Krooninen sairaus

tiivistelmä

Tausta ja tavoite

takautuvasti tutkia suhdetta näennäinen diffuusiokerroin (ADC) ja solukkoisuus keuhkosyövässä.

Methods

Kuusikymmentä potilaat histopatologisesti vahvistettu keuhkosyöpä (41 miestä, 19 naista) tehtiin diffuusio-painotettu magneettikuvaus rinnassa (jossa

b arvot

50 ja 1000 s /mm

2). Mediaani tarkoittaa ADC (ADCmean) arvo ja mediaani vähintään ADC (ADCmin) arvo kussakin primaarikasvaimen laskettiin ja verrattiin mediaani nucleo-sytoplasman suhde (NCR), joka valittiin edustamaan sellulaarisuus. Korrelaatio NCR ja ADCmean /ADCmin laskettiin SPSS 18.0 ohjelmistolla.

Tulokset

Keskimääräiset ADCmean arvot, ADCmin arvot ja mediaani NCR oli (1,07 ± 0,12) x 10

-3 mm

2 /s, (0,86 ± 0,14) x 10

-3 mm

2 /s, ja (14,9 ± 2,6)%, vastaavasti, adenokarsinooma; (0,88 ± 0,10) x 10

-3 mm

2 /s, (0,73 ± 0,12) x 10

-3 mm

2 /s, ja (20,6 ± 4,4)%: lla, in okasolusyöpä; ja (0,89 ± 0,13) x 10

-3 mm

2 /s, (0,67 ± 0,13) x 10

-3 mm

2 /s, ja (18,3 ± 3,5)%: lla in pienisoluinen keuhkosyöpä. NCR okasolusyöpä ja pienisoluinen keuhkosyöpä on suurempi kuin adenokarsinooma (P 0,01 ja P = 0,002, vastaavasti). Oli käänteinen suhde ADCmean /NCR ja ADCmin /NCR (r = -0,60, p = 0,001, ja r = -0,47, P 0,001, vastaavasti).

Johtopäätös

On merkittävä käänteinen suhde kasvaimen sellulaarisuus ja ADC keuhkosyöpä. Kuitenkin kasvaimen cellularity todennäköisesti ei ole ainoa määräävä tekijä ADC.

Citation: Chen L, Zhang J, Chen Y, Wang W, Zhou X, Yan X, et al. (2014) suhde Näennäinen diffuusiokerroin ja Kasvainten solukkoisuus in Lung Cancer. PLoS ONE 9 (6): e99865. doi: 10,1371 /journal.pone.0099865

Editor: Michael R. Emmert-Buck, National Cancer Institute, National Institutes of Health, Yhdysvallat

vastaanotettu: 9. maaliskuuta, 2014; Hyväksytty: 16 toukokuu 2014; Julkaistu: 11 kesäkuu 2014

Copyright: © 2014 Chen et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Data Saatavuus: Tällä kirjoittajat vahvistavat, että kaikki tiedot taustalla olevat havainnot ovat täysin saatavilla rajoituksetta. Kaikki tiedot sisältyvät paperin.

Rahoittajat: Nämä kirjoittajat eivät tuki ja rahoitus raportoida.

Kilpailevat edut: Kaikki Kirjoittajat julistaa, ettei eturistiriitoja.

Johdanto

Keuhkosyöpä on lähes 25% kaikista syöpäkuolemista maailmanlaajuisesti, ja sen esiintymistiheys on noussut dramaattisesti viime vuosina [1]. Oikea-aikainen ja tarkka havaitseminen ja arviointi kasvaimen vaiheessa keuhkosyöpä on ratkaiseva rooli suunnittelussa asianmukainen hoito ja määrittämällä ennustetta.

