Published February 27, 2023 | Version v1
Publication Open

Utility of mono-exponential, bi-exponential, and stretched exponential signal models of intravoxel incoherent motion (IVIM) to predict prognosis and survival risk in laryngeal and hypopharyngeal squamous cell carcinoma (LHSCC) patients after chemoradiotherapy

Creators

  • 1. Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College
  • 2. Peking University Third Hospital
  • 3. Peking University

Description

To investigate the predictive power of mono-exponential, bi-exponential, and stretched exponential signal models of intravoxel incoherent motion (IVIM) in prognosis and survival risk of laryngeal and hypopharyngeal squamous cell carcinoma (LHSCC) patients after chemoradiotherapy.Forty-five patients with laryngeal or hypopharyngeal squamous cell carcinoma were retrospectively enrolled. All patients had undergone pretreatment IVIM examination, subsequently, mean apparent diffusion coefficient (ADCmean), maximum ADC (ADCmax), minimum ADC (ADCmin) and ADCrange (ADCmax - ADCmean) by mono-exponential model, true diffusion coefficient (D), pseudo diffusion coefficient (D*), perfusion fraction (f) by bi-exponential model, distributed diffusion coefficient (DDC), and diffusion heterogeneity index (α) by stretched exponential model were measured. Survival data were collected for 5 years.Thirty-one cases were in the treatment failure group and fourteen cases were in the local control group. Significantly lower ADCmean, ADCmax, ADCmin, D, f, and higher D* values were observed in the treatment failure group than in the local control group (p < 0.05). D* had the greatest AUC of 0.802, with sensitivity and specificity of 77.4 and 85.7% when D* was 38.85 × 10-3 mm2/s. Kaplan-Meier survival analysis showed that the curves of N stage, ADCmean, ADCmax, ADCmin, D, D*, f, DDC, and α values were significant. Multivariate Cox regression analysis showed ADCmean and D* were independently correlated with progression-free survival (PFS) (hazard ratio [HR] = 0.125, p = 0.001; HR = 1.008, p = 0.002, respectively).The pretreatment parameters of mono-exponential and bi-exponential models were significantly correlated with prognosis of LHSCC, ADCmean and D* values were independent factors for survival risk prediction.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

للتحقيق في القوة التنبؤية لنماذج الإشارات الأسية الأحادية وثنائية الأسية والممتدة للحركة غير المتماسكة داخل الثعلب (IVIM) في التشخيص وخطر البقاء على قيد الحياة لمرضى سرطان الخلايا الحرشفية في الحنجرة والبلعوم السفلي (LHSCC) بعد العلاج الإشعاعي الكيميائي. تم تسجيل خمسة وأربعين مريضًا يعانون من سرطان الخلايا الحرشفية في الحنجرة أو البلعوم السفلي بأثر رجعي. خضع جميع المرضى لفحص IVIM للمعالجة المسبقة، وبالتالي، تم قياس متوسط معامل الانتشار الظاهر (ADCmean)، والحد الأقصى لمعامل الانتشار الظاهر (ADCmax)، والحد الأدنى لمعامل الانتشار الظاهر (ADCmax) و ADCrange (ADCmax - ADCmean) بواسطة النموذج الأسي الأحادي، ومعامل الانتشار الحقيقي (D)، ومعامل الانتشار الزائف (D*)، وجزء التروية (F) بواسطة النموذج الأسي الثنائي، ومعامل الانتشار الموزع (DDC)، ومؤشر عدم تجانس الانتشار (α) بواسطة النموذج الأسي الممتد. تم جمع بيانات البقاء على قيد الحياة لمدة 5 سنوات. كانت 31 حالة في مجموعة فشل العلاج و 14 حالة في المجموعة الضابطة المحلية. لوحظ انخفاض كبير في قيم ADCmean و ADCmax و ADCmin و D و F و D* في مجموعة فشل العلاج مقارنة بمجموعة التحكم المحلية (P < 0.05). كان لدى D* أكبر مساحة تحت المنحنى 0.802، مع حساسية وخصوصية 77.4 و 85.7 ٪ عندما كان D* 38.85 × 10-3 مم 2/ثانية. أظهر تحليل كابلان- ماير للبقاء على قيد الحياة أن منحنيات المرحلة N، و ADCmean، و ADCmax، و ADCmin، و D، و D*، و F، و DDC، و α كانت كبيرة. أظهر تحليل انحدار كوكس متعدد المتغيرات أن ADCmean و D* كانا مرتبطين بشكل مستقل بالبقاء الخالي من التقدم (PFS) (نسبة الخطر [HR] = 0.125، p = 0.001 ؛ HR = 1.008، p = 0.002، على التوالي). كانت معلمات المعالجة المسبقة للنماذج الأسية الأحادية والثنائية الأسية مرتبطة بشكل كبير بتوقعات قيم LHSCC و ADCmean و D* عوامل مستقلة للتنبؤ بمخاطر البقاء على قيد الحياة.

