विल्म्स ट्यूमर और सामान्य कॉन्ट्रालेटरल रीनल टिश्यू में डिफ्यूजन के मॉडल की तुलना

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सार

उद्देश्यप्रसार-भारित इमेजिंग (डीडब्ल्यूआई) से प्राप्त एडीसी (स्पष्ट प्रसार गुणांक) ने एक गैर -1इनवेसिव मात्रात्मक इमेजिंग बायोमार्कर के रूप में वादा दिखाया हैविल्म्स'ट्यूमर. हालाँकि, कई गैर-गॉसियन मॉडल DWI पर लागू किए जा सकते हैं। इस अध्ययन का उद्देश्य चार की उपयुक्तता की तुलना करना थाप्रसारविल्म्स'ट्यूमर और अप्रभावित contralateral में मॉडल (मोनोएक्सपोनेंशियल, आईवीआईएम [इंट्रावोक्सेल इनकोहेरेंट मोशन], स्ट्रेच्ड एक्सपोनेंशियल, और कर्टोसिस)गुर्दे.

सामग्री और तरीके DWI डेटा की पूर्वव्यापी समीक्षा की गई (110 Wilms'tumours और 75 सामान्य किडनी डेटासेट)। प्रत्येक मॉडल के लिए फिट की अच्छाई को एकाइके सूचना मानदंड (एआईसी) का उपयोग करके स्वर-वार मापा गया। माध्य AIC की गणना प्रत्येक ट्यूमर मात्रा (या contralateral सामान्य गुर्दे के ऊतक) के लिए की गई थी। ग्रीनहाउस-गीसर सुधार के साथ वन-वे एनोवा और बोनफेरोनी सुधार का उपयोग करते हुए पोस्ट हॉक परीक्षणों ने एआईसी मूल्यों के बीच महत्वपूर्ण अंतर का मूल्यांकन किया; सबसे कम एआईसी इष्टतम मॉडल का संकेत देता है।

परिणामआईवीआईएम और विस्तारित एक्सपोनेंशियल ने विल्म्स'ट्यूमर डीडब्ल्यूआई डेटा के लिए सबसे अच्छा फिट प्रदान किया। आईवीआईएम ने सामान्य किडनी डेटा के लिए सबसे उपयुक्त प्रदान किया। मोनो एक्सपोनेंशियल विल्म्स'ट्यूमर और सामान्य किडनी डेटा दोनों के लिए कम से कम उपयुक्त फिटिंग विधि थी।

बहसप्रसार-भारित संकेतविल्म्स'ट्यूमरऔर सामान्यगुर्दा ऊतकएक मोनो-घातीय क्षय प्रदर्शित नहीं करता है और प्रसार के गैर-गॉसियन मॉडल द्वारा बेहतर वर्णन किया गया है।

कीवर्डविल्म्स'ट्यूमर। गुर्दे। प्रसार

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परिचय

विल्म्स ट्यूमर सबसे आम बाल चिकित्सा गुर्दे का ट्यूमर है [1], और यूरोप में, ट्यूमर के आकार को कम करने के लिए सर्जरी से पहले रोगियों का कीमोथेरेपी के साथ इलाज किया जाता है [2]। पूर्ण या आंशिक नेफरेक्टोमी के बाद, हिस्टोलॉजिकल विश्लेषण प्रमुख सेल प्रकार [3] के आधार पर ट्यूमर को उपप्रकार के रूप में वर्गीकृत करता है। उपचार के प्रति प्रतिक्रिया की निगरानी के लिए मरीजों के पास अक्सर कई एमआरआई स्कैन होंगे, जिसमें डिफ्यूजन-वेटेड इमेजिंग (डीडब्ल्यूआई) अक्सर प्राप्त किया जाता है।

स्पष्ट प्रसार गुणांक (ADC) प्रसार डेटा के लिए एक मोनो-घातीय फिट (Eq.1) को लागू करके DWI से प्राप्त किया जा सकता है।

(1)एस(बी)= से-बी.एडीसी

जहां एस (बी) किसी दिए गए बी मान पर संकेत है, और एस बिना किसी प्रसार भार के संकेत है।

एडीसी ने विल्म्स'ट्यूमर में मात्रात्मक इमेजिंग उपकरण के रूप में बहुत अच्छा वादा दिखाया है। उदाहरण के लिए, एडीसी का उपयोग सौम्य ट्यूमर को घातक ट्यूमर (इसका एक सबसेट) से अलग करने के लिए किया गया है

कोहोर्ट विल्म्स'ट्यूमर) [4], विल्म्स'ट्यूमर से अलग न्यूरोब्लास्टोमा [5], कीमोथेरेपी प्रतिक्रिया की निगरानी [6, 7], हिस्टोलॉजिकल उपप्रकारों की पहचान करें [7] और नेक्रोटिक विल्म्स'ट्यूमर ऊतक [8] की पहचान करने में सहायता करते हैं।