Diffusion painotettu imaging (DWI), joka seuraa mikroskooppisen joissa veden diffuusio sisällä kudoksissa , on uusi keino seurannan taudin etenemiseen ja hoitovaste. Koska se tarjoaa tietoa kudosten sellulaarisuus ja eheyden solukalvojen, DWI on etuja verrattuna perinteisiin anatominen Magneettikuvaustekniikoiden [2]. With rinnakkaisen kuvantamismenetelmä ja kaiku tasossa MR kuvantamismenetelmiä, DW kuvantaminen vatsan ja rintaontelon on tullut mahdolliseksi nopeat kuvantamisen ajat, mikä minimoi brutto fysiologisia liikkeen hengityksen ja sydämen liikkeen [2]. Eri tuumorikudoksista on eri cellular rakenteita, jotka johtavat erilaisiin ADC arvoja. Aiemmat tutkimukset

in vitro

[3], [4] ja eläinmalleissa [5], [6] osoittaa, että ADC-arvo on erittäin korreloi käänteisesti kasvaimen sellulaarisuus ja voitaisiin käyttää ennustamaan kasvaimen ja hoitovaste. Äskettäin järjestelmällinen katsaus ja meta-analyysi [7] perustuvat tällä hetkellä saatavilla todisteita myös tukee tätä näkemystä potilailla. Perinteisesti soveltaminen DWI arviointia varten rinnassa on rajoittanut hengityksen ja sydämen liikettä, joka aiheuttaa vakavia liikettä artefakteja. Kehittämisen kanssa monikanavaisen magneettikuvaus laitteet, ja nopea MR kuvantamisen tekniikoita yhdistettynä rinnakkain kuvien viimeisten kymmenen vuoden aikana, DWI integroitu rinta MRI on yhä käyttöön kliinisissä käytännössä [2], [8]. On raportoitu, että DWI kykenee tehokkaasti arvioida terapeuttista tehoa käsittelyn jälkeen [9]. Vielä, se voi myös erottaa imusolmukkeet metastasoitunutta keuhkosyöpä niistä ilman [10], [11], keskeinen keuhkosyöpä siihen liittyvästä atelektaasi [12], ja pahanlaatuiset yksittäisiä keuhkonoduluksia hyvänlaatuisesta ne [13]. Tähän asti on ollut muutamia tutkimuksia, jotka ovat keskustelleet onko tämä totta potilailla keuhkosyöpä [2].

Näin ollen tutkimuksen tarkoituksena oli prospektiivisesti arvioida, onko suhde ADC ja histopatologisen kasvaimen soluihin keuhkosyövässä.

Materiaalit ja menetelmät

Potilaat

Medical Research eettisen komitean kolmannen Military Medical University (Chongqing, Kiina) tarkistetaan ja hyväksytty tässä tutkimuksessa. Kirjallinen suostumus saatiin jokainen osallistuja ennen tutkimusta. Välillä helmikuu 2012 ja huhtikuun 2013 79 peräkkäistä potilasta, joilla epäillään olevan keuhkosyöpä arvioitiin tukikelpoisuuden jos vauriot kooltaan olivat 20 mm. Koko leesiot mitattiin CT. Kuusikymmentä potilaat (41 urosta, 19 naarasta) histopatologisesti vahvisti keuhkosyöpä otettiin mukaan (kuva S1). Primaarikasvaimen halkaisijat olivat 2,4 ~ 13,7 cm, keskiarvo (4,9 ± 0,9) cm.

MR Imaging ja DWI mittarit Mittaus

Kaikki MR kuvantaminen suoritettiin 3.0 Tesla skannerin (Trio Tim, Siemens, Erlangen, Saksa) yhdistettynä 8-kanavan vaiheessa array kela. DWI saatiin aikana vapaasti hengittävä [14]. DWI sekvenssit tehtiin 5000/72 (toistoaika ms /kaikuajan ms), osa 4 mm paksuisen, risteykseen rako 0,8 mm, ja näkökenttä 400 x 400 mm. Kolme signaaleja hankittiin kohti kuvan diffuusion herkistävä gradientteja kolmessa kohtisuorassa tasossa ja b arvot 50 ja 1000 sek /mm

