Validazione esterna di un nuovo modello di conferma dell’ablazione di metastasi epatiche ad origine colorettale basata su un sistema di segmentazione automatica e registrazione deformabile dell’immagine

Background and purpose : Colorectal cancer is the second largest malignancy in Europe, and 20%-50% of patients develop metastatic disease (mCRC), most in the liver (CRLM). Nowadays, the strategic combination of systemic and local treatments for metastasis eradication allows long-term survival and/or cure in 20-50% of patients with mCRC, in particulare those with oligometastatic disease. Thermoablation (MWA and RFA) is a curative local therapy, with a similar efficacy to surgery for lesions < 3 cm, with the advantage of being safer, less expensive, and repeatable, albeit burdened by increased risk of local disease progression (LDP). Obtaining ablation margins > 5mm is the main factor to minimize LDP. Current methods of margin assessment are operator dependent and influenced by improper image alignment. Software for ablation confirmation is superior to them and allows confirmation and completion of ablation, improving the patient's oncologic outcome. Recently, a new ablation confirmation method has been proposed for calculating the minimal ablation margin (MAM) using a a biomechanical-model based DIR and AI–based autosegmentation. This retrospective study evaluates this ablation confirmation method. Materials and methods: The study includes 78 CRLMs from the prospective registry of percutaneous ablations of Turin from July 2014 to January 2022, retrospectively supplemented with data from medical records. For the quantification of MAM (shortest distance between tumor contour and ablation zone) CT scans were uploaded to a radiation therapy TPS for AI-based autosegmentation and biomechanical DIR. Intraprocedural CECTs were used if available. Local disease progression (LDP) is defined as residual tumor or local tumor progression. Results: 78 CRLMs (mean diameter, 18.4 mm) were evaluated in 52 patients (mean age, 67.3 ± 11.4 years; 20 women), with a median follow-up of 22.3 months. Among the 78 CRLMs, 50 (72.5%) had a MAM of 0 mm, 16 (23.2%) had a MAM between 0 and 5 mm, and 3 (4.3%) had a MAM ≥ 5 mm. The LDP was 30.0% (15 of 50) for MAM of 0 mm, 34.8% (23 of 66) for MAM < 5 mm, and there was no LDP for MAM ≥ 5 mm. LTP is 14,5%. Among lesions with MAM ≥ 5 mm, in 2 of 3 CT was the guiding imaging, while in MAM= 0 mm in 2 of 50. For 12 of 78 CRLMs, MAM was assessed on intraprocedural post ablation CT, with 25.0% having MAM ≥ 5 mm. 1 Of the 66 (1.5%) lesions without intraprocedural CT had a MAM ≥ 5 mm and this was calculated on CT scans obtained on average 44 days after the procedure. Conclusions: The ablation confirmation software proved to be reproducible with the data from Turin. Obtaining adequate margins in few lesions stresses the importance of CT as guide imaging modality to minimize the error given by shrinkage of the ablated area and to increase the accuracy of image registration.

Background e obiettivi: Il cancro del colon-retto è la seconda neoplasia in Europa e il 20%-50% dei pazienti sviluppa una malattia metastatica (mCRC), la maggior parte nel fegato (CRLM). Al giorno d’oggi, la combinazione strategica di trattamenti sistemici e locali per l’eradicazione delle metastasi permette la sopravvivenza a lungo termine e/o la cura in 20-50% dei pazienti con mCRC, in particolare in quelli con malattia oligometastatica. La termoablazione (MWA e RFA) è una terapia locale curativa, con un’efficacia per lesioni < 3 cm simile alla chirurgia, con il vantaggio di essere più sicura, meno costosa e ripetibile, seppure gravata da maggior rischio di progressione locale (LDP). L’ottenimento di margini di ablazione > 5mm è il principale fattore per minimizzare LDP. Gli attuali metodi di valutazione del margine sono operatore dipendenti e influenzati dal non corretto allineamento delle immagini. I software per la conferma dell’ablazione sono superiori ad essi e permettono la conferma e il completamento dell’ablazione, migliorando l’outcome oncologico del paziente. Recentemente è stato proposto un nuovo metodo di conferma dell'ablazione di CRLM che sfrutta un sistema di segmentazione automatica basato sull’AI e un sistema di registrazione deformabile dell’immagine (DIR) basata su modelli biomeccanici per la quantificazione del margine di ablazione minimo (MAM). Questo studio retrospettivo valuta questo metodo di conferma dell’ablazione. Materiali e metodi: lo studio include 78 CRLM del registro prospettico delle ablazioni percutanee di Torino da luglio 2014 a gennaio 2022, integrato retrospettivamente con dati dalle cartelle cliniche. Per la quantificazione del MAM (distanza più breve tra il contorno del tumore e della zona di ablazione) le TC sono state caricate su un TPS per la radioterapia per la segmentazione automatica basata sull’AI e la registrazione deformabile basata su modelli biomeccanici. Se disponibili sono state utilizzate le CECTs intraprocedurali. La progressione locale della malattia (LDP) è definito come tumore residuo o progressione locale del tumore. Risultati: Sono state valutate 78 CRLM (diametro medio, 18,4 mm) in 52 pazienti (età media, 67,3 ± 11,4 anni; 20 donne), con un follow-up mediano di 22,3 mesi. Tra le 78 CRLM, 50 (72,5%) hanno un MAM di 0 mm, 16 (23,2%) un MAM compreso tra 0 e 5 mm, e 3 (4,3%) un MAM ≥ 5 mm. La LDP è del 30,0% (15 su 50) per MAM di 0 mm, del 34,8% (23 su 66) per MAM < 5 mm e non c’è stata LDP per MAM ≥ 5 mm. La progressione locale (LTP) è 14,5%. Tra le lesioni con MAM ≥ 5 mm, in 2 su 3 la TC era l’imaging guida, mentre in MAM= 0 mm in 2 su 50. Per 12 su 78 CRLM il MAM è stato valutato sulla TC intraprocedurale post ablazione, con un 25,0% di MAM ≥ 5 mm. 1 di 66 lesioni (1,5%) senza CT intraprocedurale ha un MAM ≥ 5 mm e questo è stato calcolato su TC ottenute in media a 44 giorni di distanza dalla procedura. Conclusioni: Il software di conferma dell’ablazione si è dimostrato riproducibile con i dati di Torino. L’ottenimento di margini adeguati in poche lesioni sottolinea l’importanza della TC come imaging guida per minimizzare l’errore dato dallo shrinkage dell’area ablata e per aumentare l’accuratezza della registrazione delle immagini.