Translated Description (French)

Étudier le pouvoir prédictif des modèles de signaux exponentiels mono-exponentiels, bi-exponentiels et étirés du mouvement incohérent intravoxel (IVIM) dans le pronostic et le risque de survie des patients atteints de carcinome épidermoïde du larynx et de l'hypopharynx (LHSCC) après la chimioradiothérapie. Quarante-cinq patients atteints de carcinome épidermoïde du larynx ou de l'hypopharynx ont été recrutés rétrospectivement. Tous les patients avaient subi un examen IVIM avant traitement, par la suite, le coefficient de diffusion apparent moyen (ADCmoyen), le ADCmax maximum (ADCmax), le ADCmin minimum (ADCmin) et l'ADCrange (ADCmax - ADCmoyen) par modèle mono-exponentiel, le coefficient de diffusion vrai (D), le coefficient de pseudo-diffusion (D*), la fraction de perfusion (f) par modèle bi-exponentiel, le coefficient de diffusion distribué (DDC) et l'indice d'hétérogénéité de diffusion (α) par modèle exponentiel étiré ont été mesurés. Les données de survie ont été recueillies pendant 5 ans. Trente et un cas appartenaient au groupe d'échec du traitement et quatorze cas appartenaient au groupe témoin local. Des valeurs ADCmoyenne, ADCmax, ADCmin, D, f et D* significativement plus faibles ont été observées dans le groupe échec du traitement que dans le groupe témoin local (p < 0,05). D* avait l'ASC la plus élevée de 0,802, avec une sensibilité et une spécificité de 77,4 et 85,7 % lorsque D* était de 38,85 × 10-3 mm2/s. L'analyse de survie de Kaplan-Meier a montré que les courbes des valeurs de stade N, ADCmoyenne, ADCmax, ADCmin, D, D*, f, DDC et α étaient significatives. L'analyse de régression de Cox multivariée a montré que l'ADCmoyen et D* étaient indépendamment corrélés à la survie sans progression (PFS) (hazard ratio [HR] = 0,125, p = 0,001 ; HR = 1,008, p = 0,002, respectivement). Les paramètres de prétraitement des modèles mono-exponentiels et bi-exponentiels étaient significativement corrélés au pronostic des valeurs LHSCC, ADCmoyen et D* étaient des facteurs indépendants pour la prédiction du risque de survie.

Translated Description (Spanish)

Investigar el poder predictivo de los modelos de señal exponencial monoexponencial, biexponencial y estirada de movimiento incoherente intravoxel (IVIM) en el pronóstico y el riesgo de supervivencia de pacientes con carcinoma de células escamosas laríngeo e hipofaríngeo (LHSCC) después de la quimiorradioterapia. Se inscribieron retrospectivamente cuarenta y cinco pacientes con carcinoma de células escamosas laríngeo o hipofaríngeo. Todos los pacientes se habían sometido a un examen IVIM previo al tratamiento, posteriormente, se midieron el coeficiente de difusión aparente medio (ADCmean), el ADC máximo (ADCmax), el ADC mínimo (ADCmin) y el ADCrange (ADCmax - ADCmean) por modelo monoexponencial, el coeficiente de difusión verdadero (D), el coeficiente de pseudodifusión (D*), la fracción de perfusión (f) por modelo biexponencial, el coeficiente de difusión distribuido (DDC) y el índice de heterogeneidad de difusión (α) por modelo exponencial estirado. Los datos de supervivencia se recopilaron durante 5 años. Treinta y un casos se encontraban en el grupo de fracaso del tratamiento y catorce casos en el grupo de control local. Se observaron valores de ADCmedia, ADCmax, ADCmin, D, f y D* significativamente más bajos en el grupo de fracaso del tratamiento que en el grupo de control local (p < 0.05). D* tuvo la mayor AUC de 0.802, con sensibilidad y especificidad de 77.4 y 85.7% cuando D* fue de 38.85 × 10-3 mm2/s. El análisis de supervivencia de Kaplan-Meier mostró que las curvas de los valores de estadio N, ADCmean, ADCmax, ADCmin, D, D*, f, DDC y α fueron significativas. El análisis de regresión de Cox multivariante mostró que ADCmean y D* se correlacionaron de forma independiente con la supervivencia libre de progresión (SLP) (cociente de riesgos instantáneos [HR] = 0,125, p = 0,001; HR = 1,008, p = 0,002, respectivamente). Los parámetros de pretratamiento de los modelos monoexponenciales y biexponenciales se correlacionaron significativamente con el pronóstico de los valores de LHSCC, ADCmean y D* fueron factores independientes para la predicción del riesgo de supervivencia.