2 aikana vapaasti hengittävä. Minimoida vaikutuksen hengitysliikkeet tiedon laatua kaksi lähestymistapaa otettiin: (1) hengityselinten koulutus, ja (2) ohjattu vapaasti hengittävä (ohjeita kuvantamisen röntgenhoitaja). Rasva tukahdutettiin asettamalla taajuusselektiivisen radiotaajuisen pulssin ennen pulssin järjestyksessä. Kaikki ADC (ADCmean, ADCmin) mitattiin kaksi rinnassa radiologia 8 ja 11 vuoden kokemus. Vuonna hahmotellaan ROI mittaamiseen DWI mittareita, yritimme kiinnittää kiinteään osaan kasvainten kuvantaminen CT-ohjattu koepala (Siemens Plus 4), katso Kuva 1-3.

A, CT-ohjattu koepala; B, T2WI-TIRM; C, ADC kartta ja ROI jos ADC on mitattu havainnollistetaan, 1 = ROI; D, joka vastaa histopatologisten tulokset kasvaimen näytteen (alkuperäinen suurennos, HE × 400).

, CT-ohjattu koepala; B, T2WI-TIRM; C, ADC kartta ja ROI jos ADC on mitattu havainnollistetaan, 1 = ROI; D, joka vastaa histopatologisten tulokset kasvaimen näytteen (alkuperäinen suurennos, HE × 400).

, CT-ohjattu koepala; B, T2WI-TIRM; C, ADC kartta ja ROI jos ADC on mitattu havainnollistetaan, 1 = ROI; D, joka vastaa histopatologisten tulokset kasvaimen näytteen (alkuperäinen suurennos, HE × 400).

Kasvain soluihin Analysis

histopatologinen näytteet päällystettiin standardin nimikoimismuste (värjäys hematoksyliini-eosiinilla Kit , Beyotime, Jiangsu, Kiina) ja kiinnitettiin 10% puskuroidussa formaldehydiä 24 tuntia. Histopatologisen tulokset olivat standardin viite analysointiin sellulaarisuus. Kaikki histopatologisten näytteet uudelleen muussa histopathologist 20 vuoden kokemus histopatologia.

Kasvainten cellularity laskettiin 5 mielivaltaisesti valittu suuren tehon kentät kunkin yksilön tietokoneohjelmalla (ImageJ; National Institutes of Health, Bethesda , MD) ja seuraavaa algoritmia: ensimmäinen, digitoitu korkean tehon (× 40 tavoite) kentät otettiin alkuperäisestä mikroskooppisen kuvat, joissa on 512 × 512 näyttö matriisi ja 8-bittinen harmaasävy, joka saatiin käyttämällä digitaalista mikroskooppi kamera ( Olympus DP12; Olympus, Tokio, Japani). Binary kuvadatan sitten Näytteestä peräisin kuvia käyttämällä kynnysarvoa arvioitiin histogrammin analyysi mallikuvia. Lopuksi, ohjelmisto lasketaan solukkoisuus perusteella useita erillisiä pisteitä tuottaman binary menettelyä. Automatisoitu laskentajärjestelmä suoritetusta 5% toleranssi kaikissa yksilöitä. Automatisoitu asetukset olivat samat kaikille yksilöille ja solumäärät. Tulokset 5 suuritehoisia-kentän solulaskenta johtamiseen käytetty mediaani solumäärä varten näytteen. Tämä mittausmenetelmä cellularity on samanlainen kuin menetelmiä, joita muut tutkijat, jotka verrattuna diffuusio-painotettu kuvantamisen ominaisuuksia kasvaimen soluihin [15].

