Prognostisk og diagnostisk merverdi av medisinsk bildebehandling ved gynekologisk kreft (PRODIGYN) (PRODIGYN)

Denne studien har en retrospektiv og en prospektiv del, hvor hovedmålene er å:

1. Retrospektivt validere merverdien av radiologisk iscenesettelse til klinisk iscenesettelse i henhold til FIGO-tumorklassifiseringssystemet (International Federation of Gynecology and Obstetrics), i livmorhalskreft, endometriekreft og epitelial eggstokkreft.
2. Identifiser prospektivt prognostiske biomarkører med 18F-2-fluor-2-deoksy-D-glukose fluordeoksyglukose (FDG)-positronemisjonstomografi (PET)/CT og FDG-PET/MRI i livmorhalskreft, endometriekreft og epitelial eggstokkreft
3. Vurder mulig effekt av PET/MRI på strålebehandlingsmålavgrensning ved livmorhalskreft
4. Forbedre ikke-invasiv lymfeknutestadium ved endometriekreft
5. Utvikle et beslutningsstøtteverktøy for maskinlæring for karakterisering av ovarielesjoner

Materiale og metoder (retrospektivt):

Alle kvalifiserte pasienter fra den multidisiplinære gynekologiske tumorkonferansen ved Umeå universitetssykehus i løpet av 2013-2022, med nydiagnostisert kreft i livmorhalsen, endometrie eller epitel, kjent cFIGO, >18 år gammel, og ingen annen kjent nåværende eller tidligere malignitet innen siste 10 år, vil bli inkludert i en retrospektiv evaluering av radiologisk stadium (rFIGO) basert på all preoperativ bildediagnostikk (MRI, CT og FDG-PET/CT), klinisk stadium (cFIGO) basert på undersøkelse under anestesi (EUA), og histopatologisk stadium (pFIGO) basert på tilgjengelige kirurgiske og histopatologiske funn. Analysen vil bli utført i to kohortgrupper - 2016-01-01-2018-05-31, og 2018-06-01-2022-06-01, før og etter implementeringen av den reviderte FIGO-klassifiseringen for 2018, deretter cFIGO kan bli påvirket i større grad av bilderesultater. For alle epiteliale eggstokkreftpasienter vil Ovarian-Reporting and Data System (O-RADS) poengsum bli kommentert for hver MR-undersøkelse.

Avtale mellom rFIGO og cFIGO vil bli evaluert, og hvis det er mulig, sammenlignet med pFIGO. Etterforskerne vil dermed kunne validere rFIGO ved livmorhalskreft med cFIGO opp til Ib2, og ved endometrie- og epitelial eggstokkreft behandlet med kirurgi.

Merverdien av rFIGO når det gjelder metastasevurdering og endring av terapi, samt mønster og forekomst av strålebehandlingsbivirkninger vil bli evaluert hos pasienter som ble ansett som inoperable.

Hypoteser (retrospektive):

1. Graden av samsvar er høy mellom rFIGO T-stadiet og cFIGO T-stadiet ved livmorhals-, endometrie- og epitelial eggstokkreft.
2. Det er høy sensitivitet, spesifisitet, nøyaktighet og negative og positive prediktive verdier av rFIGO for å forutsi pFIGO i eggstokkreft av epitelial subtype.
3. Det er en merverdi av rFIGO for metastasevurdering og endring av pasientbehandling i livmorhalskreftstadier >Ib2, og hos endometrie- og epiteliale eggstokkreftpasienter som anses som inoperable.

Materiale og metoder (prospektive)

Alle kvalifiserte pasienter med nydiagnostisert livmorhalskreftstadium >1a, endometriekreft type 2 og/eller minimum stadium 1, eller sterkt mistanke om epitelial eggstokkreft, fortløpende henvist til gynekologisk-onkologisk avdeling ved Umeå universitetssykehus, med skriftlig informert samtykke, vil bli inkludert i en prospektiv studie av den diagnostiske og prognostiske verdien av FDG-PET/CT og FDG-PET/MRI ved baseline og ved terapiresponsevaluering etter 3 måneder. Undergruppen av pasienter med livmorhals- og endometriekreft behandlet med strålebehandling, vil gjennomgå en ekstra frittstående MR med dedikert tumorprotokoll etter én ukes behandling for tidlig responsevaluering.

Pasientdemografi og alder av menarche, menopause og paritet vil bli samlet inn for å karakterisere studiepopulasjonen. Videre, for epitelial eggstokkreft, vil nivåer av tumormarkører kreftantigen (CA)-125 og CA-19-9 samt risiko for malignitetsindeks bli samlet inn.

