Aprovação ética
Este estudo foi conduzido de acordo com a Declaração de Helsinque e aprovado pelo Comitê de Ética do Hospital Renji da Universidade Jiao Tong de Xangai. Todos os participantes assinaram o termo de consentimento informado.
Seleção de pacientes
Este estudo retrospectivo foi aprovado pelo conselho de revisão institucional local (IRB), e o consentimento informado por escrito do paciente foi necessário neste estudo retrospectivo. Para inscrever pacientes com suspeita de lesões colônicas na TC multifásica com contraste, primeiro realizamos uma pesquisa computadorizada da biblioteca de história médica do paciente de janeiro de 2014 a outubro de 2018. Registramos sequencialmente 96, 82 e 163 pacientes com DC, UC e CRC confirmados histologicamente , respectivamente. O resultado histológico nesses casos foi obtido por biópsia endoscópica ou ressecção cirúrgica. Em segundo lugar, excluímos 24 de 96 pacientes com DC, 23 de 82 pacientes com UC e 51 de 163 pacientes com CRC deste estudo por causa de radioterapia ou quimioterapia pré-operatória (n = 32), insuficiência cardíaca (n = 17), doença reumática (n = 26 ), falta de CT (n = 15), apenas CT sem contraste (n = 3) ou apenas CT realçado de fase única (n = 5). Finalmente, excluímos mais 14 pacientes com DC sem envolvimento do cólon e 9 pacientes com artefatos de movimento nas imagens de TC. Os critérios de inclusão foram os seguintes: (1) todos os pacientes com DC, UC ou CRC histologicamente confirmados; e (2) todos os pacientes com dados completos de CT (PCP, AP e PVP) e informações clínicas. Os critérios de exclusão foram os seguintes: (1) pacientes sem tomografia computadorizada aprimorada ou com qualidade de imagem tomográfica que não atendia aos requisitos; e (2) pacientes que receberam tratamento pré-operatório ou sofreram de outras doenças que podem interferir na análise das imagens. Imagens multifásicas de TC foram analisadas separadamente por dois radiologistas experientes (J. Z., Q. F.) com 24 e 15 anos de experiência em diagnóstico por imagem gastrointestinal. Esta revisão resultou em 58 pacientes com DC com envolvimento do cólon, 55 pacientes com UC e 107 pacientes com CRC. Assim, havia 113 pacientes com DII e 107 com CRC no total. Como grupo de controle, também incluímos 96 pacientes com sintomas do sistema digestivo que foram encaminhados para tomografias computadorizadas multifásicas abdominais, mas sem resultados anormais. Um diagrama de fluxo de trabalho deste estudo com relação à seleção de pacientes é mostrado na Fig. 4. As informações clínicas desses pacientes estão listadas na Tabela 6.
Diagrama de fluxo de trabalho da triagem de pacientes.
Protocolo de TC
A TC abdominal multifásica com contraste foi realizada em dois tomógrafos: (1) a Scanner de TC com multidetectores de 64 canais (Discovery CT750 HD ou Lightspeed VCT, GE Healthcare, Milwaukee, EUA) e (2) um scanner de TC com multidetectores de 128 canais (definição SOMATOM AS +, Siemens Healthcare, Erlangen, Alemanha). De acordo com as instruções da TC de abdome em nosso serviço, todos os pacientes receberam dieta líquida e preparação catártica 24 horas antes do exame de TC. Com a tolerância do paciente, 1 a 1,5 L de água morna (30 ° C ~ 40 ° C) foi injetado suavemente através do ânus, seguido por três tomografias computadorizadas consecutivas (com todas as 3 fases incluídas) com o paciente em posição supina. A TC PCP foi realizada cobrindo todo o abdômen, desde a cúpula diafragmática até a sínfise púbica. Após a varredura PCP CT, as varreduras AP e PVP CT foram realizadas sequencialmente com a mesma cobertura. Essas duas tomografias computadorizadas com contraste foram implementadas a 35 se 60 s, respectivamente, após 75-150 ml (1,5 ml / kg) de agente de contraste iodado não iônico (370 Iopamidol, Shanghai Bracco Sine Pharmaceutical China) ser injetado automaticamente através da antecubital veia a uma velocidade de 3,5 ml / s. Os parâmetros de varredura para PCP CT foram os seguintes: 120 kV, 200–350 mA; campo de visão, 40–50 cm; espessura do corte, 1,2 mm ou 1,25 mm; intervalo, 1,2 mm ou 1,25 mm; matriz, 512 × 512; tempo de rotação do tubo, 0,6 s-0,8 s; pitch, 1–1,375: 1; e kernel de reconstrução, algoritmo padrão. Após a reconstrução, as imagens foram exibidas com uma espessura de secção transversal de 1,0 mm e uma resolução no plano de 0,60 × 0,60 mm. As imagens de TC resultantes foram revisadas por meio de nosso servidor de sistema de comunicação e arquivamento de imagens institucionais.
