Lokal ileri evre rektum kanseri hastalarında neoadjuvan kemoradyoterapiye olan patolojik yanıtı öngörmede dinamik kontrastlı MRG'nin fonksiyonunun incelenmesi
The evaluation of the efficacy of dynamic contrast-enhanced MRI in the prediction of  pathological response to neoadjuvant chemoradiotherapy in locally advanced rectal cancer patients
Yazar: SELİM ÖZDEMİR
Danışman: PROF. DR. BOZKURT GÜLEK
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Adana Tıp Fakültesi / Radyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Kemoterapi-adjüvant = Chemotherapy-adjuvant ; Manyetik rezonans görüntüleme = Magnetic resonance imaging ; Neoadjuvan tedavi = Neoadjuvant therapy ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Rektal hastalıklar = Rectal diseases ; Rektal neoplazmlar = Rectal neoplasms ; İlaç tedavisi = Drug therapy

Özet:
Amaç: Lokal ileri evre rektum kanseri hastalarında neoadjuvan KRT'ye verilen patolojik yanıtı tahmin edebilmek için KRT öncesi çekilen dinamik kontrastlı MRG'den türetilen yarı kantitatif perfüzyon parametrelerinin yararlılığının değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Ayrıca konvansiyonel rektal MRG'den elde edilen verilerin de patolojik yanıt ile ilişkisi değerlendirilmiştir.

	Gereç ve Yöntem: Çalışmamızda T.C. Sağlık Bilimleri Üniversitesi Adana Şehir Eğitim ve Araştırma Hastanesi Radyoloji Kliniği'nde 01.01.2018-31.10.2022 tarihleri arasında, onkoloji veya cerrahi onkoloji bölümlerinden patolojik olarak rektum kanseri tanısı alan 291 hasta tarandı.  Uygun olmayan hastalar çıkarıldıktan sonra lokal ileri evre rektum kanseri olan, tedavi öncesi dinamik kontrastlı MRG çekimi yapılan ve tedaviye olan patolojik yanıtın belirtildiği 93 hasta çalışmamıza dahil edildi. Hastaların neoadjuvan tedaviden önce rektuma yönelik çekilen MRG'leri değerlendirmeye alındı. Değerlendirme birisi 4 yıllık ve diğeri 20 yıllık radyoloji tecrübesi olan iki radyolog tarafından eş zamanlı ve retrospektif şekilde yapıldı. Değerlendirmede rektal MRG kriterlerine göre T ve N evrelemesi yapıldı. Tümörün mezorektal fasya invazyonu (MRF), ekstramural vasküler invazyonu (EMVI) değerlendirilmesi yapıldı. T2A sekanslarda tümörün en iyi göründüğü kesitlerde volüm ölçümü yapıldı. Tümör uzunluğu olarak, T2A sekansta sagital veya koronal planda tümörün en uzun çapı olacak şekilde ölçüm yapıldı. Çok fazlı aksiyel dinamik MRG' de kontrast madde konsantrasyonunun hesaplanması ile oluşan yarı kantitatif parametreler elde edildi. Tüm hastaların operasyon sonrası patolojik yanıt değerlendirme sistemi 8 yıllık deneyimi olan patolog tarafından AJCC'nin kriterlerine göre yapıldı. Dinamik kontrastlı MRG' den elde edilen yarı kantitatif parametrelerin ve diğer MRG bulgularının, neoadjuvan KRT'ye olan patolojik yanıt ile ilişkisi araştırıldı.

