Ultraljud och fotoakustisk avbildning av tjocktarms- och rektaltumörvävnad

Utredarna antar att en samregistrerad fotoakustisk ultraljudsendorektal anordning kan minska onödiga operationer avsevärt hos rektalcancerpatienter med fullständigt kliniskt svar samtidigt som hög känslighet för att identifiera dem med restcancer. Den föreslagna nya bildtekniken i kombination med djupinlärningsalgoritmer kommer att tillhandahålla ett realtidsavbildningsverktyg för att hjälpa kirurger att förutsäga neoadjuvansbehandlingssvaret hos rektalcancerpatienter. Ett sådant verktyg kommer att erbjuda känslig vaskulär och %SO2 -kontrast för att identifiera fullständiga svar, och därmed hjälpa kirurger att avsevärt förbättra känsligheten och specificiteten i rekommendationer om kirurgi. Studien kommer att 1) ​​strikt validera tekniken i en grupp LARC -patienter som kommer att genomgå kirurgisk resektion av deras ändtarmen baserat på SOC, och 2) utforska teknikens potential att bedöma en grupp LARC -patienter genom neoadjuvansbehandling och i i Övervakning efter behandlingen. Framgångsrik genomförande av projektet kommer att resultera i ett nytt avbildningsverktyg som kan förbättra SOC avsevärt genom att minska onödig operation utan att kompromissa med cancerrelaterade resultat och därmed sänka sjuklighetskostnaden och sjukvårdskostnaden.

I denna studie kommer utredarna att rekrytera patienter med rektalcancer som har slutfört neoadjuvantterapi och kommer att genomgå operation eller icke -operativ hantering. Cirka 86 patienter kommer att rekryteras. Den första gruppen med 30 patienter kommer att användas för att träna/validera identifieringsalgoritmer, och den andra gruppen med 56 patienter kommer att användas som testkohort. Kvalificerade patienter kommer att inkludera de med rektalcancer som fick neoadjuvantterapi och ansågs antingen ha ofullständigt eller obestämd respons baserat på standard endoskopi och axiell avbildning med magnetisk resonans. PAM/USA kommer att utföras före operationen.

Efter inledande träning kommer studiekirurgen att betygsätta lesionen som antingen PAM/US Non-CCR eller PAM/US CCR vid tidpunkten för PAM/US-avbildning. Studieradiologen, förblindad från kirurgens läsning, kommer också att betygsätta lesionen baserad på MR. PAM/US-CNN: er tillhandahåller ett realtidsavbildningverktyg för att hjälpa läsarteamet att diagnostiseras. Patienternas patologiska resultat kommer att bedömas baserat på tumörregressionspoäng genom standardpatologisk utvärdering. Känsligheten och specificiteten för läsarteamet som stöds av PAM/US-CNN kommer att erhållas från testkohorten hos patienter.

Som en undersökande del av denna studie kommer en delmängd av berättigade patienter att väljas för att genomgå tre serieavbildningstudier: vid förbehandling, halvvägs genom behandling (efter avslutad strålning av strålning följt av 2 månaders kemoterapi) och vid behandlingen: vid behandling Slutsats (efter en veckas strålning följt av 4 månaders kemoterapi). Vid behandlingen av behandlingen kommer de som anses ha rest tumör med standard kliniska metoder (~ 65%) att fortsätta till operationen. För de återstående 35% av patienterna, utan bevis för aktiv sjukdom, kommer övervakning att initieras. För dessa patienter kommer seriella avbildningsundersökningar att genomföras var sjätte månad (samordnade med standardundersökningar). Patienter som anses ha en återfall kommer att genomgå operation.

När varje inskriven patient har slutfört antingen operation eller två års övervakning kommer deltagarna att delas upp i två grupper: grupp A (de som genomgick operation) och grupp B (de som endast behandlas med icke -operativ övervakning). Som det primära resultatet kommer grupp A att visa noggrannheten i fotoakustisk avbildning. Som ett sekundärt resultat kommer grupp A att avslöja hur tumörvaskulaturen och %SO2 förändras över tid, vilket kan ge ny inblick i hur fullständigt svarspatienter svarar annorlunda än icke-PCR-patienter och hur PAM/USA kan fånga dessa tidigare förändringar. Utredarna kommer att följa upp sina SOC-resultat i det kliniska systemet och korrelera sina PAM/USA: s resultat under den 2-åriga övervakningen med sin femåriga sjukdomsfria överlevnad.

För att identifiera varje patient som en fullständig eller icke-komplett responder kommer utredarna att analysera fotoakustiska bilder av alla 40 patienter seriellt med läsarteamet med hjälp av djupa inlärningsalgoritmer som utvecklats tidigare i försöket. Dessa kvantitativa åtgärder, liksom alla kvalitativa lokala vaskulaturer och %SO2 -förändringar och USA: s morfologiska förändringar, kommer att registreras vid varje tidpunkt. Standard MRI och endoskopiska bilder kommer att samlas oberoende och analyseras.

Som en sista del av denna studie kommer utredarna att undersöka mönster av vaskulära och %SO2-förändringar efter behandlingen under preoperativ behandling och seriell övervakning. Tumörangiogenes i kolorektal cancer har studerats väl med användning av mikroveslingstäthet (MVD) som en surrogatmarkör. Medan höga nivåer av MVD och vaskulär endotelväxtfaktor (VEGF) signifikant förutsäger dålig överlevnad, är lite känt om dynamiken hos vaskulära och %SO2 -förändringar och mekanismerna för neovaskularisering efter kemoradiation.

Utredarna har observerat tumörbäddar återgår från onkologiskt störda mikrovaskulära mönster till mycket regelbunden arkitektur typisk för det normala rektum där PCR har inträffat, även om denna mekanism inte är väl förstått. Däremot har heterogena och ofta mikrovaskulära bristande regioner hittats konsekvent i tumörbäddar med resterande cancer vid behandlingen av behandlingen. Denna romanavbildningsanordning kan fungera som en ny plattform för att undersöka dynamiken i vaskulära och %SO2 -förändringar under och efter terapi och för att bedöma potentiell återfall av rektal cancer tidigt. Förutom PAM/US Imaging Studies kommer kirurgen att utföra biopsier vid det centrala regionen och kanterna på tumörbädden före behandlingen, vid behandlingen av behandlingen (om ingen operation) och vid tumöråterfall. För patienter med kirurgi kommer kirurgiska prover att användas. Specifikt kommer MVD- och VEGF -uttryck att bedömas genom immunohistokemisk färgning, och båda kommer att vara kvantitativt korrelerade med PAM/USA: s fynd i mitten av tumörbädden och vid tumörkanterna. Resultaten kommer att hjälpa utredarna att förstå hur vaskulatur förändras under behandlingen och vid återfall är korrelerade med avbildningsresultat.