APPLICATION OF THE DIFFUSION-WEIGHTED MRI FOR PREDICTION OF THE INTRAOPERATIVE BLOOD LOSS DURING THE NEPHRECTOMY IN PATIENTS WITH RENAL CELL CARCINOMA AFTER EMBOLIZATION OF RENAL ARTERY

Abstract

During the last decade renal artery embolization (RAE) is used for preparation of patients with renal cell carcinoma (RCC) of large size or significant vascularization to surgical treatment. Currently there is no accurate method of prediction of intraoperative blood loss in patients with RCC after RAE, that may give possibility for more adequate pre- and postoperative patient management and to define the indications for re-embolization. Goal. The goal of the study was to evaluate the possibility of application of diffusion-weighted imaging (DWI) of MRI and of apparent diffusion coefficient (ADC) for the prediction of the estimated intraoperative blood loss (EIBL) during the open radical nephrectomy in patients with RCC and after RAE. Materials and methods. The study enrolled 33 patients (main group, 18 males and 15 females) with solid RCC according to clinical and radiologic data and with the indications to selective RAE with subsequent radical nephrectomy. Mean size of the tumor was 8.6±3.8 cm in greatest dimension. In all patients with RCC in the same day or day before RAE and 7 days after the RAE MRI with additional DWI sequence with b-value=0.800 was performed. Subsequent measuring of the ADC over the tumor region was done in all cases. ADC values of the normal renal parenchyma for control were achieved during the examination of 15 healthy volunteers. In all patients with RCC 7-8 days after the RAE open radical nephrectomy with simultaneous EIBL measurement was executed. Results. In patients with EIBL less than 500 ml and with no episodes of the hemotransfusions mean ADC value decreased by 18.4-31.9% in comparison with initial ADC value. As opposed to that in patients with EIBL more than 500 ml and in selected cases with hemotransfusions mean ADC value increased by 4.91-65.64% compared to baseline value. Analysis of the acquired data showed significant (р<0.05) difference in main group of patients in whom no hemotransfusions were required in post-op period (n=27, 81.82%) in mean ADC values before and after RAE (decrease  by 20.25%): 1.63±0.31×10−3 mm2/s vs 1.30±0.19×10−3 mm2/s. In main group patients with hemotransfusions in post-op period this value increased by 28.83%: 1.63±0.31×10−3 mm2/s vs 2.10±0.47×10−3 mm2/s (р<0.05). Conclusions. In the result of our study strong direct relationship (correlation coefficient r=0,96) between the volume of EIBL during open radical nephrectomy and ADC values in patients with RCC after RAE was detected. Application of MRI and its imaging biomarkers may be valuable clinical instrument for the prediction of the EIBL volume during the open radical nephrectomy in patients with RCC after RAE and need of the hemotransfusion in post-op period.

 Key words: renal cell carcinoma, embolization, biomarker, nephrectomy, blood loss, MRI

 

 

ДИФУЗІЙНО-ЗВАЖЕНА МРТ У ПЕРЕДБАЧЕННІ ІНТРАОПЕРАЦІЙНОЇ КРОВОВТРАТИ ПІД ЧАС НЕФРЕКТОМІЇ У ХВОРИХ ІЗ НИРКОВО-КЛІТИННИМ РАКОМ ПІСЛЯ ЕМБОЛІЗАЦІЇ НИРКОВОЇ АРТЕРІЇ

Мицик Ю.О., Борис Ю.Б., Дутка І.Ю., Дац І.В., Мотринець Н.П., Кучер А.Р., Пасічник С.М., Борис Б.Ю., Мицик О.І., Мацькевич В.М.

