Clinical study on guidance of the timing of adaptive replanning for cervical cancer based on ADC values combined with tumor volume regression

Resumo Técnico: Orientação do Tempo de Replanejamento Adaptativo no Câncer de Colo do Útero Baseado em Valores de ADC e Regressão do Volume Tumoral

Definição do Problema
A quimiorradioterapia concomitante (CCRT) é o padrão de cuidado para o câncer de colo do útero localmente avançado. Embora a Radioterapia com Intensidade Modulada (IMRT) seja amplamente utilizada, ocorre frequentemente uma regressão tumoral significativa durante o curso do tratamento, o que pode tornar o plano de tratamento inicial subótimo. Essa mudança anatômica necessita de replanejamento adaptativo para manter a cobertura do alvo e poupar órgãos de risco (OARs). No entanto, o momento ideal para iniciar o replanejamento adaptativo permanece incerto. O replanejamento precoce indiscriminado aumenta a carga de trabalho e os custos, enquanto o replanejamento tardio pode comprometer a distribuição da dose. Há uma necessidade clínica de um marcador de imagem prático para identificar quais pacientes justificam uma reavaliação anatômica precoce.

Metodologia
O estudo foi conduzido em duas partes distintas envolvendo pacientes do Primeiro Hospital de Qinhuangdao:

• Parte I (Coorte Retrospectiva): Incluiu 66 pacientes com câncer de colo do útero localmente avançado (FIGO IB3–IVA) tratados entre janeiro de 2022 e maio de 2024.

  • Protocolo de Imagem: Os pacientes foram submetidos à RM com Imagem Ponderada em Difusão (DWI) antes do tratamento e na 20ª fração de radioterapia. Os valores do Coeficiente de Difusão Aparente (ADC) foram medidos por um único radiologista.
  • Variáveis: O estudo analisou a mudança no ADC ($\Delta$ADC), calculada como $(ADC_2 - ADC_1) / ADC_1 \times 100\%$. A Taxa de Regressão do Volume Tumoral (TVRR) foi calculada para definir "regressão precoce acentuada" (o valor mediano da TVRR da coorte foi utilizado como o ponto de corte: $\ge$ 85,56%).
  • Análise Estatística: A regressão logística (univariada e multivariada) foi utilizada para avaliar a associação entre $\Delta$ADC e a regressão acentuada do volume tumoral. A análise da Curva ROC (Receiver Operating Characteristic) determinou o desempenho discriminatório e o cutoff otimizado para $\Delta$ADC.

• Parte II (Simulação Dosimétrica Exploratória): Incluiu 9 pacientes de uma coorte subsequente (junho–dezembro de 2024) que exibiram resposta de imagem precoce acentuada ($\Delta$ADC $\ge$ 37,20%, baseado nos resultados da Parte I).

  • Design da Simulação: Três planos foram gerados para cada paciente:
    • Plano 1: Plano de tratamento original.
    • Plano 2: Simulação de replanejamento na 15ª fração.
    • Plano 3: Simulação de replanejamento na 20ª fração.
  • Comparação: Parâmetros dosimétricos do Volume Alvo Planejado (PTV) e Órgãos de Risco (bexiga e reto), incluindo $D_{2\%}$, $D_{mean}$, Índice de Conformidade (CI), Índice de Homogeneidade (HI) e métricas de volume ($V_{40}$, $V_{50}$), foram comparados entre os três pontos no tempo usando ANOVA de medidas repetidas ou testes de Friedman.

Resultados Principais

• Resposta Tumoral e Mudanças no ADC: Na 20ª fração, o volume tumoral mediano diminuiu significativamente de 27,54 cm³ para 4,33 cm³ ($P < 0,001$). Concomitantemente, os valores de ADC aumentaram significativamente de $0,871 \pm 0,060$ para $1,191 \pm 0,083 \times 10^{-3}$ mm²/s ($P < 0,001$).
• Associação com a Regressão:
  • Análise Agrupada: Pacientes com $\Delta$ADC $\ge$ 37,20% tiveram uma probabilidade significativamente maior de atingir uma regressão acentuada do volume tumoral em comparação com aqueles com $\Delta$ADC inferior (29/33 vs. 4/33; $P < 0,001$).
  • Análise Contínua: Cada aumento de 5% no $\Delta$ADC foi associado a uma chance 6,09 vezes maior de regressão acentuada do volume tumoral (OR = 6,09, 95% CI 2,65–14,00, $P < 0,001$). Esta associação permaneceu significativa após o ajuste para os níveis basais de SCC-Ag e hemoglobina (OR = 6,12, $P < 0,001$).
  • Desempenho Preditivo: A análise ROC yielded uma Área Sob a Curva (AUC) de 0,891, com um cutoff otimizado de 37,20% (Sensibilidade: 87,9%, Especificidade: 87,9%).
• Simulação Dosimétrica (Parte II):
  • Mudanças Anatômicas: Reduções significativas foram observadas no Volume Tumoral Macroscópico (GTV), PTV e volume da bexiga entre o Plano 1, Plano 2 e Plano 3.
  • Resultados Dosimétricos: Apesar das mudanças anatômicas, não houve vantagens dosimétricas consistentes para o replanejamento na 15ª fração (Plano 2) em comparação com a 20ª fração (Plano 3). A cobertura do PTV (CI, HI, $D_{mean}$) e a proteção de OAR (volume $V_{40}$, $V_{50}$ da bexiga e do reto) não mostraram melhoria estatisticamente significativa com o replanejamento precoce nesta pequena coorte.

Principais Contribuições

1. Identificação de um Marcador Preditivo: O estudo estabelece que as mudanças precoces no ADC ($\Delta$ADC) durante a CCRT estão fortemente associadas à regressão acentuada do volume tumoral no câncer de colo do útero.
2. Valor Quantitativo de Corte: Fornece um valor de corte preliminar ($\Delta$ADC $\ge$ 37,20%) que pode ajudar a identificar pacientes com regressão tumoral rápida que poderiam se beneficiar de uma reavaliação anatômica precoce.
3. Verificação da Realidade Dosimétrica: Através de simulação exploratória, o estudo demonstra que, embora ocorram mudanças anatômicas precocemente, o replanejamento mais cedo (na 15ª fração) não se traduz necessariamente em parâmetros dosimétricos superiores em comparação com o replanejamento na 20ª fração em pacientes com resposta acentuada.

Significância e Alegações
O artigo conclui que o $\Delta$ADC é um biomarcador de imagem valioso para identificar um subgrupo de pacientes com câncer de colo do útero que justificam uma reavaliação anatômica precoce durante a CCRT. No entanto, os autores mantêm uma postura modesta quanto à implementação clínica do replanejamento precoce. Eles declaram explicitamente que, embora o $\Delta$ADC possa guiar quando reavaliar a anatomia, sua simulação dosimétrica não provou que o replanejamento na 15ª fração oferece uma vantagem dosimétrica consistente sobre a 20ª fração. Portanto, o estudo sugere que o $\Delta$ADC deve ser usado para selecionar pacientes para reavaliação, em vez de servir como um mandato para o replanejamento precoce universal. Os autores enfatizam que estudos maiores são necessários para confirmar se o replanejamento precoce nesses pacientes selecionados leva a benefícios clínicos tangíveis em termos de toxicidade ou controle tumoral.