	Bulgular: Çalışmamıza lokal ileri evre rektum kanseri tanılı 93 hasta dahil edildi. Hastaların yaş ortalamaları 62,0±11,3 yıl iken, 59 (% 63,4)'u erkek idi. T evre dağılımı hastaların 26 (% 28,0)'sında T2, 56 (% 60,2)'sında T3, 11 (% 11,8)'inde ise T4 idi. N evre hastaların 40 (% 43,0)'ında N0, 44 (% 47,3)'ünde N1, 9 (% 9,7)'unda ise N2 olduğu saptandı. Hastaların 28 (% 30,1)'inde EMVI bulgularına, 15 (% 16,1)'inde ise MRF tutulumuna rastlanıldı. Tümör uzunluğu ortalama 5,13±1,4 cm iken; Tümör volüm ortalaması ise 30,2±8,7 cm3 idi. Hastaların 64 (% 68,8)'ünde tedaviye yanıt görülmezken, 29 (% 31,2)'unda tedaviye yanıt saptandı. Yanıtsız gruplarda, yanıt veren gruplara göre T evrede T3 ve T4 oranı, N evrede N2 oranı daha yüksek bulundu. Yanıtsız gruplarda EMVI ve MRF tutulum oranlarının, yanıt veren gruplara göre daha yüksek olduğu tespit edildi. Tümör uzunluk ve tümör volüm oranlarının yanıt veren gruplarda, yanıtsız gruplarda yer alan hastalara göre daha düşük olmasından kaynaklandığı anlaşıldı. Yanıt veren gruplarda dinamik MRG parametrelerinden Emax, ERmax, Time to peak, wash-in ve wash-out değerlerinin, yanıtsız gruplarda yer alan hastalara göre daha düşük değerlerde olduğu saptandı. Bu parametreler içerisinde en iyi tanısal test performansın sırasıyla % 96,4 ile wash-out , % 94,3 ile wash-in değerleri olduğu tespit edildi.  

	Sonuç: Lokal ileri evre rektum kanserinde KRT öncesi çekilen dinamik kontrastlı MRG'den türetilen çeşitli parametreler, neoadjuvan KRT'ye olan patolojik yanıtı tahmin etme konusunda önemli bir yere sahiptir. Rektum kanserinde preoperatif evreleme konvansiyonel rektal MRG bulgularına göre yapılır. Rektal MRG' de T ve N evresi yüksek bulunan lokal ileri evre hastaların, operasyon öncesi verilen KRT'ye olan patolojik yanıtı, düşük T ve N evredeki hastalara kıyasla daha az olmaktadır. Rektal MRG'de saptanan EMVI bulguları ve MRF tutulumu bulunan hastalar da benzer şekilde neoadjuvan KRT'ye daha az patolojik yanıt vermektedir. Tümör volümü ve tümör uzunluğu az olan hastaların ise tedaviye daha iyi yanıt verdikleri anlaşılmaktadır. Neoadjuvan KRT öncesi çekilen dinamik MRG'nin yarı kantitatif parametrelerinden wash-in ve wash-out değerleri, tedaviye olan patolojik yanıtı öngörmede yüksek başarı ortaya koymuş olup bu amaçla kullanılabilmektedir. Bunun yanında, Emax ve Time to peak değerlerinin de yanıtı öngörme açısından önemli bir yere sahip olduğu anlaşılmaktadır. Literatürde lokal ileri evre rektum kanserinin neoadjuvan KRT'ye olan patolojik yanıtı tahmin etmede dinamik MRG'nin yarı kantitatif parametreleri ile ilgili çalışmalar olsa da, çok merkezli, daha geniş kapsamlı ve prospektif özellikte çalışmaların yapılmasının bu konunun aydınlatılması açısından daha destekleyici olacağı düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler: Rektum kanseri, dinamik MRG, patolojik yanıt, KRT

Abstract:
Objectives: This study was planned to evaluate the benefits of the semi-quantitative perfusion parameters derived from dynamic contrast-enhanced MRI examinations performed prior to neoadjuvant chemoradiotherapy (CRT) in locally advanced rectum cancer patients. In addition, the relation between the pathological response and the data obtained from  conventional rectal MRI, too,  was assessed. 