Seleção de imagens
Para selecionar imagens típicas para TA de cada tomografia computadorizada, as imagens tomográficas trifásicas do cólon de cada paciente foram visualizadas sequencialmente desde o reto até a junção ileocecal após o curso do cólon. Quando lesões CRC ou espessamento colônico anormal foram localizados, três imagens axiais representativas de cada tomografia computadorizada foram definidas. As imagens representativas nas três tomografias (PCP, AP e PVP) foram definidas na mesma seção transversal. Para o CCR, a primeira imagem axial foi adquirida no meio do tumor, evitando qualquer necrose ou vasos sanguíneos. A segunda e a terceira imagens foram obtidas na linha média entre a borda média e superior e entre a borda média e inferior do tumor, respectivamente. Para pacientes com DII (UC e CD) e participantes normais, três imagens axiais do cólon foram selecionadas no cólon ascendente, transverso e descendente (incluindo o cólon sigmóide) com base nos seguintes critérios: (a) a espessura da parede espessa do cólon ou as lesões eram maiores que 5 mm; (b) espessamento colônico assimétrico ou localizado foi preferido; e (c) a parede espessada do cólon continha lesões em pacientes com DII. As imagens de TC foram revisadas e as imagens representativas foram selecionadas pelos dois radiologistas gastrointestinais anteriores (J.Z., Q.F.) juntos, e quaisquer discordâncias foram resolvidas por consenso. Cada uma das três imagens axiais do cólon selecionadas foi anonimizada e exportada do sistema de comunicação e arquivamento de imagens.
TA e classificação baseada na TA
As imagens de TC axial axial únicas selecionadas (formato DICOM ) foram transformados em imagens de formato bitmap e segmentadas as lesões pelo software MaZda 4.6 (http://www.eletel.p.lodz.pl/programy/mazda/). Cada imagem foi contornada manualmente e medida por dois residentes radiológicos independentes (leitores A e B, que tinham 3 anos e 5 anos de experiência em diagnóstico, respectivamente) para definir a margem externa da parede espessa do cólon ou lesão e foi salva como uma ROI para TA adicional (Fig. 5 CRC em AP (a), IBD em AP (b) e NTC em AP (c)). Os dois residentes de radiologia não tinham conhecimento dos resultados patológicos desses pacientes. O contorno foi desenhado ligeiramente dentro da parede espessa do cólon (para pacientes com DII e participantes normais) ou nas bordas do tumor para eliminar os efeitos de volume da gordura pericolônica adjacente ou gás. Levando em consideração que os limites do cólon podem ser difíceis de identificar em uma tomografia computadorizada não aprimorada em alguns pacientes ou participantes, as imagens aprimoradas correspondentes podem ser usadas para definir o contorno. Cada leitor registrou os pixels contidos em cada ROI contornada e a espessura máxima da parede espessa do cólon ou tumor (leitura A1 e B). O leitor A contornou a ROI novamente 4 semanas depois para investigar a consistência interna do observador (leitura A2). Os contornos obtidos nas leituras A1, A2 e B foram analisados quanto à textura por um revisor independente.
Delineamento da região de interesse (ROI) na fase arterial. (a) Para carcinoma de cólon, (b) para colite ulcerosa, (c) para parede normal de cólon espessada.
