Modelling tumour volume variations in head and neck cancer: contribution of magnetic resonance imaging for patients undergoing induction chemotherapy
Modificazioni del volume nei tumori della testa e del collo: il contributo delle immagini di risonanza magnetica nei pazienti sottoposti a chemioterapia di induzione
N. Dinapoli1, T. Tartaglione2, F. Bussu3, R. Autorino1, F. Miccichè1, M. Sciandra2, E. Visconti2, C. Colosimo2, G. Paludetti3, V. Valentini1
1 Institute of Radiotherapy, Università Cattolica del Sacro Cuore, Rome, Italy; 2 Institute of Radiology, Università Cattolica del Sacro Cuore, Rome, Italy;3 Institute of Otolaryngology, Università Cattolica del Sacro Cuore, Rome, Italy
Summary
Primary tumour volume evaluation has predictive value for estimating survival outcomes. Using volumetric data acquired by MRI in patients undergoing induction chemotherapy (IC) these outcomes were estimated before the radiotherapy course in head and neck cancer (HNC) patients. MRI performed before and after IC in 36 locally advanced HNC patients were analysed to measure primary tumour volume. The two volumes were correlated using the linear-log ratio (LLR) between the volume in the first MRI and the volume in the second. Cox’s proportional hazards models (CPHM) were defined for loco-regional control (LRC), disease-free survival (DFS) and overall survival (OS). Strict evaluation of the influence of volume delineation uncertainties on prediction of final outcomes has been defined. LLR showed good predictive value for all survival outcomes in CPHM. Predictive models for LRC and DFS at 24 months showed optimal discrimination and prediction capability. Evaluation of primary tumour volume variations in HNC after IC provides an example of modelling that can be easily used even for other adaptive treatment approaches. A complete assessment of uncertainties in covariates required for running models is a prerequisite to create reliable clinically models.
Riassunto
La valutazione del volume del tumore primitivo ha mostrato un valore predittivo per la stima dei risultati della sopravvivenza. Usando i dati volumetrici acquisiti con la Risonanza Magnetica (RM) nei pazienti sottoposti a chemioterapia di induzione (CI), tali risultati sono stati stimati nei pazienti con tumore del testa e collo, prima del trattamento radiante. Le immagini RM acquisite prima e dopo CI in 36 pazienti con tumore avanzato della testa e del collo sono state analizzate per valutarne il volume del tumore primitivo. I due volumi sono stati correlati utilizzando la regressione lineare locale tra i volume valutati nelle immagini della prima e quelli della seconda RM. Sono stati definiti i modelli di rischio proporzionale di COX per la valutazione del controllo locoregionale, la sopravvivenza libera da malattia e la sopravvivenza globale. La regressione lineare locale ha mostrato un buon valore predittivo per tutti i risultati di sopravvivenza nei modelli di rischio proporzionale di COX. I modelli predittivi per il controllo locoregionale di malattia e la sopravvivenza libera da malattia a 24 mesi ha mostrato una ottima discriminazione e capacità di previsione. La valutazione delle variazioni dei volumi dei tumori primitivi della testa e del collo dopo CI fornisce un esempio di modello che può essere facilmente utilizzato per altri approcci terapeutici. Una valutazione completa delle variabili nelle covariate è un prerequisito necessario per la creazione di modelli clinicamente attendibili.