 

Впродовж останнього десятиріччя емболізація ниркової артерії (ЕНА) застосовується при підготовці до хірургічного лікування хворих із нирково-клітинним раком (НКР) значних розмірів та гіперваскуляризацією. На даний момент не існує методу який би з достатньою точністю дозволив прогнозувати інтраопераційну крововтрату у хворих з НКР після ЕНА, що в свою чергу б дало можливість оптимізувати підготовку до операції та післяопераційного періоду, визначати покази до повторної емболізації. Мета. Мета дослідження полягала у оцінці можливості застосування дифузійно-зважених зображень (ДЗЗ) МРТ та вимірюваного коефіцієнта дифузії (ВКД) для передбачення об’єму оціночної інтраопераційної крововтрати (ОІК) під час відкритої радикальної нефректомії у хворих з НКР та після ЕНА. Матеріали та методи. До основної групи ввійшло 33 хворих (18 чоловіків і 15 жінок) із солідним НКР за даними клінічних і променевих досліджень та із показами до селективної ЕНА і подальшої радикальної нефректомії. Середній розмір пухлини становив 8,6±3,8  см у найбільшому вимірі. Всім пацієнтам із НКР в той самий чи за 1 день перед селективною ЕНА та через 7 днів після ЕНА проводилась МРТ черевної порожнини, яка крім стандартних послідовностей додатково включала осьові ДЗЗ з б-показником = 0, 800 мм2/с з подальшим визначенням ВКД над ділянкою пухлини. Показники ВКД здорової ниркової паренхіми для контролю були отримано при МРТ обстеженні 15 здорових волонтерів без ниркової патології. Усім хворим із НКР через 7-8 днів після селективної ЕНА була виконана відкрита радикальна нефректомія під час якої проводили визначення ОІК. Результати. У пацієнтів, у яких ОІК не перевищувала 500 мл та не спостерігалось жодного епізоду гемотрансфузії середнє значення ВКД зменшувалось у порівнянні з вихідною середньою величиною ВКД на 18,4-31,9%. На противагу  цьому, у хворих в яких ОІК перевищувала 500 мл і в окремих випадках проводились гемотрансфузії, середнє значення ВКД зростало у порівнянні із початковим значенням на 4,91-65,64%. Аналіз отриманих даних засвідчив, що у хворих основної групи після ЕНА, у яких не виникала потреба у гемотрансфузії в післяопераційному періоді (n=27, 81,82%) середнє значення ВКД статистично достовірно (р<0,05) відрізнялось від  цього показника до емболізації і зменшувалось на 20,25% по відношенню до вихідного значення: 1,30±0,19×10−3 мм2/с проти 1,63±0,31×10−3 мм2/с. У хворих основної групи, яким в післяопераційному періоді проводилась гемотрансфузія (n=6, 18,18%) середнє значення ВКД після ЕНА навпаки зростало на 28,83% у порівнянні з початковою величиною і становило 2,10±0,47×10−3 мм2/с проти 1,63±0,31×10−3 мм2/с (р<0,05). Висновки. В результаті дослідження було встановлено існування сильного прямого взаємозв’язку (індекс кореляції r=0,96) між об’ємом ОІК під час відкритої радикальної нефректомії та значенням ВКД у хворих із НКР після селективної ЕНА. Застосування МРТ та її променевих біомаркерів ДЗЗ та ВКД може бути корисним клінічним інструментом для передбачення об’єму ОІК під час відкритої радикальної нефректомії у хворих з НКР після ЕНА та необхідності у гемотрансфузії в післяопераційному періоді.

Ключові слова: нирково-клітинний рак, емболізація, біомаркер, нефректомія, крововтрата, магнітно-резонансна томографія

 

  

ДИФФУЗИОННО-ВЗВЕШЕННАЯ МРТ ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ИНТРАОПЕРАЦИОННОЙ КРОВОПОТЕРИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ НЕФРЕКТОМИИ У БОЛЬНЫХ С ПОЧЕЧНО-КЛЕТОЧНЫМ РАКОМ ПОСЛЕ СЕЛЕКТИВНОЙ ЭМБОЛИЗАЦИИ ПОЧЕЧНЫХ АРТЕРИЙ

Мыцик Ю.О., Борис Ю.Б., Дутка И.Ю., Дац И.В., Мотринець Н.П., Кучер А.Р., Пасичник С.М., Борис Б.Ю., Мыцик О.И., Мацькевич В.М.