FDG-PET/CT vil bli utført i henhold til klinisk rutine med intravenøs injeksjon av FDG 3 megabecquerel (MBq)/kg, 60 minutter etter injeksjon (med tillegg av Sharp Inversion Recovery (IR) rekonstruksjon som skal brukes til sammenligning med FDG-PET/MRI), men uten intravenøst ​​jodkontrastmiddel, siden FDG-PET/MRI vil bli utført 120 minutter etter samme FDG-injeksjon og vil bli prioritert for administrering av gadoliniumbasert kontrastmiddel.

FDG-PET/MRI vil bli utformet i henhold til standard klinisk MR-protokoll, dedikert for hver krefttype som beskrevet i detalj nedenfor, med forberedende administrering av 2 ml Buscopan 20 mg/ml og gadoliniumbasert kontrastmiddel Dotarem 279,3 mg/ml, 0,2 mg/kg kroppsvekt (maks 20 ml). Hvis nyrefunksjonen er nedsatt (GFR <30 ml/min/1,73 m2), kan dosen reduseres til 0,1 mg/kg, eller undersøkelsen kan eventuelt utføres uten kontrastmiddel. Total undersøkelsestid er beregnet til ca. 40 minutter.

Livmorhalskreft: T2-vektet (T2W) (sagittal, aksial, koronal skrå, aksial skrå), T1 Dixon all (aksial), diffusjonsvektet avbildning (DWI) (b 0-800, aksial), valgfri Gd+ T1 Dixon (aksial) ).

Endometriekreft: T2W (sagittal, aksial, aksial skrå), T1Dixon alle (aksial skrå), DWI (b 0-800, aksial skrå), Gd+T1 Dixon (aksial skrå, sagittal skrå).

Eggstokkreft: T2W (sagittal, aksial, koronal), T1 Dixon all (aksial), DWI (b 0-800, aksial), Gd+T1Dixon (aksial, sagittal).

Klinisk evaluering vil finne sted 3 måneder, 6 måneder, 1 år og 5 år etter behandlingsstart med innsamling av kliniske data progresjonsfri overlevelse (PFS, definert som tiden fra behandlingsstart til progresjon eller spesifikk kreftrelatert død) , total overlevelse (OS, definert som tiden fra behandlingsstart til død uansett årsak), og mønster og forekomst av eventuelle strålebehandlingsbivirkninger.

I FDG-PET/CT vil patologisk opptak av den mistenkte primærtumoren bli visuelt kategorisert i 1 = opptak < mediastinal bakgrunn, 2 = opptak > mediastinal bakgrunn og < leverbakgrunn, 3 = moderat opptak > leverbakgrunn, eller 4 = intenst opptak > leverbakgrunn. Fra PET/CT og PET/MRI undersøkelsene vil primære tumor PET parametere også kvantifiseres i maksimal standardisert opptaksverdi (SUVmax), gjennomsnittlig standardisert opptaksverdi (SUVmean), funksjonelt tumorvolum (FTV) og total lesjonsglykolyse (TLG). I tillegg vil de kategoriske parametrene tumorheterogenitet, mistenkte radiologiske lymfeknutemetastaser (tilstede eller ikke, N1 eller N0) rapporteres for begge, og fjernmetastaser (M1 eller M0) vil rapporteres for PET/CT. CT- og MR-parametere volum, avgrensning, kontrastforsterkning og diffusjonsbegrensning, samt tumorheterogenitet vil også bli vurdert. Tolkning av rFIGO vil bli rapportert for både PET/MRI og PET/CT.

Ved 3 måneders evaluering vil de samme avbildningsparametrene bli evaluert og absolutte forskjeller i kontinuerlige parametere samt oppgradering eller nedgradering av kategoriske parametere vil bli analysert. Pasientene som behandles med strålebehandling eller kjemoterapi vil bli kategorisert i respondere, definert som fullstendig eller delvis metabolsk respons, og ikke-respondere, definert som stabil metabolsk sykdom eller progressiv metabolsk sykdom, i henhold til PERCIST-kriterier (se referanser). Gjennomførbarheten av FDG-PET/MRI for veiledning for planlegging av stråleterapidose vil bli sammenlignet med standard bildediagnostikk-basert veiledning angående målavgrensning av brutto tumorvolum (GTV), og den prognostiske forskjellen mellom gruppen av tidlige respondere (enhver merkbar respons) på én gang. ukes frittstående MR-evaluering, sammenlignet med ikke-respondere (stabil eller progressiv sykdom), vil bli vurdert.