Tilastollinen analyysi

Tilastolliset analyysit suoritettiin käyttäen tilastollista ohjelmistoa ( SPSS, versio 18.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA). Kolmogorov-Smirnov testiä käytettiin arvioimaan poikkeama normaalijakaumassa kaikki tiedot. Intraclass korrelaatiokertoimet (ICC) laskettiin arvioimaan välisen tarkkailija varianssi DWI mittareita mittauksia. Verrata ADCmean arvot ja ADCmin arvojen joukossa histologista tyyppiä adenokarsinooma, okasolusyöpä ja pienisoluinen keuhkosyöpä, varianssianalyysiä käytettiin. Post hoc hypoteesin testaus suoritettiin Fisher suojattua vähiten merkitsevää eroa menetelmällä. Lisäksi Pearsonin korrelaatiokertoimet laskettiin arvioida korrelaatio ADCmean arvot /ADCmin arvot ja kasvaimen soluihin keuhkojen karsinoomat. AP arvo on alle 0,05 pidettiin osoittamaan tilastollisesti merkitsevää eroa.

Tulokset

ADC arvot Keuhkosyöpä

Kaikki DWI kuvat osoittavat selvästi, että ei ollut merkittäviä alttius esineitä ja että ne olivat sopivia lisäarviointia. Kaikki ADCmean, ADCmin ja kasvaimen soluihin arvot onnistuneesti saatu (taulukko 1, kuva 1-3). Lisähintaa kahden radiologia mittausta varten ADCmean, ADCmin ja kasvaimen soluihin-arvot olivat 0,93, 0,92, ja 0,88, vastaavasti. Lopullinen arvot olivat keskiarvo kahdesta mittauksesta. ADCmean primaaristen kasvainten oli (1,00 ± 0,15) x 10

-3 mm

2 /s yhteensä, (0,89 ± 0,13) x 10

-3 mm

2 /s pienisoluinen keuhkosyöpä, (1,07 ± 0,12) x 10

-3 mm

2 /s adenokarsinooma, ja (0,88 ± 0,10) x 10

-3 mm

2 /s levyepiteeliperäinen karsinooma. Jokainen datajoukon oli yhdenmukainen tai approksimoida normaalijakauman (kaikki P 0,1). Varianssianalyysi osoitti merkittäviä eroja kolmen ryhmän (P 0,05). ADCmin primaaristen kasvainten oli (0,80 ± 0,15) x 10

-3 mm

2 /s yhteensä, (0,67 ± 0,13) x 10

-3 mm

2 /s pienisoluinen keuhkosyöpä, (0,86 ± 0,13) x 10

-3 mm

2 /s adenokarsinooma, ja (0,73 ± 0,13) x 10

-3 mm

2 /s levyepiteeliperäinen karsinooma. Jokainen datajoukon oli yhdenmukainen tai approksimoida normaalijakauman (kaikki P 0,1). Varianssianalyysi osoitti merkittäviä eroja kolmen ryhmän (P 0,05).

Kasvain soluihin in Lung Cancer

NCR ensisijaisen kasvaimia oli (16,7 ± 4,0)% vuonna kaikkiaan (18,3 ± 3,5)% vuonna pienisoluinen keuhkosyöpä, (14,9 ± 2,6)% vuonna adenokarsinooma, ja (20,6 ± 4,4)% vuonna okasolusyöpä. Jokainen datajoukon oli yhdenmukainen tai approksimoida normaalijakauman (kaikki P 0,1). Varianssianalyysi osoitti merkittäviä eroja kolmen ryhmän (P 0,05). Näistä NCRs okasolusyöpä ((20,6 ± 4,4)%) ja pienisoluinen keuhkosyöpä ((14,9 ± 2,6)%) oli suurempi kuin adenokarsinooma ((14,9 ± 2,6)%), ja ero oli tilastollisesti merkittävä (P 0,01 ja P = 0,002, vastaavasti). NCR okasolusyöpä soluja oli suurempi kuin pienisoluisen keuhkosyövän soluja, mutta ero ei ollut tilastollisesti merkitsevä (p = 0,198).

korrelaatio ADC arvo ja solukkoisuus Lung Cancer

Korrelaatio analyysi osoitti, että ADCmean arvon ja keuhkosyövän soluihin oli merkittävästi korreloi negatiivisesti (r = -0,60, P 0,001), katso kuvio 4; Samalla ADCmin arvot ja keuhkojen kasvain solukkoisuus merkittävästi korreloi negatiivisesti (r = -0,47, P 0,001), katso kuva 5.

