직장암의 조직학적 등급 및 예후 평가에 대한 다중모드 MRI 적용

직장암(RC)은 가장 흔한 위장관 암 중 하나로[1], 상당한 종양 이질성을 특징으로 합니다[2]. 국소 진행성 직장암의 표준 치료법은 신보조 화학방사선 치료 후 전체 중간직장 절제술입니다[3]. 이 치료로 인해 국소 재발률은 감소했지만, 20-30% 이상의 사례에서 원격 비동시성 전이가 여전히 발생합니다[4,5]. 직장암의 다양한 생물학적 특성은 서로 다른 치료 반응과 예후를 초래할 수 있습니다[6]. 동일한 종양-림프절-전이(TNM) 병기를 가진 직장암으로 진단된 환자들은 동일한 치료적 중재를 받음에도 불구하고 종종 매우 다른 임상 결과를 보입니다[7]. TNM 병기 분류 체계가 치료 선택을 지시하고 예후를 예측하는 데 주로 사용되는 틀로 남아 있지만, 종양 싹트림, 림프관 침범(LVI), 신경주위 침범, 장막외 정맥 침범과 같은 추가적인 병리학적 요소들을 고려하는 것이 중요합니다[8-10]. 최근 연구는 전통적으로 우선시되던 종양 침범 범위보다 LVI가 조기 직장암에서 전이의 중요한 위험 인자로 작용한다는 점을 강조했습니다[11]. LVI+를 보이는 환자들은 LVI- 환자들에 비해 상당히 더 나쁜 예후와 전반적인 생존율을 나타냅니다. 수술 전 LVI를 식별하는 것은 직장암의 치료 전략을 수립하는 데 중요합니다[12]. LVI는 종양의 생물학적 행동과 전이 가능성에 대한 중요한 정보를 제공하여 질병 병기 결정의 정확성을 향상시킵니다. 이 정보는 임상의들이 치료 접근법을 맞춤화할 수 있게 하여, LVI- 환자들의 과도한 치료를 방지하는 데 도움을 줍니다. LVI가 존재하는 경우, 재발과 전이의 가능성을 줄이기 위해 수술 후 화학요법, 방사선 요법, 또는 더 광범위한 외과적 절제와 같은 더 공격적인 치료 방법을 채택하는 것이 필수적일 수 있습니다. 요약하면, LVI는 중요한 예후 인자로서, 종양의 전이 및 재발 가능성에 대한 필수적인 통찰력을 제공하며, 이는 재발, 전이, 무병 생존을 포함한 수술 후 결과 예측에 중대한 임상적 의미를 가집니다. 따라서, 특히 LVI+ 환자에서의 수술 전 비침습적 LVI 평가는 임상 실무를 안내하는 데 도움이 될 수 있습니다.

전통적인 자기 공명 영상(MRI)은 대혈관 관찰에 특히 효과적이며, LVI를 구분하는 데 중간 정도의 민감도와 높은 특이도를 가집니다[13]. 그러나 직경이 3mm 이상인 장막외 혈관 침범을 비침습적이고 정확하게 평가할 수 있습니다. 반면, 해상도의 한계로 인해 직경이 3mm 미만인 혈관 침범과 장막내 혈관 및 림프관 침윤을 평가하는 것은 어렵습니다[14,15]. 또한, 병리학적 생검은 수술 전 진단의 금표준입니다. 그러나 이 침습적 접근법은 가능한 표본 오류로 인해 전체 종양의 LVI 상태를 반영하지 못할 수 있습니다[16]. 따라서, 수술 전 영상을 통해 직장암의 LVI를 효과적으로 평가하는 것은 여전히 중요한 과제로 남아 있습니다.

체소 내 비일관 운동(IVIM)은 물 분자의 확산 운동과 혈류, 미세순환 관류를 표시할 수 있는 기능적 영상 방법으로, 직장암의 진단 정확도를 향상시킵니다[17,18]. IVIM 모델은 다중 b-값 샘플링과 이중지수 곡선 적합 분석을 사용하여 관류 효과를 식별할 수 있는 잠재력을 가지며[19], 이는 진성 확산 계수(D), 유사 확산 계수(D*), 관류 분율(f)이라는 세 가지 매개변수로 이어질 수 있습니다. Li 등[20]은 LVI+ 환자의 IVIM에서 얻은 D 값이 직장암 LVI- 환자의 D 값보다 유의하게 높다는 것을 발견했지만, 이 연구에는 42명의 환자만 포함되어 있어 IVIM의 실현 가능성을 정확하게 평가하기가 더 어려웠습니다. 또 다른 연구에서 Kan 등[21]은 D 값이 직장암과 관련된 예후 인자를 평가하는 데 도움이 된다는 것을 밝혔지만, LVI 평가를 위한 D 값의 AUC는 0.646에 불과했습니다. 현재, 전통적인 IVIM 정량적 매개변수를 활용한 연구들은 LVI 검출에서 상대적으로 낮은 진단 효율을 보여주었으며, AUC 값은 0.629에서 0.646 범위에 있습니다[22,23].

종양 이질성은 종양 병기 결정과 예후를 위한 중요한 생체표지자로 부상했습니다[24]. 하위 영역 분석은 혁신적인 영상 후처리 기술로, 최근 몇 년 동안 종양 내 이질성을 탐구하는 데 그 잠재력을 입증했습니다. 선행 연구들은 단일 양상 또는 다중 매개변수 MRI에서 도출된 하위 영역 분석이 직장암의 종양 내 이질성 연구에서 중요하다는 점을 강조했습니다[25-27]. 그러나 우리가 아는 한, IVIM-MRI 기반 하위 영역 분석을 활용하여 직장암 환자의 LVI 상태와 예후를 평가하는 적용은 보고된 바가 없습니다. 따라서, 본 연구는 IVIM MRI 기반 하위 영역 분석을 활용하여 직장암 환자의 LVI 상태와 예후를 예측하는 실현 가능성을 평가하는 것을 목표로 합니다.