Новый структурный радиомический дескриптор величины и направления на основе моделирования для оценки ответа на неоадъювантную терапию при раке прямой кишки с помощью МРТ

С развитием неоадъювантных методов лечения рака прямой кишки точная оценка регрессии опухоли и ответа на лечение приобретает все большее значение для персонализированного наблюдения, включая ведение без операции. В условиях отсутствия надежных методов оценки открывается возможность разработки компьютерных маркеров на основе изображений для выявления ранних ответивших пациентов. Мы представляем новый радиомический признак — дескриптор структурного моделирования величины и направления (STructural mOdeling magnituDE and Orientation, StODeO) — для количественной оценки суррогатных признаков уменьшения опухоли на изображениях в стенке прямой кишки и вокруг нее по данным стандартной МРТ. Дескрипторы StODeO оценивают как величину (насколько сильно), так и направление (кнутри/кнаружи) структурных смещений в пораженной стенке прямой кишки по отношению к новому, впервые созданному эталонному атласу здоровой прямой кишки на основе изображений. В сочетании с традиционными радиомическими признаками текстуры StODeO показал более высокую эффективность в различении групп патоморфологического ответа у пациентов с раком прямой кишки после химиолучевой терапии (AUC при отложенной валидации 0,77), а также в разделении композитных групп ответа в клиническом исследовании ингибиторов контрольных точек иммунного ответа (точность внешней валидации 0,71; NCT02688712). Интегрированный признак StODeO-текстура продемонстрировал устойчивость к источникам разметки и вариациям визуализации, интуитивное моделирование структурных изменений, связанных с терапией, и статистические связи с биологией опухоли и иммунного микроокружения, включая макрофаги и CD8+ T-клетки по данным мультиплексного анализа биоптатов. StODeO предлагает новый суррогатный показатель смещений тканей, основанный на изображениях, для оценки эффектов лечения и остаточной болезни после неоадъювантной терапии при раке прямой кишки.