Purpose: The purpose of this study was to compare the value of multi-lesion vs. single-lesion assessment for the prediction of overall survival (OS) in patients with hepatocellular carcinoma (HCC) before transarterial chemoembolization (TACE) using traditional diameter based and new 3D quantitative tumor burden analysis. Methods and Materials: A total of 300 patients with HCC treated using TACE at the Johns Hopkins university hospital were identified from a prospectively collected database. Patients were excluded due to portal vein invasion (n=142), missing or insufficient MRI (n=28) or infiltrative HCC (n=8). 122 patients were included into the final data analysis. Arterial-phase, contrast-enhanced MRI acquired before TACE was used to measure overall and enhancing diameters in all HCC lesions measured by two independent board certified radiologists. A 3D segmentation analysis was performed to assess total liver volumes and to quantify the enhancing tumor volume (ETV [cm3]) for each lesion. Enhancing tumor burden (ETB [%]) was defined as the ratio between ETV [cm3] and liver volume. Patients were stratified into high and low tumor burden groups following the staggered Barcelona Clinic Liver Cancer and Milan criteria. For this purpose all one- dimensional thresholds were extrapolated using the formula: Volume = 4/3πr3. OS prediction was estimated using Kaplan-Meier analysis as well as uni- and multivariate cox proportional hazard ratios (HR). Concordances of each assessment method measuring all and each lesions were calculated. The method with the highest correlation was further evaluated in order to identify the ideal number of lesions needed for an accurate prediction of OS. Results: All radiological assessment methods achieved good separation of the Kaplan-Meier survival curves (p<0.05). Multivariate analysis showed a HR of 5.2 (95% confidence interval (CI), 3.1-8.8, p<0.001) for ETV [cm3] and HR 6.6 (95% CI, 3.7-11.5, p<0.001) for ETB [%] vs. HR 2.6 (95% CI, 1.2-5.6, p=0.012) for overall diameter and HR 3.0 (95% CI, 1.5-6.3, p=0.003) for enhancing diameter. Concordances were highest for ETB [%], with no added predictive power for multi-lesion assessment. Conclusion: 3D-quantitative assessment is a stronger predictor of survival as compared to diameter-based measurements in patients with HCC treated with TACE. Assessing multiple lesions provides no substantial improvement in predicting OS than evaluating the dominant lesion alone.
Einleitung: Ziel der Studie ist die Evaluation MRT-basierter 3D- Analyseverfahren bei Patienten mit hepatozellulärem Karzinom (HCC) zur präzisen Bestimmung der Tumorlast. Der Fokus liegt dabei auf der Beantwortung der Fragen, ob dreidimensionale Analyseverfahren einen Vorteil gegenüber etablierten ein- und zweidimensionalen Verfahren bieten und wenn ja wie viele Tumorläsionen bei multifokalem HCC evaluiert werden müssen, damit eine valide Aussage zum Überleben der Patienten getroffen werden kann. Methodik: Insgesamt wurden 300 HCC-Patienten aus einer prospektiv geführten Datenbank des Johns Hopkins University Hospital ermittelt. 122 Patienten wurden in die finale Datenanalyse einbezogen. Ausschlusskriterien waren: 1. Portalveneninvasion (n=142), 2. Fehlende oder unzureichende MRT Bildgebung (n=28) und 3. Invasiv wachsendes HCC (n=8). Bei allen Patienten wurde die Erstdiagnose HCC gestellt und im Verlauf eine Transarterielle Chemoembolisation (TACE) durchgeführt. Auf Basis der MRT-Bildgebung bei Diagnose-stellung wurde eine 3D-gestützte quantitative Analyse durchgeführt. Dabei wurden jeweils Enhancing Tumour Volume (ETV [cm3]) sowie Enhancing Tumour Burden (ETB [%], das Verhältnis zwischen ETV [cm3] und Lebervolumen) berechnet. Außerdem wurden Tumor- durchmesser sowie Durchmesser der stärksten Kontrastmittelaufnahme von zwei Radiologen unabhängig voneinander gemessen. Patienten wurden anschließend auf der Basis der Barcelona Clinic Liver Cancer-Klassifikation und der Milan Kriterien in zwei Gruppen eingeteilt. Die ursprünglich eindimensionalen Schwellenwerte wurden hierfür mit Hilfe der Formel: Volumen = 4/3πr3 extrapoliert. Die statistische Datenanalyse beinhaltete die Erstellung von Kaplan-Meier Überlebenskurven und die Berechnung der uni- und multivariaten Cox Proportional Hazard Ratios (HR). Außerdem wurden Konkordanzanalysen durchgeführt. Ergebnisse: Alle radiologischen Evaluationsmethoden erreichten eine gute Separation der Kaplan-Meier Kurven (p<0,05). Die multivariate Analyse ergab ein Hazard Ratio (HR) von 5,2 (95% Konfidenzintervall (KI) 3,1-8,8; p<0,001) für ETV [cm3] und ein HR von 6,6 (95% KI 3,7-11,5; p<0,001) für ETB [%]. Dem gegenüber stehen ein HR von 2,6 (95 % KI 1,2-5,6; p=0,012) für Tumordurchmesser und ein HR von 3,0 (95 % KI 1,5-6,3; p=0,003) für Durch- messer der stärksten Kontrastmittelaufnahme. Das Konkordanzniveau war für ETB [%] am höchsten. Des Weiteren konnte für eine multifokale Berechnung kein signifikanter Nutzen im Hinblick auf eine Überlebensprognose festgestellt werden. Schlussfolgerung: Quantitative 3D-Evaluationsmethoden stellen im Vergleich zu etablierten ein- und zweidimensionalen Methoden einen stärkeren und präziseren Prädiktor für das Überleben von Patienten mit HCC dar. Die Evaluation mehrerer Tumorläsionen birgt gegenüber der Evaluation der dominanten Tumorläsion keinen wesentlichen Vorteil.