 

  На протяжении последнего десятилетия эмболизация почечной артерии (ЭПА) используется при подготовке к хирургическому лечению больных с почечно-клеточным раком (ПКР) значительных размеров и гиперваскуляризацией. На данный момент не существует метода, который бы с достаточной точностью разрешил бы прогнозировать интраоперационную кровопотерю у больных с ПКР после ЭПА, что б в свою очередь позволило бы оптимизировать подготовку к операции и послеоперационного периода, определять показания к повторной ємболизации. Цель. Целью исследования было оценка возможности использования диффузионно-взвешенных изображений (ДВИ) МРТ и измеряемого коэффициента диффузии (ИКД) для предвидения объема оценочной интраоперационной кровопотери (ОИК) во время открытой радикальной нефректомии у больных с ПКР и после ЭПА. Материалы и методы. В основную группу вошло 33 больных (18 мужчин и 15 женщин) с солидным ПКР по данным клинических и лучевых исследований и с показаниями к селективной ЭПА с последующей радикальной нефректомией. Средний размер опухоли составлял 8,6±3,8 в наибольшем измерении. Всем больным с ПКР в тот же или за 1 день до ЭПА, а также через 7 дней после нее проводили МРТ брюшной полости, которая кроме стандартных последовательностей включала осевые ДВИ с б-показателем=0, 800 мм2/с с дальнейшим определением ИКД над областью опухоли.  Показатели ИКД здоровой почечной паренхимы для контроля были одержаны при МРТ обследовании 15 здоровых волонтеров без почечной патологии. Всем больным с ПКР через 7-8 дней после селективной ЭПА была проведена открытая радикальная нефректомия во время которой проводили измерение ОИК. Результаты. У пациентов, у которых ОИК не превышала 500 мл и не наблюдалось ни одного случая гемотрансфузии среднее значение ИКД уменьшалось по сравнению с исходной величиной на 18,4-31,9%. В противоположность этому, у больных, у которых ОИК превышала 500 мл и в отдельных случаях проводилась гемотрансфузия, среднее значение ИКД увеличивалось в сравнении с начальной величиной на 4,91-65,64%. Анализ полученных данных показал, что у больных основной группы после ЄПА, у которых не возникало необходимости в гемотрансфузии в послеоперационном периоде (n=27, 81,82%) среднее значение ИКД статистически достоверно (р<0,05) отличалось от этого показателя до эмболизации и уменьшалось на 20,25% по отношению к исходному значению: 1,30±0,19×10−3 мм2/с против 1,63±0,31×10−3 мм2/с. У больных основной группы, которым в послеоперационном периоде проводилась гемотрансфузия (n=6, 18,18%), среднее значение ИКД после ЭПА наоборот вырастало в сравнении с начальной величиной и составляло 2,10±0,47×10−3 мм2/с против 1,63±0,31×10−3 мм2/с (р<0,05). Выводы. В результате исследования было установлено присутствие сильной прямой взаимосвязи (индекс корреляции r=0,96)  между объемом ОИК и значением ИКД во время открытой радикальной нефректомии у больных с ПКР после селективной ЭПА. Использование МРТ и ее лучевых биомаркеров ДВИ и ИКД может быть полезным клиническим инструментом для предвидения объема ОИК во время открытой радикальной нефректомии у больных с ПКР после ЭПА и необходимости в гемотрансфузии в послеоперационном периоде.

 

Ключевые слова: почечно-клеточный рак, эмболизация, биомаркер, кровопотеря, нефрэктомия, магнитно-резонансная томография

 

https://doi.org/10.35339/ic.4.4.158-163
PDF

References

Fedorenko, Z.P., Mykhaylovych, Yu.J., Hulak, L.O. (2015). Rak v Ukraini, 2014–2015. Bul. Nats. cancer-rejestru Ukrainy №17, Kyiv, 56–57. (Fedorenko, Z.P., Mykhaylovych, Yu.J., Hulak, L.O. (2015) Cancer in Ukraine, 2014–2015. Bul. National cancer-register of Ukraine №17, Kyiv, 56–57).

