortina käytetään 56 potilaan toista ryhmää. Tukikelpoisiin potilaisiin kuuluu potilaita, joilla on peräsuolen syöpä, jotka saivat neoadjuvanttihoitoa ja joiden katsottiin joko olevan epätäydellisiä tai määrittelemättömiä vasteita, jotka perustuvat tavanomaiseen endoskopiaan ja aksiaalikuvaukseen magneettikesonanssilla. Pam/Us suoritetaan ennen heidän leikkaustaan.

Alkukoulutuksen jälkeen tutkimuskirurgi luokittelee vaurion joko PAM/USA: n ei-CCR: ksi tai PAM/US CCR: ksi PAM/USA: n kuvantamisen aikaan. Kirurgin lukemisesta sokattu radiologi luokitellaan myös MRI: hen perustuvan vaurion. PAM/US-CNNS tarjoaa reaaliaikaisen kuvantamistyökalun lukijatiimin auttamiseksi diagnoosissa. Potilaiden patologiset tulokset arvioidaan kasvaimen regressiopisteiden perusteella tavanomaisella patologisella arvioinnilla. Potilaiden testauskohortista saadaan PAM/US-CNN: n avustaman lukijaryhmän herkkyys ja spesifisyys.

Tutkivana osana tätä tutkimusta valitaan osakepuolista potilaista osajoukko, joka suoritetaan kolme sarjamoisointitutkimusta: esikäsittelyssä, hoidon puolivälissä (yhden viikon säteilyviikon valmistumisen jälkeen, jota seurasi 2 kuukauden kemoterapia) ja hoidossa Johtopäätös (yhden viikon säteilyn jälkeen, jota seurasi 4 kuukauden kemoterapia). Hoitopäätöksessä ne, joiden katsotaan olevan jäännöskasvain tavanomaisilla kliinisillä menetelmillä (~ 65%), etenevät leikkaukseen. Jäljellä oleville 35%: lle potilaista, ilman todisteita aktiivisesta taudista, aloitetaan valvonta. Näille potilaille sarjahäiriöiden tutkimukset suoritetaan kuuden kuukauden välein (koordinoida standardikokeiden kanssa). Potilaat, joiden katsotaan olevan toistuminen, tehdään leikkaus.

Kun jokainen ilmoittautunut potilas on suorittanut joko leikkauksen tai kaksi vuotta valvontaa, osallistujat jaetaan kahteen ryhmään: ryhmä A (ne, joille tehtiin leikkaus) ja ryhmä B (ne, joita hoidetaan yksinomaan ei -operatiivisella valvonnalla). Ensisijaisena tuloksena ryhmä A osoittaa fotoakustisen kuvantamisen tarkkuuden. Toissijaisena lopputuloksena ryhmä A paljastaa, kuinka kasvaimen verisuoni ja %SO2 muuttuu ajan myötä, mikä voi tarjota uuden kuvan siitä, kuinka täydellinen vastepotilaat reagoivat eri tavalla kuin PCR-potilaat ja kuinka PAM/USA voi vangita nämä aikaisemmat muutokset. Tutkijat seuraavat SOC-tuloksiaan kliinisessä järjestelmässä ja korreloivat PAM/Yhdysvaltain tuloksensa 2-vuotisen valvontaan viiden vuoden sairauden vapaan eloonjäämisen kanssa.

Jokaisen potilaan tunnistamiseksi täydelliseksi tai epätäydelliseksi vastaajaksi tutkijat analysoivat fotoakustisia kuvia kaikista 40 potilaasta sarjassa lukijaryhmän kanssa, jota avustavat syvän oppimisen algoritmit, jotka on kehitetty aiemmin tutkimuksessa. Nämä kvantitatiiviset toimenpiteet, samoin kuin kaikki laadulliset paikalliset verisuonet ja %SO2: n muutokset ja Yhdysvaltain morfologiset muutokset, kirjataan jokaisessa vaiheessa. Tavalliset MRI- ja endoskooppiset kuvat kerätään itsenäisesti ja analysoidaan.

Viimeisenä osana tätä tutkimusta tutkijat tutkivat hoidon jälkeisten verisuonien ja %SO2 -muutosten malleja preoperatiivisen hoidon ja sarjanvalvonnan aikana. Kasvaimen angiogeneesi kolorektaalisyövässä on tutkittu hyvin käyttämällä mikrovirtatiheyttä (MVD) korvikemarkkerina. Vaikka korkea MVD- ja verisuonten endoteelikasvutekijän (VEGF) tasot ennustavat merkittävästi huonoa eloonjäämistä, verisuonien ja %SO2: n dynamiikasta ja neovaskularisaation mekanismeista on vähän tietoa kemoradaation jälkeen.

Tutkijat ovat havainneet tuumorikerrokset palautuvan onkologisesti hajotetuista mikrovaskulaarisista kuvioista erittäin normaalille peräsuolelle tyypilliselle erittäin säännölliselle arkkitehtuurille, jossa PCR: tä on tapahtunut, vaikka tätä mekanismia ei ymmärretä hyvin. Sitä vastoin heterogeeniset ja usein mikrovaskulaariset puutteelliset alueet on löydetty johdonmukaisesti tuumorikerroissa, joilla on jäännös syöpä hoidon valmistuessa. Tämä uusi kuvantamislaite voisi toimia uudena alustana verisuoni- ja %SO2 -muutosten dynamiikan tutkimiseksi hoidon aikana ja sen jälkeen sekä mahdollisen peräsuolen syövän uusiutumisen arvioimiseksi jo varhaisessa vaiheessa. PAM/yhdysvaltalaisten kuvantamistutkimusten lisäksi kirurgi suorittaa biopsiat keskialueella ja kasvaimen sängyn reunat ennen hoitoa, hoidon valmistumisessa (jos ei leikkausta) ja kasvaimen toistumisen pisteessä. Potilaille, joilla on leikkaus, käytetään kirurgisia näytteitä. Erityisesti MVD- ja VEGF -ekspressio arvioidaan immunohistokemiallisella värjäyksellä, ja molemmat korreloivat kvantitatiivisesti PAM/Yhdysvaltain havaintojen kanssa kasvainvuoteen keskellä ja kasvaimen reunoilla. Tulokset auttavat tutkijoita ymmärtämään, kuinka verisuonemuutokset hoidon aikana ja toistuessa korreloivat kuvantamishavaintojen kanssa.