AC, adenokarsinooma; SqCC, okasolusyöpä; SLCC, pienisoluinen keuhkosyöpä.

AC, adenokarsinooma; SqCC, okasolusyöpä; SLCC, pienisoluinen keuhkosyöpä.

Keskustelu

Olemme suorittaneet korrelaatio analyysit sekä ADCmean ja ADCmin kasvaimen sellulaarisuus ja ovat osoittaneet, että sekä ADCmean ja ADCmin oli negatiivinen suhde kasvain cellularity keuhkosyövässä. Matoba

et al

[16] suoritetaan korrelaatio analyysin välillä ADCmean ja kasvaimen soluihin 9 keuhkosyöpää ja löysi samanlaisia ​​tuloksia kuin teimme. Tämä tulos viittaa siihen, että DWI voi olla suuria potentiaalisia käyttömahdollisuuksia diagnosointiin ja hoitoon keuhkosyöpään. Beyond erottaa keuhkosyöpään hyvänlaatuiset kasvaimet ja Keski keuhkosyöpä siihen liittyvästä atelektaasi sekä imusolmuke pysähdyspaikan keuhkosyöpään, DWI voidaan käyttää terapeuttisen tehokkuuden arvioimiseksi jälkeen hoidon alkuvaiheessa. Morfologiset menetelmiä, kuten WHO standardit ja RECIST kriteerit, ovat useimmin käytetyt menetelmät arvioidaan kasvaimen hoito klinikalla. Verrattuna näihin menetelmiin, ADC-arvot näyttävät muuttuvan merkittävästi paljon aikaisemmin kuin morfologiset muutokset tapahtuvat [17], [18]. DWI on hyödyllinen myös CT-ohjattu perkutaaninen keuhko koepala, joka on yleisin invasiivisia keinoja saada histopatologiselle yksilöitä. Koska heterogeenisuus keuhkokudoksen jakelun, positiivinen biopsia osuus on noin 80% [19] 94,8% [20], ja tarkkuutta on parannettava. Apu- DWI kuvia ja ADC kartta auttaa välttämään ei-neoplastisia kasvaimia ja valitse ROI kanssa suhteellisesti suurempi tiheys punktio, joka voi parantaa tarkkuutta keuhkojen koepaloja.

Tuloksemme kokeellisesti todentaa negatiivista suhdetta ADC ja sellulaarisuus entistä määrällinen tavalla ja voi olla hyötyä tarkemmin mallintaa diffuusio prosessi. Korkeampi ydin- /sytoplasma-suhde vähentää ekstrasellulaaritilan mikä voi johtaa alhaisempiin näennäinen diffuusiokerroin [2]. Vuonna Toisaalta korkeampi cellularity johtaa suurempaan solukalvojen että molekyylit vettä (tai hiukkasia kaikenlaisia) olisi diffusioitumaan. Tämä lisäys esteet voivat myös johtaa alhaisempiin näennäinen diffuusiokerroin. Kuitenkin regressiomallin ADC, jotka olemme luoneet, ei voi selittää havaitun datan täydellisesti (r = -0,60). Lisäksi solutiheyteen, ydin- /sytoplasman suhde, ja suuret ytimet, diffuusio vesimolekyylien vaikuttavat myös monet muut tunnuspiirteet on kasvaimia, mukaan lukien perfuusio, määrä solunsisäisten makromolekyylisten proteiinien, solujen lisääntymisen, ja solunulkoiseen tilaan nähden normaali kudos [2], jossa voi olla yksi syy siihen, miksi malli ei sovi tiedot juuri.