जबकि ADC एक उपयोगी पैरामीटर है, अन्य गैर-गॉसियन मॉडल (VIM[9][ntravoxel Incoherent Motion], स्ट्रेच्ड एक्सपोनेंशियल [10], और कुर्टोसिस [11]) हैं, जिन्हें DWI डेटा पर लागू किया जा सकता है, ताकि विस्तृत रेंज का उत्पादन किया जा सके। प्रसार मेट्रिक्स। IVIM (Eq.2) एक द्वि-घातीय मॉडल है जो न केवल अतिरिक्त संवहनी स्थान के भीतर बल्कि यादृच्छिक रूप से उन्मुख सूक्ष्म केशिका नेटवर्क में भी पानी की गति का वर्णन करता है। यह पैरामीटर डी (केशिका नेटवर्क में तेजी से बहने वाले पानी के प्रभाव से मुक्त प्रसार गुणांक, धीमी प्रसार के रूप में संदर्भित), डी * (रक्त में पानी की यादृच्छिक रूप से उन्मुख गति के कारण प्रसार गुणांक) उत्पन्न करता है। केशिका नेटवर्क-तेजी से प्रसार), और एफ (तेजी से बहने वाले घटक के साथ जुड़े मात्रा अंश)। (2)एस(बी)= तो[(1-एफ)ई(-बीडी प्लस फेल-बी(डी प्लस डी')

फैला-घातीय मॉडल (ईक्यू। 3) एक एकल स्वर के भीतर प्रसार में विविधता का वर्णन करता है, एक मोनो-घातीय क्षय से विचलन का वर्णन करता है। यह पैरामीटर डीडीसी (वितरित प्रसार गुणांक) और ए (समरूप प्रसार से विचलन का वर्णन करने के लिए खींच पैरामीटर) का उत्पादन करता है।

(3)एस(बी)= एस,ई(-(बी.डीडीसी)")

कर्टोसिस मॉडल (ईक्यू.4) एक गाऊसी वितरण के बाद पानी के अणुओं के विस्थापन से विचलन का वर्णन करता है और पैरामीटर डी (गैर-गॉसियन विस्थापन के लिए सही प्रसार गुणांक), और के (कुर्टोसिस) का उत्पादन करता है।

(4)S(b)= Soe-bD प्लस b2D,?K/6

इन मॉडलों में ऊतक सूक्ष्म संरचना के संबंध में पूरक जानकारी प्रदान करने की क्षमता है। इसके अतिरिक्त, उन्हें रेक्टल कैंसर [12], प्रोस्टेट कैंसर बोन मेटास्टेसिस [13], डिम्बग्रंथि के कैंसर [14] और स्वस्थ वृक्क ऊतक [15] में मोनो-एक्सपोनेंशियल मॉडल की तुलना में प्रसार डेटा का बेहतर विवरण प्रदान करने के लिए दिखाया गया है। हालांकि, इन मॉडलों को विल्म्स'ट्यूमर में लागू करने में सीमित शोध है जहां वे उपयोगी हो सकते हैं, ट्यूमर ऊतक के अत्यधिक विषम सेलुलर वातावरण के कारण। इसके अलावा, यह अनुमान लगाया गया है कि छिड़काव के उच्च स्तर के कारणगुर्दे, और यह कि आईवीआईएम को डिफ्यूजन सिग्नल में एक छिड़काव-संबंधित घटक के लिए डिज़ाइन किया गया है, यह मॉडल इस डीडब्ल्यूआई डेटा [16] के लिए एक बेहतर फिट प्रदान कर सकता है।

इस शोध का उद्देश्य यह निर्धारित करना था कि क्या ये मॉडल (VIM, स्ट्रेच्ड एक्सपोनेंशियल और कर्टोसिस) एक मोनो-एक्सपोनेंशियल मॉडल की तुलना में डिफ्यूजन-वेटेड सिग्नल को बेहतर फिट प्रदान करते हैं, विल्म्स'ट्यूमर और कॉन्ट्रैटरल नॉर्मल मेंगुर्दा. फिट की अच्छाई की गणना अकाइक सूचना मानदंड (एआईसी) [17] का उपयोग करके की गई थी, जो कच्चे डेटा द्वारा समर्थित की तुलना में अधिक मुक्त मापदंडों वाले मॉडल को दंडित करता है। इसके अतिरिक्त, एक माध्यमिक उद्देश्य के रूप में, विल्म्स'ट्यूमर को हिस्टोलॉजिकल उपप्रकार द्वारा अलग किया गया था ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि कुछ मॉडल कुछ उपप्रकारों का समर्थन करते हैं या नहीं।