Antes do TA, a escala de cinza de cada ROI contornada foi normalizada com uma limitação dinâmica de µ ± 3δ (µ, média; δ, desvio padrão) para minimizar os efeitos da variação de contraste e brilho, que de outra forma poderiam borrar o real texture32. Após a normalização, os recursos de textura foram calculados usando técnicas de processamento de imagem, incluindo o histograma de cinza, o comprimento de execução e a matriz de coocorrência, o gradiente absoluto, o modelo autoregressivo e a transformada wavelet (ver Tabela Suplementar C). Para determinar quais características de textura foram mais úteis para distinguir CRC, lesões inflamatórias de IBD e NTC do controle, as características de textura calculadas anteriormente foram extraídas pelo coeficiente de Fisher, POE + ACC e coeficiente MI31. O programa B11 (http://www.eletel.p.lodz.pl/programy/cost/projekt_cost.html), que estuda dados para diminuir a dimensão do vetor e aumentar o valor discriminatório, foi usado para a avaliação estatística das características. Usamos três abordagens diferentes no programa B11: (i) PCA; (ii) LDA; (iii) NDA. As características extraídas do PCA, LDA foram posteriormente classificadas pelo classificador k-NN e as características extraídas do NDA foram classificadas pelo classificador ANN, respectivamente. A classificação incorreta do vetor de dados por k-NN e ANN para a diferenciação de CRC, lesões IBD e NTC foi estudada separadamente para imagens PCP, AP e PVP.
Para testar a consistência intra- (leitor A1 e A2) e interobservador (leitor A1 e B) na seleção de recursos de textura, os recursos de textura selecionados usando os seguintes métodos para cada leitor e a reprodutibilidade de essas características foram analisadas: média e variância do histograma de nível de cinza, segundo momento angular, entropia, entropia total, diferença na variância, diferença na entropia da matriz de coocorrência e diferença no comprimento da execução e escala de cinza da extensão da execução matriz. As definições das características de textura estão resumidas na Tabela Suplementar D.
Classificação visual
Todas as imagens de TC de cada paciente foram revisadas por dois radiologistas gastrointestinais (leitores C e D) com 12 e 10 anos de experiência e dois jovens residentes (leitores E e F) com 3 e 4 anos de experiência, respectivamente. Os leitores não tinham conhecimento das informações do paciente, incluindo os resultados patológicos e de AT. Na análise visual, os leitores definem a janela e o nível ideais de acordo com o feedback visual para garantir visibilidade suficiente da lesão. Uma fase de varredura foi revisada a cada vez. Duas semanas depois, a próxima fase de varredura foi revisada para evitar efeitos de memória. Os leitores fizeram independentemente o diagnóstico de CRC, IBD ou NTC principalmente com base no padrão de espessamento da parede do cólon e características de realce de contraste da lesão. O MCR de visualização para cada radiologista gastrointestinal foi calculado de acordo com a seguinte equação:
Análise estatística
O número de pixels na ROI e a espessura da parede do cólon são expressos como a média ± DP. Nossa análise foi limitada às médias em nível de paciente para cada característica e para cada conjunto de contornos (A1, A2 e B). As diferenças de medição entre as leituras (A1, A2 e B) nas mesmas imagens foram analisadas por análise de variância (ANOVA). A concordância intra-observador (A1, A2) e interobservador (A1, B) entre os pixels da ROI e as sessões de medição de espessura foram avaliadas com o ICC. Um ICC de 0–20, 20–40, 40–60, 60–80 e 80–100 indicou concordância pobre, razoável, moderada, substancial e concordância muito boa, respectivamente. A repetibilidade das características texturais dentro (A1 vs A2) e entre (A1 vs B) leitores foi avaliada com o coeficiente de concordância (Rc) e foram exibidas graficamente usando o método Bland-Altman. Um Rc de < 0,90, 0,90–95, 0,95–0,99 e > 0,99 indicou concordância pobre, moderada, substancial e quase perfeita, respectivamente . Os testes U de Mann-Whitney foram realizados para comparar o MCR para a diferenciação de CRC, IBD e NTC em cada fase de varredura CT entre o CTTA e a análise visual. A análise estatística foi realizada no software SPSS (versão 22.0), e valores de p menores que 0,05 foram considerados como indicativos de diferenças significativas. A capacidade de classificação das características de textura calculadas foi avaliada pela análise da curva ROC usando o software MedCalc (visão 19.1.7, MedCalc Software, Ltd., Ostend, Bélgica).
Aprovação ética
Todos os procedimentos realizados em estudos envolvendo participantes humanos estavam de acordo com os padrões éticos do comitê de pesquisa institucional e / ou nacional e com a declaração de Helsinque de 1964 e suas emendas posteriores ou padrões éticos comparáveis.
Consentimento informado
O consentimento informado foi obtido de todos os participantes individuais incluídos no estudo.