多モーダルMRIの直腸癌における組織学的グレーディングと予後評価への応用

直腸癌（RC）は、最も一般的な消化器癌の一つであり[1]、著しい腫瘍不均一性を特徴としています[2]。 術前化学放射線療法に続く全直腸間膜切除術は、局所進行直腸癌の標準治療です[3]。 この治療により局所再発率は低下したものの、遠隔異時性転移は依然として20-30％以上の症例で発生しています[4,5]。 直腸癌の様々な生物学的特性は、異なる治療反応と予後をもたらす可能性があります[6]。 同じ腫瘍・リンパ節・転移（TNM）病期の直腸癌と診断された患者でも、同じ治療介入を受けているにもかかわらず、臨床転帰が大きく異なることが頻繁にあります[7]。 TNM病期分類システムは治療選択の指針と予後予測の主要な枠組みとして使用されていますが、腫瘍芽（tumor budding）、脈管侵襲（LVI）、神経周囲浸潤、壁外静脈侵襲などの追加の病理学的要素を考慮することが重要です[8-10]。 最近の研究では、従来優先されてきた腫瘍浸潤の程度ではなく、LVIが早期直腸癌における転移の重要なリスク因子であることが強調されています[11]。 LVI陽性の患者は、LVI陰性の患者と比較して、予後と全生存期間が著しく悪いことが示されています。 手術前にLVIを特定することは、直腸癌の治療戦略を決定する上で重要です[12]。 LVIは、腫瘍の生物学的挙動と転移の可能性に関する重要な情報を提供し、疾患の病期分類の精度を向上させます。 この情報により、臨床医は治療アプローチを調整することが可能となり、LVI陰性の患者における過剰治療を防ぐのに役立ちます。 LVIが存在する場合には、再発と転移の可能性を減らすために、術後化学療法、放射線療法、またはより広範囲な外科的切除など、より積極的な治療法を採用することが必要となるかもしれません。 要約すると、LVIは重要な予後因子として機能し、腫瘍の転移と再発の可能性に関する重要な洞察を提供します。これは、再発、転移、無病生存を含む術後転帰を予測する上で重要な臨床的意義を持ちます。 したがって、特にLVI陽性の患者において、LVIの術前非侵襲的評価は、臨床実践を導く上で有益である可能性があります。

従来の磁気共鳴画像法（MRI）は、特に大きな血管の観察に効果的であり、LVIを区別するのに中等度の感度と高い特異性を持っています[13]。 しかし、直径3mmを超える壁外血管侵襲を非侵襲的かつ正確に評価することができます。 対照的に、解像度の制限により、直径3mm未満の血管侵襲、ならびに壁内血管およびリンパ管浸潤の評価は困難です[14,15]。 さらに、病理学的生検は術前診断のゴールドスタンダードです。 しかし、この侵襲的なアプローチは、サンプリングエラーの可能性により、腫瘍全体のLVI状態を反映していない可能性があります[16]。 したがって、術前画像による直腸癌のLVIの効果的な評価は、依然として重要な課題です。

Intravoxel incoherent motion（IVIM）は、水分子と血流、微小循環灌流の拡散運動を表示できる機能的画像法であり、直腸癌の診断精度を向上させます[17,18]。 IVIMモデルは、複数のb値サンプリングと二重指数曲線フィット分析を用いて灌流効果を同定する可能性を秘めており[19]、真の拡散係数（D）、擬似拡散係数（D*）、灌流分画（f）という3つのパラメータをもたらします。 Liら[20]は、LVI陽性患者のIVIMから得られたD値が、直腸癌のLVI陰性患者のそれよりも有意に高いことを発見しましたが、この研究には42人の患者しか含まれておらず、IVIMの実現可能性を正確に評価することはより困難です。 別の研究では、Kanら[21]は、D値が直腸癌に関連する予後因子の評価に役立つことを明らかにしましたが、LVIを評価するためのD値のAUCはわずか0.646でした。 現在、従来のIVIM定量パラメータを利用した研究では、LVIの検出において比較的低い診断効率が示されており、AUC値は0.629から0.646の範囲です[22,23]。

腫瘍不均一性は、腫瘍の病期分類と予後における重要なバイオマーカーとして浮上しています[24]。 サブリージョン分析は、近年、腫瘍内不均一性を探求する上でその可能性を示している革新的な画像後処理技術です。 先行研究は、単一モダリティまたは多パラメータMRIから導出されたサブリージョン分析が、直腸癌の腫瘍内不均一性の調査において重要であることを強調しています[25-27]。 しかし、私たちの知る限り、IVIM-MRIに基づくサブリージョン分析を応用して、直腸癌患者のLVI状態と予後を評価した報告はありません。 したがって、本研究は、その実現可能性を評価することを目的としました。