सामग्री और तरीके जनसंख्या का अध्ययन करें

संस्थागत नैतिक अनुमोदन दिया गया था और इस एकल केंद्र अध्ययन के लिए सहमति की आवश्यकता को माफ कर दिया गया था। हमारे संस्थान में रेडियोलॉजी इमेजिंग सिस्टम की एक 10-वर्ष पूर्वव्यापी समीक्षा (अप्रैल 2007-मार्च 2017) बच्चों में सभी उदर एमआरआई डेटा के लिए एक सिद्ध हिस्टोलॉजिकल निदान के साथ की गई थीविल्म्स'ट्यूमर. समावेशन मानदंड वे थे जिनमें कई b मान DWI डेटा (1000 s / mm2 के अधिकतम b मान सहित), और DWI पर कम से कम 2 अक्षीय स्लाइस को कवर करने वाले ट्यूमर का आकार था। अत्यधिक गति वाली कलाकृतियों वाले डीडब्ल्यूआई को भी हटा दिया गया। एमआरआई डेटा विल्म्स'ट्यूमर रोगियों से पूर्व और पोस्ट-कीमोथेरेपी दोनों में एकत्र किया गया था। ट्यूमर के एक सबसेट के लिए सर्जरी के बाद हिस्टोलॉजिकल उपप्रकारों की पुष्टि की गई। सामान्य किडनी डेटा के लिए, द्विपक्षीय रोग वाले रोगियों को छोड़कर, विपरीत अप्रभावित गुर्दे का उपयोग किया गया था।

एमआरआई

सभी इमेजिंग 40mT/m ग्रेडिएंट्स से लैस 1.5 टी सीमेंस मैग्नेटम अवंतो स्कैनर पर किए गए थे। रोगी के आकार के आधार पर, पूर्ण कवरेज प्राप्त करने के लिए एक या दो बॉडी मैट्रिक्स कॉइल का उपयोग किया गया था (6 तत्व डिजाइन, सीमेंस)। मरीजों को उनकी उम्र के आधार पर या तो जगाया गया या एनेस्थेटाइज किया गया।

सभी रोगियों के लिए मल्टीपल बी वैल्यू डीडब्ल्यूआई प्राप्त किया गया था और मुफ्त सांस लेने के दौरान हासिल किया गया था। DWI प्रोटोकॉल इस प्रकार था: 3 ऑर्थोगोनल दिशाओं में 7 या 8b मान (0, 50,100,250,500,750,1000 s/mm² या 0,50,100,150,200,250,500,1000 s/mm²）स्लाइस मोटाई∶6 मिमी, TR/TE:2800 ms/89 ms, देखने का क्षेत्र:350×350 मिमी, स्वर आकार:1.4×1.4×6 मिमी, स्लाइस की संख्या:19, मैट्रिक्स आकार:128×96×19। विश्लेषण के लिए प्रत्येक मान, और ट्रेस छवियों (मतलब 3 से अधिक दिशाओं) का उपयोग किया गया था। गैडोलीनियम-आधारित कंट्रास्ट के प्रशासन से पहले और बाद में वसा-दबाए गए टी डब्ल्यू सहित मानक नैदानिक ​​​​अनुक्रम भी संयोजन के रूप में हासिल किए गए थे; नैदानिक ​​इमेजिंग अनुक्रमों का पूरा विवरण कर सकते हैं [18] में मिलता है।

प्रोसेसिंग के बाद

प्रसारमैटलैब (संस्करण 2019a, MathWorks Inc., Natick, MA, USA) में डिज़ाइन किए गए ट्रेस इमेज और इन-हाउस मॉडल फिटिंग रूटीन का उपयोग करके डेटा को विसरण के चार अलग-अलग मॉडलों का उपयोग करके स्वर-दर-स्वर आधार पर संसाधित किया गया था: मोनोएक्सपोनेंशियल (Eq। 1), IVIM (Eq.2), स्ट्रेच्ड-एक्सपोनेंशियल (Eq.3), और कर्टोसिस (Eq.4)।

प्रत्येक मामले में, स्वास को बी {{{{10}}}} पर सिग्नल के रूप में परिभाषित किया गया था, और मोनो-एक्सपोनेंशियल मॉडल के लिए, सभी बी मानों के खिलाफ इन (एस / एस) का एक रैखिक फिट था। प्रदर्शन किया। गैर-गॉसियन मॉडल के लिए, सभी b मानों (IVIM मॉडल को छोड़कर) में लेवेनबर्ग-मार-क्वार्ट नॉनलाइनियर कम से कम-वर्ग एल्गोरिथ्म (मैटलैब में 'lsq-वक्र-फिट फ़ंक्शन का उपयोग करके) का उपयोग करके फिटिंग का प्रदर्शन किया गया था। आईवीआईएम मॉडल के लिए, सबसे पहले, बी के खिलाफ इन (एस/एस) के एक रैखिक फिट की गणना डी के मूल्य को निर्धारित करने के लिए उच्च बी मानों (200-1000 एस/एमएम 2) पर की गई थी। इसके बाद, डी * और एफ एक साथ फिट थे (एक निश्चित डी के साथ)। डी की ऊपरी सीमाओं पर कोई बाधा नहीं थी, और एफ को 0 और 1 के बीच विवश किया गया था। स्ट्रेच्ड-एक्सपोनेंशियल मॉडल के लिए, डीडीसी की कोई ऊपरी सीमा की स्थिति नहीं थी, और 0 के बीच विवश था। और 1. कर्टोसिस के लिए, न तो Dk और न ही K ऊपरी सीमाओं से विवश था, और K की निचली सीमा 0 थी।

