微观结构分析和息地分析,以描述用碳离子处理的圣器瘤中的治疗结果模式
Letizia Morelli1, Giovanni Parrella1, Marco Rotondi2
1Department of Electronics, Information and Bioengineering, Politecnico di Milano, Milan, Italy.
Medical physics
|December 27, 2025
概括
扩散权重核磁共振 (DW-MRI) 微结构和息地成像可以在碳离子放射治疗 (CIRT) 后识别高风险的圣骨胆瘤 (SC) 复发模式. 这种非侵入性工具有助于SC患者的风险分层和个性化治疗计划.
科学领域:
- 放射学和瘤学 放射学和瘤学
- 医疗成像医学成像
- 计算生物学 计算生物学
背景情况:
- 圣器胆瘤 (SC) 是一种罕见的,具有高局部复发率的侵袭性瘤.
- 需要先进的成像生物标志物来对患者进行分层和预测结果.
- 扩散权重MRI (DW-MRI) 提供了评估瘤异质性和治疗反应的潜力.
研究的目的:
- 探索使用碳离子放射治疗 (CIRT) 治疗的SC患者的DW-MRI的微结构参数和息地分析.
- 描述内异质性和治疗诱导的变化.
- 调查成像生物标志物和SC复发模式之间的关联.
主要方法:
- 对40名用CIRT治疗的SC患者的回顾性分析.
- 从DW-MRI使用蒙特卡洛模拟来估计微结构参数 (细胞半径,离心率,扩散系数,细胞体积分数,明显细胞性).
- 在基线,3个月后的随访和复发时间的纵向DW-MRI评估.
- 使用K-平均集群和联合集群来定义64个微观结构配置的息地成像分析.
- 息地分布的空间分析和与临床结果的关联 (早期与晚期LR,现场与边缘LR).
主要成果:
- 治疗诱导了显著的微观结构变化,表明细胞密度降低和组织失调增加.
- 与临床结果相关的明显的微结构性息地模式:局部控制 (LC) 患者的有利模式 (高扩散性,低细胞性),LR患者的攻击性模式 (低扩散性,高细胞性).
- 高风险息地与复发有显著的相关性 (HR > 1, p < 0.05).
- 息地分数在复发风险子组中显示出渐进的趋势.
- 空间分析显示,LR患者的高风险息地同定位增加.
- 卡普兰-梅尔分析预测了基于基线息地分数的无进展生存率的显著差异.
结论:
- 来自DW-MRI的微结构参数和息地成像可以有效地捕捉内异质性和治疗诱导的SC变化.
- 这些成像技术可以识别与CIRT治疗的SC患者局部复发相关的高风险模式.
- 微观结构和基于息地成像的整合提供了一个非侵入性的工具,用于SC的风险分层和个性化治疗计划.