sekä ADCmin ja ADCmean arvot on raportoitu korreloivan käänteisesti glial ja nonglial kasvaimen soluihin seurauksena rajoitettua diffuusio veden [15], [21] – [23]. Vuonna alaryhmäanalyysissä Chen

et al

[7] ADCmean arvot ilmoitettiin korreloivan enemmän käänteisesti kuin ADCmin arvoja, ja ei ollut merkittäviä eroja alaryhmien ADCmean ja ADCmin (r = -0,70 ja -0,60). Oli myös merkittäviä eroja näiden arvojen (-0,60 ja -0,47) tutkimuksessamme, mikä tarkoittaa, että mittaus on ADC-arvo ja kasvaimen sellulaarisuus on johdonmukainen ja vakaa.

tulokset osoittavat, että kasvaimen soluihin eri histologisia keuhkosyöpään ei ole sama. Tulokset tutkimuksissa Matoba

et al

[16] ja Razek

et al

[24] osoittavat myös, että cellularity adenokarsinooma oli merkittävästi pienempi kuin okasolusyöpä ei- pienisoluinen keuhkosyöpä. Siksi me spekuloida, että ADC arvot voivat tarjota jotain arvoa erottamaan nämä kaksi erilaista histologisia keuhkosyöpään. Kuitenkin edelleen suuri, tulevaisuudentutkimuksista taataan vahvistaa näitä havaintoja.

indikaattorit arvioidakseen kasvaimen soluihin sisältyvät solutiheys, ydin–sytoplasmista suhde ja ydinvoiman solujen suhteen. Solutiheys laskettiin jakamalla kokonaispinta-ala on kasvainsolun ytimien pinta-alalla histologia osassa. Ydinvoima-sytoplasman suhde laskettiin jakamalla prosenttiosuus ydinalan prosenttiosuudella sytoplasmisen alueen. Ydin- solu-suhde laskettiin jakamalla prosenttiosuus ydinvoiman alueen prosenttiosuus solun alueella. Verrattuna solutiheys, ydinvoima-sytoplasmisen suhde sekä ydin- solu-suhde voi vain heijastaa solutiheys mutta voi myös heijastaa ydin- /sytoplasman suhde ja suuri ytimien, sillä kaikki nämä tekijät vaikuttavat ADC arvot [2].

on joitakin rajoituksia tämän tutkimuksen. Ensinnäkin tutkimuksessa mukana vain adenokarsinooma, levyepiteelisyöpä ja pienisoluinen keuhkosyöpä, ja muiden harvinaisten histologisia keuhkosyöpään, kuten suuret keuhkosyöpä, ei voitu sisällyttää. Toinen, yhteensä solutiheys pidettiin vertailua, niin kasvaimen solut ei ole erotettu ei-kasvainsoluja. Fysiologisesti kuitenkin ei-kasvainsolut myös vaikuttaa veden diffuusion kudoksen sisällä, ja useimmat aiemmat raportit eivät eroa kasvainsoluja. Kolmanneksi tässä tutkimuksessa vain keskityttiin korrelaation kasvaimen sellulaarisuus ja ADC arvo biopsiakohdassa, joka ei voi edustaa koko kasvain.

Yhteenvetona Tutkimuksemme osoitti, että ADCmean arvon ja ADCmin arvo oli huomattavasti negatiivisesti korreloivat kasvaimen soluihin potilailla, joilla on keuhkosyöpä. Kuitenkin kasvain cellularity todennäköisesti ei ole ainoa tekijä ADC.

tukeminen Information

Kuva S1.

vuokaavio valinnassa tutkimuksista.

doi: 10,1371 /journal.pone.0099865.s001

(TIF) B