रुचि के क्षेत्र (आरओआई)

मैंगो सॉफ्टवेयर (रिसर्च इमेजिंग इंस्टीट्यूट, यूटीएचएससीएसए) का उपयोग करके आरओआई उत्पन्न किए गए थे। आरओआई पूरे ट्यूमर वॉल्यूम के आसपास बी {{0}} छवियों पर तैयार किए गए थे, इन्हें बाल चिकित्सा रेडियोलॉजी (एमवी 3) में विशेषज्ञता वाले रेडियोलॉजिस्ट द्वारा संपादित और सत्यापित किया गया था। वर्ष समर्पित बाल चिकित्सा रेडियोलॉजी)। पूरे गुर्दे की मात्रा और उच्च प्रवाह के क्षेत्रों के आसपास, जैसे कि गुर्दे की श्रोणि को घेरने वाले क्षेत्रों को बाहर रखा गया था, सामान्य गुर्दे के ऊतकों को भी b0 छवियों पर परिभाषित किया गया था, जो कि पूरे गुर्दे की मात्रा और उच्च प्रवाह के क्षेत्रों में contralateral गुर्दे (द्विपक्षीय रोग वाले लोगों को छोड़कर) का उपयोग करते हैं; एक उदाहरण अंजीर में देखा जा सकता है। 1. मॉडल तुलना के संबंध में सभी विश्लेषण इन आरओआई तक ही सीमित थे।

मॉडल तुलना विश्लेषण

एआईसी का उपयोग चार मॉडलों (मोनोएक्सपोनेंशियल, आईवीआईएम, स्ट्रेच्ड एक्सपोनेंशियल और कर्टोसिस) की तुलना करने के लिए किया गया था। ट्यूमर आरओआई और सामान्य किडनी आरओआई के भीतर प्रत्येक स्वर के लिए। एआईसी की गणना प्रति मॉडल की गई थी। माध्य AIC की गणना प्रति मॉडल संपूर्ण ROI मात्रा में की गई थी। प्रत्येक मॉडल के लिए औसत एआईसी मूल्यों की तुलना गैर-बराबर विचरण के लिए ग्रीनहाउस-गीस-सेर सुधार के साथ एकतरफा दोहराए गए उपायों एनोवा का उपयोग करके की गई थी, और बोनफेरोनी सुधार का उपयोग करके पोस्ट हॉक परीक्षण किए गए थे। एक महत्वपूर्ण अंतर को p . के रूप में परिभाषित किया गया था<0.05.anovas were="" calculated="" for="" the="" entire="" wilms'tumour="" and="" normal="" kidney="" populations,="" as="" well="" as="" within="" different="" subgroups="" (pre-chemotherapy,="" post-chemotherapy,="" and="" different="" b="" value="" acquisitions="" [7="" and="" 8="" b="" value="" ranges]).="" additionally,="" models="" were="" compared="" between="" wilms'tumour="" histological="" subtypes="" to="" determine="" whether="" a="" certain="" subtype="" favoured="" a="" particular="" model.="" the="" post-chemotherapy="" data="" were="" used="" for="" this="" comparison="" as="" it="" was="" the="" nearest="" time="" point="" to="">

परिणाम

अध्ययन आबादी

प्रसार मॉडल तुलना विश्लेषण के लिए कुल 110 विल्म्स'ट्यूमर शामिल किए गए थे; 49 प्री-कीमो-थेरेपी और 61 पोस्ट-कीमोथेरेपी ट्यूमर (38 प्री-कीमोथेरेपी ट्यूमर को 61 पोस्ट-कीमोथेरेपी कोहर्ट्स के हिस्से के रूप में शामिल किया गया था) से मिलकर बना है। मामलों के समावेशन और बहिष्करण का विवरण देने वाला एक प्रवाह चार्ट चित्र 2 में देखा जा सकता है। उनके प्री-कीमोथेरेपी स्कैन में रोगियों की औसत आयु 2.43 वर्ष (एसडी: 2.2) थी, और उनके पोस्ट-कीमोथेरेपी स्कैन की औसत आयु 3.0 वर्ष (एसडी: 2.8) थी।

The diffusion data were acquired using either 7 or 8 b values（0,50,100,250,500,750,1000 s/mm²or 0,50,100,150,200,250,500,1000 s/mm>)। यह इस अध्ययन की अवधि के दौरान प्रोटोकॉल बदलने के कारण था, इस अध्ययन से असंबंधित कारणों से। उनतालीस ट्यूमर में 7 बी वैल्यू प्रोटोकॉल (22 प्री-कीमोथेरेपी और 27 पोस्ट-कीमोथेरेपी) था, और 61 ट्यूमर में 8 बी वैल्यू प्रोटोकॉल (27 प्री-कीमोथेरेपी और 34 पोस्ट-कीमोथेरेपी) था।