	Methods: 291 pathologically proven rectal cancer patients were scanned and  included in this study. The patients came from the Oncology and General Surgery departments. The study was carried out at the Adana City Hospital of the University of Health Sciences, Adana, Türkiye, between January 01, 2018 and October 31, 2022. Following the exclusion of patients not complying with the scientific conditions necessary for the study, 93 patients with locally advanced rectal cancer who met the scientific inclusion criteria of our research were enrolled in the study. These patients had undergone a dynamic contrast MRI prior to the study. The patients also had been evaluated and radiologically reported on the basis of their pathological response to CRT. 

	MRI examinations of the patients done prior to the neoadjuvant therapy were examined. Radiological evaluations were performed synchronously by two radiologists, one with a 4-, and the other with a 20-year experience in the profession. T and M stagings were done on the basis of rectal MRI criteria. Mesorectal fascia (MRF) invasions as well as  extramural vascular invasions (EMVI) were evaluated. Volumetric imagings of the tumors were done on the best visualized T2W slices. Tumor length assessment was done on the sagittal or coronal plane, and the longest diameter was designated as the actual length of the tumor. Semi-quantitative parameter values were obtained by means of contrast concentration calculations on multi-phasic axial MRI sequences. The pathological response evaluations of the patients were done by a pathologist with an 8-year expertise, on the basis of the AJCC criteria. The correlations between the pathological response to neoadjuvant CRT and semi-quantitative parameters and other MRI findings, were investigated. 

	Results: 93 patients with locally advanced rectal cancer were included in our study. The mean age of the patients was 62.0±11.3 years. 59 (63.4%) patients were males. The T-stage distributions of the patients were as follows: T2 in 26 (28.0%), T3 in 56 (60.2), and T4 in 11 (11.8%), patients. The N-stage distributions, on the other hand, were as follows: N0 in 40 (43.0%), N1 in 44 (47.3%), and N2 in 9 (9.7%), patients.  EMVI findings were present in 28 (30.1%) patients, while MRF invasion findings were detected in 15 (16.1%) patients. The mean tumor length was 5.13±1.4 cm, whereas the mean tumor volume was found to be 30.2±8.7 cm3. There was no response to therapy in 64 (68.8%) patients. However, 29 (31.2%) patients demonstrated a clear response to the therapy. The T3, T4, and N2 values were found to be higher in in the no-response group, in comparison to the response-positive group. In addition, the EMVI and MRF invasion rates too, were found to be higher again, in the no-response group. The tumor length and tumor volume measurements gave lower results in the response-positive group, in comparison to the no-response group. Most importantly, the dynamic MRI parameters such as E-max, ER-max, time-to-peak, wash-in, and wash-out criteria, were found to have lower values in the response-positive group, in comparison to the no-response group. Among these parameters, the best diagnostic test performances belonged to the wash-out and wash-in values, being 96.4% and 94.3%, respectively.

	Conclusions: Certain numeric parameters derived from dynamic contrast-enhanced MRI studies performed prior to CRT in locally advanced rectum cancer patients play a distinctive role in predicting the pathological response to neoadjuvant CRT. Pre-operative staging in rectal cancer is done on the basis of conventional rectal MRI findings. The pathological response to pre-operative CRT is lower in patients with rectal MRI findings indicating higher T and N values, in comparison to those with lower T and N values. Likewise, patients with EMVI and MRF invasion findings have been shown to demonstrate a lower pathological response to CRT. On the other hand, it has been shown that patients with lower tumor length and volume give a better response to neoadjuvant CRT. The wash-in and wash-out parameters belong to the semi-quantitative dynamic contrast-enhanced MRI parameters group, and play a fundamental and highly successful role in predicting the pathological response to neoadjuvant CRT. On the other hand, it is also known that the E-max and time-to-peak parameters too, have a significant place in the prediction of this pathological response. The literature contains a large number of studies performed to outline the effects of these semi-quantitative MRI findings in the predicament of the pathological response to neoadjuvant CRT; but we still think that larger multicentral and prospective RCT studies will contribute a huge support to the scientific research on this issue. 

Keywords: CRT, Dynamic MRI, Pathological response, Rectum cancer