Files

s11604-023-01399-x.pdf.pdf

Files (2.4 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:eeb09aa269ee296abe30fe4791736f64
2.4 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
فائدة نماذج الإشارات الأسية الأحادية وثنائية الأسية والممتدة للحركة غير المتماسكة داخل الثعلب (IVIM) للتنبؤ بالتكهن ومخاطر البقاء على قيد الحياة لدى مرضى سرطان الخلايا الحرشفية في الحنجرة والبلعوم (LHSCC) بعد العلاج الإشعاعي الكيميائي
Translated title (French)
Utilité des modèles de signaux exponentiels mono-exponentiels, bi-exponentiels et étirés du mouvement intravoxel incohérent (IVIM) pour prédire le pronostic et le risque de survie chez les patients atteints de carcinome épidermoïde laryngé et hypopharyngé (LHSCC) après chimioradiothérapie
Translated title (Spanish)
Utilidad de los modelos de señales monoexponenciales, biexponenciales y exponenciales estiradas de movimiento incoherente intravoxel (IVIM) para predecir el pronóstico y el riesgo de supervivencia en pacientes con carcinoma de células escamosas laríngeo e hipofaríngeo (LHSCC) después de la quimiorradioterapia

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4322495349
DOI
10.1007/s11604-023-01399-x

Is supplement to
https://openalex.org/W4220831915 (Other)
https://openalex.org/W3195260914 (Other)
https://openalex.org/W3173374194 (Other)
https://openalex.org/W3131633993 (Other)
https://openalex.org/W3028973540 (Other)
https://openalex.org/W2967943890 (Other)
https://openalex.org/W2747072556 (Other)
https://openalex.org/W2695198348 (Other)
https://openalex.org/W2531110885 (Other)
https://openalex.org/W2316437564 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1480186344
  • https://openalex.org/W2010668342
  • https://openalex.org/W2010694555
  • https://openalex.org/W2044771897
  • https://openalex.org/W2057799640
  • https://openalex.org/W2081836724
  • https://openalex.org/W2091880592
  • https://openalex.org/W2112897555
  • https://openalex.org/W2139327458
  • https://openalex.org/W2139794744
  • https://openalex.org/W2166178142
  • https://openalex.org/W2294585491
  • https://openalex.org/W2400445378
  • https://openalex.org/W2416931984
  • https://openalex.org/W2517839157
  • https://openalex.org/W2526979927
  • https://openalex.org/W2594073369
  • https://openalex.org/W2601009114
  • https://openalex.org/W2610674089
  • https://openalex.org/W2617655007
  • https://openalex.org/W2698963361
  • https://openalex.org/W2756120895
  • https://openalex.org/W2778713466
  • https://openalex.org/W2783946358
  • https://openalex.org/W2792423471
  • https://openalex.org/W2802670607
  • https://openalex.org/W2940435897
  • https://openalex.org/W2951516054
  • https://openalex.org/W2993936772
  • https://openalex.org/W3006677422
  • https://openalex.org/W3013587555
  • https://openalex.org/W3041891326
  • https://openalex.org/W3042879409
  • https://openalex.org/W3127488054