61 पोस्ट-कीमोथेरेपी ट्यूमर में से, 56 में हिस्टोलॉजिकल रूप से पुष्टि उपप्रकार थे: 7 ब्लास्टेमल, 9पीथेलियल, 13 स्ट्रोमल, 8 प्रतिगामी, 18 मिश्रित और 1 पूरी तरह से परिगलित। उपप्रकारों को SIOP-2001 प्रोटोकॉल [3] के अनुसार परिभाषित किया गया था।

सामान्य किडनी डेटा के रूप में contralateral अप्रभावित किडनी का उपयोग किया गया था। द्विपक्षीय मामलों को बाहर करने की आवश्यकता के कारण, कुल 75 सामान्य किडनी डेटासेट शामिल किए गए;38कीमोथेरेपी प्राप्त करने वाले रोगियों से और 37 रोगियों से जिन्होंने नहीं किया था। 75 सामान्य किडनी डेटासेट में से 31 में 7 बी वैल्यू प्रोटोकॉल (15 प्री-कीमोथेरेपी और 16 पोस्ट-कीमोथेरेपी) था, और 44 में 8 बी वैल्यू प्रोटोकॉल (22 प्री- और 22 पोस्ट-कीमोथेरेपी) था।

विल्म्स के ट्यूमर के परिणाम

ग्रीनहाउस-गीसर सुधार के साथ एकतरफा एनोवा से पता चला कि एआईसी मान सभी स्थितियों में प्रसार मॉडल के बीच काफी भिन्न थे: संपूर्ण समूह: (एफ (1.08, 117.91) =157.08, पी =1 .68 ×10-24), प्री-कीमोथेरेपी:(F(1.05,50.53)=79.35,p=3.11×10-12), पोस्ट-कीमोथेर-एपी :( एफ(1.13,67.92)=85.92,पी=1.34×10-14),7बी मान:(एफ(1.21,58.16)=76.23,पी{ {39}}.10×10-13),और8बी मान:(F(1.04,62.49)=95.51,p=1.68×10-14)।

चित्रा 3 प्रत्येक स्थिति के बॉक्सप्लॉट को दिखाता है, जिसमें महत्वपूर्ण बार बोनफेरोनी सुधार का उपयोग करके पोस्ट हॉक परीक्षा परिणामों को उजागर करते हैं। सभी स्थितियों में मोनो-एक्सपोनेंशियल मॉडल के लिए एआईसी मान अन्य तीन मॉडलों की तुलना में काफी अधिक थे, यह दर्शाता है कि यह विल्म्स'ट्यूमर डेटा के लिए सबसे कम उपयुक्त मॉडल था। पूरे विल्म्स ट्यूमर और पोस्ट-कीमोथेरेपी कोहोर्ट्स के लिए, फैला हुआ घातांक प्रसार डेटा को फिट करने के लिए सबसे अच्छा मॉडल था, क्योंकि इसने सबसे कम एआईसी मान प्रदान किया था। चित्रा 4 एक उदाहरण दिखाता है कि मॉडल कीमोथेरेपी के बाद विल्म्स'ट्यूमर के एकल स्वर में प्रसार क्षय संकेत को कितनी अच्छी तरह फिट करते हैं।

प्री-कीमोथेरेपी कोहोर्ट के लिए और जब डेटा को 7 और 8 बी वैल्यू रेंज में विभाजित किया गया था, तो आईवीआईएम और स्ट्रेच्ड एक्सपोनेंशियल दोनों को सबसे उपयुक्त मॉडल माना जाता था, इन दो मॉडलों के लिए एआईसी मूल्यों के बीच कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं था।

Additionally, one-way ANOVAs were used to investigate whether the best fit model was related to Wilms'tumour histological subtypes, using the post-chemotherapy data as they were the closest timepoints to histology. Only one tumour was classified as necrotic and was therefore removed from this section of the analysis. Figure 5 shows the AIC values for each subtype based on different diffusion models. There were no significant differences between AIC values across the subtypes (blastemal [n=7], epithelial [n=9], mixed [n=18], stromal [n=13], regressive [n=8]), for any of the models (p>0.05).

गुर्दे के सामान्य परिणाम

ग्रीनहाउस-गीसर सुधार के साथ एक-तरफ़ा एनोवा ने यह भी खुलासा किया कि एआईसी मान प्रसार मॉडल के बीच महत्वपूर्ण रूप से भिन्न थे, सभी स्थितियों में नॉर-मल किडनी डेटा के लिए: संपूर्ण कॉहोर्ट: (एफ (1.51,85.2) =276। 07, p=2.57×10-30), प्री-कीमोथेरेपी:(F(1.43, 41.13)=119.38,p=1.16×{{22} }), कीमोथेरेपी के बाद: (F(1.16,42.81)=157.33,p=1.10×10-15,7 b मान:(F(1.14,34.10){{ 38}}.49,p=1.06×10-1),और 8b मान:(F(1.14,49.10)=193.30,p=1.19× 10-19.