I den histopatologiske analysen vil prognostiske faktorer bli registrert og eventuelt immunhistokjemiske farginger for P53, Ki-67, ER, D240 og CD31, samt molekylær analyse av mikrosatellitt-instabilitet (MSI), brystkreft-mottaksegen (BRCA)-, og polymerase-epsilon (POLE)-mutasjoner og mulige tilleggsgener av ny interesse vil bli utført.

For studiedeltakerne med endometriecancer planlagt for operasjon med vaktpostalgoritme, vil bildekarakteristika for mistenkte lymfeknuter bli beskrevet i form av visuelt kvantifisert patologisk FDG-PET-opptak i henhold til de fire tidligere nevnte kategoriene, og PET-parametrene SUVmax, SUVmean, FTV , TLG og tumorheterogenitet. CT- og MR-parametere størrelse, form, avgrensning, kontrastforsterkning, diffusjonsbegrensning og tumorheterogenitet vil også bli vurdert. Lymfeknuten med høyest metabolsk aktivitet (SUVmax) vil bli valgt for hver berørt lymfeknuteregion: ytre iliaca, indre iliaca, felles iliaca, obturator og infrarenale paraaortiske regioner. I tillegg vil de samme parametrene bli analysert for primærtumoren for å evaluere dens prediktive verdi av lymfeknutemetastaser. Når det gjelder histopatologi i denne delstudien, vil som utgangspunkt morfologiske mønstre påvist på hematoxylin-eosin farget glass bli registrert. Disse mønstrene vil deretter lede videre immunhistokjemiske og molekylære analyser for å synliggjøre endringene som har skjedd i de metastatiske lymfeknutene.

For eggstokkreftdatasettet vil etterforskerne utvikle en maskinlæringsmetode for diagnostisk beslutningsstøtte og prognostisk prediksjon. Modelleringsdatasettet vil bestå av de ulike MR-dataene fra ulike MR-skannere og protokoller, annotert med O-RADS (MRI), fra eggstokkreftpasienter fra den forrige retrospektive delen av PRODIGYN-studien. Det matchende datasettet av kontroller vil bli hentet fra pasientkohorten for ikke-ovarie (cervical og endometrial) kreftpasienter fra den ovennevnte retrospektive studien. Etter opplæring, validering og testing vil etterforskerne bruke maskinlæringsmetoden for O-RADS (MRI) risikokategorisering på det prospektive studiedatasettet og sammenligne den diagnostiske ytelsen til maskinlæringsmetoden med to radiologer, etter område under mottakerens driftskarakteristikk. kurve (AUC-ROC) analyse, med jordsannhetshistopatologi. Den prognostiske prediktive ytelsen vil bli vurdert ved å bruke O-RADS 4 og 5 lesjonsmerking som markører for dårlig prognostisk utfall, med grunnsannhet PFS og OS.

Hypoteser (prospektive):

1. FDG-PET/CT og FDG-PET/MRI biomarkører kan forutsi PFS og OS i livmorhalskreft, endometrial og epitelial eggstokkreft
2. FDG-PET/CT- og FDG-PET/MRI-målinger ved oppfølging av terapirespons har høyere prognostisk effekt enn baseline
3. Tidlig tumorrespons på MR etter strålebehandling predikerer bedre prognose
4. Tidlige responsmønstre i risikoorganer kan forutsi alvorlige bivirkninger
5. Målavgrensning av GTV i livmorhalskreft er signifikant forskjellig med FDG-PET/MRI sammenlignet med lokal standard MR
6. Grad av enighet, sensitivitet, spesifisitet og nøyaktighet av FDG-PET/CT og FDG-PET/MRI er høy for lymfeknutemetastaser på regional og på pasientbasis i endometriekreft
7. Primærtumor FDG-PET/CT- og FDG-PET/MRI-bildekarakteristikker kan forutsi aggressiv histologisk type II, MSI-fenotype og tilstedeværelse av lymfeknutemetastaser i endometriekreft
8. FDG-PET/MRI kan brukes til å skille BRCA-mutert fra ikke-BRCA-mutert eggstokkreft ved forskjeller i vekstmønster og metabolsk aktivitet
9. Den histopatologiske immunresponsen i vaktpostknuter kan forutsi prognose og korrelere med FDG-PET/CT og FDG-PET/MRI biomarkører i endometriekreft
10. Det er en merverdi av FDG-PET/CT og FDG-PET/MRI til sentinel node-algoritmen, for påvisning av para-aorta lymfeknutemetastaser ved endometriekreft
11. Maskinlæringsmetoden fungerer på samme måte som radiologer i O-RADS 1-4, men er dårligere i O-RADS 5