चित्रा 6 बोनफेरोनी सुधार का उपयोग करते हुए पोस्ट हॉक परीक्षा परिणामों को उजागर करने वाले महत्व सलाखों के साथ प्रत्येक स्थिति के बॉक्सप्लॉट दिखाता है। सामान्य किडनी डेटा ने विल्म्स'ट्यूमर डेटा के समान परिणाम प्रदान किए: सभी स्थितियों में मोनो-एक्सपोनेंशियल मॉडल के लिए एआईसी मान अन्य तीन मॉडलों की तुलना में काफी अधिक थे, यह दर्शाता है कि यह सामान्य किडनी डेटा के लिए सबसे कम उपयुक्त मॉडल था। विल्म्स'ट्यूमर डेटा के विपरीत, सभी स्थितियों के लिए, सामान्य किडनी डेटा ने दिखाया कि आईवीआईएम ने सबसे कम एआईसी मान प्रदान किया, यह दर्शाता है कि यह इस प्रसार डेटा के लिए सबसे उपयुक्त मॉडल था। चित्र 7 एक उदाहरण दिखाता है कि मॉडल कीमोथेरेपी के बाद विल्म्स'ट्यूमर रोगी के contralateral सामान्य किडनी डेटा में प्रसार क्षय संकेत को कितनी अच्छी तरह फिट करते हैं।

बहस

इस अध्ययन ने के चार मॉडलों की तुलना कीप्रसार(मोनोएक्सपोनेंशियल, आईवीआईएम, स्ट्रेच्ड एक्सपोनेंशियल और कर्टोसिस) इस पर आधारित है कि वे एआईसी के अनुसार डीडब्ल्यूआई सिग्नल क्षय को कितनी अच्छी तरह फिट करते हैं। ये तुलना विल्म्स'ट्यूमर में, पूर्व और पोस्ट-कीमोथेरेपी दोनों में, और सामान्य वृक्क ऊतक के एक उपाय के रूप में, विपरीत अप्रभावित गुर्दे पर की गई थी। प्रसार डेटा 7 और 8 b दोनों मान श्रेणियों से आया है। विल्म्स'ट्यूमर डेटा के लिए, यह दिखाया गया था कि फैला हुआ-घातीय मॉडल समग्र रूप से सबसे अच्छा फिट प्रदान करता है। इस परिणाम को बनाए रखा गया था जब विश्लेषण पोस्ट-कीमोथेरेपी समूह तक ही सीमित था। हालाँकि, जब विश्लेषण पूर्व-कीमोथेरेपी डेटा पर केंद्रित था और जब बी मूल्य अधिग्रहण द्वारा अलग किया गया था, तो आईवीआईएम और स्ट्रेच्ड एक्सपोनेंशियल के बीच कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं थे, दोनों मॉडल सबसे कम एआईसी मान प्रदान करते थे। इसके अतिरिक्त, कोई विशेष मॉडल वरीयताएँ नहीं थीं जब ट्यूमर को ऊतकीय उपप्रकार द्वारा समूहीकृत किया गया था। सामान्य किडनी डेटा के लिए, आईवीआईएम ने सभी विश्लेषणों में सर्वश्रेष्ठ फिट प्रदान किया। एआईसी के अनुसार मोनो-एक्सपोनेंशियल मॉडल को सबसे कम उपयुक्त मॉडल के रूप में दिखाया गया था; दोनों के लिए अन्य मॉडलों की तुलना में लगातार उच्च एआईसी मूल्य प्रदान करनाविल्म्स'ट्यूमरऔर सामान्य किडनी डेटासेट।

इस जांच से मुख्य खोज यह थी कि गैर-गॉसियन मॉडल ने विल्म्स'ट्यूमर और सामान्य वृक्क ऊतक दोनों में मोनोएक्सपोनेंशियल की तुलना में प्रसार डेटा का बेहतर विवरण प्रदान किया। एक मोनो-एक्सपोनेंशियल क्षय से विचलन को पहले उजागर किया गया है और पता लगाया गया है: यह दिखाया गया है कि कम मूल्यों पर संकेत में तेजी से गिरावट आई थी, जिसके बाद यकृत में उच्च बी मूल्यों पर अधिक क्रमिक गिरावट आई थी [19]। यह प्रारंभिक गिरावट संवहनी छिड़काव के कारण होने का सुझाव दिया गया था, क्योंकि निम्न बी मानों को छिड़काव [9] से संकेत क्षीणन के प्रति संवेदनशील माना जाता है, जिससे आईवीआईएम मॉडल इन आंकड़ों के अनुकूल हो जाता है। स्वस्थ वृक्क ऊतक [20,21] में यह मामला दिखाया गया है, जहां मोनोएक्सपोनेंशियल के विपरीत सिग्नल को द्वि-घातीय दिखाया गया था; क्योंकि गुर्दा एक अच्छी तरह से सुगंधित अंग है। वर्तमान अध्ययन इन निष्कर्षों का समर्थन करता है क्योंकि आईवीआईएम सामान्य वृक्क ऊतक में अन्य मॉडलों का पक्षधर था। इस खोज को कीमोथेरेपी के बाद के सामान्य किडनी डेटासेट में बनाए रखा गया था, यह सुझाव देते हुए कि उपचार ने गुर्दे के सामान्य ऊतक को इस तरह से प्रभावित नहीं किया, जिसका पता DWI डेटा द्वारा लगाया जा सकता है।

विस्तारित-घातीय मॉडल ने डीडब्ल्यूआई विल्म्स'ट्यूमर डेटा के लिए एक अच्छा फिट प्रदान किया। रेक्टल कैंसर और स्वस्थ रेक्टल टिश्यू [12], प्रोस्टेट कैंसर बोन मेटास्टेसिस [13] और ओवेरियन कैंसर [14] में पहले उल्लेख किए गए अध्ययनों ने इस मॉडल को आईवीआईएम और मोनोएक्सपोनेंशियल की तुलना में डीडब्ल्यूआई डेटा के लिए सबसे अच्छा फिट प्रदान करने के लिए दिखाया। विस्तारित-घातीय मॉडल दो पैरामीटर प्रदान करता है, और डीडीसी; जबकि इसका सटीक शारीरिक आधार अज्ञात है, यह ऊतक विविधता का प्रतिनिधित्व करने के लिए माना जाता है, कम मूल्य के साथ एक अधिक विषम वातावरण का सुझाव देता है [10]। जैसा कि विल्म्स'ट्यूमर ऊतक बहुत विषम है, यह आश्चर्यजनक है कि फैला हुआ-घातीय मॉडल इन आंकड़ों का अच्छी तरह से वर्णन करता है।

स्ट्रेच्ड-एक्सपोनेंशियल मॉडल के अलावा, आईवीआईएम ने प्री-कीमोथेरेपी विल्म्स'ट्यूमर के लिए समान रूप से अच्छा फिट दिखाया, जबकि उपचार के बाद ऐसा नहीं था। उपचार के बाद, परिगलित ऊतक में वृद्धि और इस प्रकार छिड़काव में कमी होने की संभावना है, इसलिए आईवीआईएम (एक मॉडल जो छिड़काव प्रभाव पर केंद्रित है) कम उपयुक्त हो सकता है।

एक निश्चित मॉडल के पक्ष में कोई विशेष हिस्टोलॉजिकल उपप्रकार नहीं दिखाई दिया, हालांकि, प्रत्येक समूह में संख्याएं छोटी थीं। इसके अलावा, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि हिस्टोलॉजिकल उपप्रकारों को केवल एक उपखंड का विश्लेषण करने के बाद परिभाषित किया जाता है

पूरे ट्यूमर की मात्रा। विल्म्स'ट्यूमर बहुत विषम हैं और एक ही ट्यूमर में, अलग-अलग सेलुलर वातावरण के क्षेत्र होंगे। इन विशिष्ट क्षेत्रों के भीतर स्वरों ने परिवर्तनशील प्रसार मॉडल वरीयताएँ दिखाई हो सकती हैं। हालांकि, उन्नत ऊतक विज्ञान की कमी के कारण, यह विश्लेषण संभव नहीं था।

गैर-गॉसियन मॉडल का उपयोग न केवल डेटा को बेहतर फिट प्रदान कर सकता है बल्कि अतिरिक्त नैदानिक ​​​​जानकारी भी प्रदान कर सकता है। उदाहरण के लिए, यह दिखाया गया है कि कर्टोसिस से डी, अग्नाशय के कैंसर [22] में गैर-ट्यूमर से ट्यूमर को अलग करने में एडीसी की तुलना में उच्च नैदानिक ​​​​सटीकता प्रदान कर सकता है। इसके अतिरिक्त, (विस्तारित घातांक) में एडीसी [23] की तुलना में न्यूनतम वसा वाले एंजियोमायोलिपोमा और रीनल सेल कार्सिनोमा के बीच भेदभाव करते समय संवेदनशीलता और विशिष्टता का उच्च स्तर था। इसके अलावा, डी और एफ (आईवीआईएम) दोनों ने गुर्दे के कार्य को उजागर करने में वादा दिखाया है, दोनों पैरामीटर क्रोनिक किडनी रोग [24] वाले लोगों में अनुमानित ग्लोमेरुलर निस्पंदन दर से संबंधित हैं। इसलिए, गैर-गॉसियन मॉडल में वृक्क ऊतक माइक्रोस्ट्रक्चर के बारे में और जानकारी प्रदान करने की क्षमता हो सकती है।

जबकि मोनो-एक्सपोनेंशियल मॉडल ने डीडब्ल्यूआई डेटा के लिए सबसे अच्छा फिट प्रदान नहीं किया, इसका मतलब यह नहीं है कि इसे चिकित्सकीय रूप से उपयोग नहीं किया जाना चाहिए। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, एडीसी को विल्म्स'ट्यूमर [4-8] में चिकित्सकीय रूप से उपयोगी दिखाया गया है। इसके अतिरिक्त, एडीसी को कई बी मानों की आवश्यकता नहीं होती है, जो एक लाभ है क्योंकि कई केंद्र मानक के रूप में कई बी मानों के साथ डीडब्ल्यूआई प्राप्त नहीं कर सकते हैं। इसलिए, वर्तमान अध्ययन एक मोनो-घातीय संकेत क्षय से विचलन दिखाने के बावजूद, यह जानना महत्वपूर्ण है कि मॉडल डीडब्ल्यूआई डेटा का सबसे अच्छा विवरणक नहीं हो सकता है, फिर भी यह चिकित्सकीय रूप से उपयोगी है।

मॉडल का चयन करने की विधि जो सर्वोत्तम फिट प्रदान करती है, इस अध्ययन की एक संभावित कमजोरी है। एआईसी मॉडल की जटिलता और फिट की अच्छाई को ध्यान में रखता है और इसलिए मॉडल तुलना और चयन के लिए एक उपयुक्त विकल्प प्रतीत होता है। यह विचार करना महत्वपूर्ण है कि क्या एक मॉडल स्पष्ट रूप से पूरे ऊतक के लिए सबसे अच्छा है या यदि मॉडल के बीच केवल एक छोटा सा अंतर है। यह पहले मानिकिस एट अल द्वारा हाइलाइट किया गया था। [25] मलाशय के कैंसर में, जहां आईवीआईएम के लिए समग्र मोनो एक्सपोनेंशियल को प्राथमिकता दी गई थी, लेकिन पूरे ऊतक में उच्च विषमता थी। यह वर्तमान अध्ययन में विल्म्स'ट्यूमर में भी प्रदर्शित किया गया था, जिसमें आईवीआईएम और स्ट्रेच्ड-एक्सपोनेंशियल दोनों मॉडल डेटा के लिए अच्छे फिट का प्रदर्शन करते हैं। इसे ध्यान में रखते हुए, किसी को यह दावा करने से पहले सावधान रहना चाहिए कि कोई विशेष मॉडल डेटा के लिए सबसे उपयुक्त है, क्योंकि ऐसा हो सकता है कि फिटिंग गुणवत्ता में कई मॉडल लगभग बराबर हों।

इसके अलावा, 1000 s/mm² का अधिकतम b मान कर्टोसिस मॉडल के लिए एक सीमा हो सकता है क्योंकि यह उच्च b मान [26] पर अधिक संवेदनशील हो जाता है। इसलिए, अधिक अनुकूलित b मान श्रेणी के साथ, इस मॉडल ने वर्तमान डेटा की तुलना में बेहतर प्रदर्शन किया हो सकता है। हालांकि, गुर्दे में कर्टोसिस की व्यवहार्यता के संबंध में एक अध्ययन में अधिकतम b=1000 s/mm' का भी उपयोग किया गया था [27]। इसके अतिरिक्त, वर्तमान अध्ययन नियमित रूप से प्राप्त नैदानिक ​​​​डेटा के लिए फिटिंग पर ध्यान केंद्रित करना चाहता था जिसमें अत्यधिक उच्च बी मान नहीं होते हैं। पिछले काम में भी इस भावना का सुझाव दिया गया है, जिसमें मोनो-एक्सपोनेंशियल मॉडल की तुलना लीवर में कर्टोसिस से की जाती है, जिसमें अधिकतम b =1000 s / mm² 28】 का उपयोग किया जाता है।

कुल मिलाकर इस अध्ययन ने प्रदर्शित किया कि मोनो-एक्सपोनेंशियल मॉडल DWwI डेटा के साथ-साथ IVIM, विल्म्स'ट्यूमर ऊतक या सामान्य वृक्क ऊतक में फैला हुआ घातीय या कुर्टोसिस में फिट नहीं होता है। इसके अतिरिक्त, के लिए कोई मॉडल वरीयता नहीं थी

विशिष्ट सेलुलर उपप्रकार। आईवीआईएम ने सामान्य वृक्क ऊतक के लिए सबसे अच्छा फिट प्रदान किया, और विल्म्स'ट्यूमर में आईवीआईएम और स्ट्रेच्ड-एक्सपोनेंशियल मॉडल दोनों ने डेटा का सबसे अच्छा वर्णनकर्ता प्रदान किया। एडीसी का अक्सर नैदानिक ​​अनुसंधान में उपयोग किया जाता है और इसलिए धारणा यह है कि सिग्नल क्षय मोनोएक्सपोनेंशियल है। हालांकि, इन परिणामों से पता चलता है कि विल्म्स'ट्यूमर और सामान्य वृक्क ऊतक में, DWI संकेत एक मोनो-घातीय क्षय प्रदर्शित नहीं करता है। इसलिए, अन्य मॉडलों का उपयोग अंतर्निहित ऊतक पर्यावरण के अधिक सटीक प्रतिनिधित्व प्रदान कर सकता है, और व्युत्पन्न पैरामीटर चिकित्सकीय रूप से उपयोगी जानकारी प्रदान कर सकते हैं।

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