Znaor, A., Lortet-Tieulent, J., Laversanne, M., Jemal, A., & Bray, F. (2015). International variations and trends in renal cell carcinoma incidence and mortality. European Urology, 67(3), 519–530.

Wein, A,J., Kavoussi, L.R., Partin, A.W. (2016). Campbell-Walsh Urology, 11th Edition. Elsevier, 1414–1416.

Duan, X.-H., Li, Y.-S., Han, X.-W., Wang, Y.-L., Jiao, D.-C., Li, T.-F., … Fang, Y. (2016). C-arm CT-guided renal arterial embolisation followed by radiofrequency ablation for treatment of patients with unresectable renal cell carcinoma. Clinical Radiology, 71(1), 79–85.

Bigot, P., Bouvier, A., Panayotopoulos, P., Aubé, C., & Azzouzi, A. R. (2016). Partial nephrectomy after selective embolization of tumor vessels in a hybrid operating room: A new approach of zero ischemia in renal surgery. Journal of Surgical Oncology, 113(2), 135–137.

Muller, A., & Rouvière, O. (2015). Renal artery embolization—indications, technical approaches and outcomes. Nature Reviews Nephrology, 11(5), 288–301.

Zelens’kyĭ, R. O. (2015). Evaluation of vascular bed before and after embolization of renal artery for renal cancer. Klinichna Khirurhiia, (1), 32–34.

Reinhart, H. A., Ghaleb, M., & Davis, B. R. (2015). Transarterial embolization of renal tumors improves surgical outcomes: A case series. International Journal of Surgery Case Reports, 15, 116–118.

Schwartz, M. J., Smith, E. B., Trost, D. W., & Vaughan, E. D. (2007). Renal artery embolization: clinical indications and experience from over 100 cases. BJU International, 99(4), 881–886.

Ramaswamy, R. S., & Darcy, M. D. (2016). Arterial Embolization for the Treatment of Renal Masses and Traumatic Renal Injuries. Techniques in Vascular & Interventional Radiology, 19(3), 203–210.

Jaganjac, S., Schefe, L., Avdagić, E., Spahović, H., & Hiros, M. (2014). Preoperative kidney tumor embolization as procedure for therapy of advanced kidney cancer. Acta Informatica Medica: AIM: Journal of the Society for Medical Informatics of Bosnia & Herzegovina: Časopis Društva Za Medicinsku Informatiku BiH, 22(5), 302–305.

Buijs, M., Kamel, I. R., Vossen, J. A., Georgiades, C. S., Hong, K., & Geschwind, J.-F. H. (2007). Assessment of metastatic breast cancer response to chemoembolization with contrast agent enhanced and diffusion-weighted MR imaging. Journal of Vascular and Interventional Radiology: JVIR, 18(8), 957–963.

Lee, M. S., Kim, M. D., Jung, D. C., Lee, M., Won, J. Y., Park, S. I., … Lee, K.-H. (2013). Apparent diffusion coefficient of uterine leiomyoma as a predictor of the potential response to uterine artery embolization. Journal of Vascular and Interventional Radiology: JVIR, 24(9), 1361–1365.

Noda, Y., Kanematsu, M., Goshima, S., Kondo, H., Watanabe, H., Kawada, H., … Bae, K. T. (2015). Prediction of early response to uterine artery embolization in fibroids: Value of MR signal intensity ratio. Magnetic Resonance Imaging, 33(1), 51–55.

Vandecaveye, V., Michielsen, K., De Keyzer, F., Laleman, W., Komuta, M., Op de beeck, K., … Maleux, G. (2014). Chemoembolization for hepatocellular carcinoma: 1-month response determined with apparent diffusion coefficient is an independent predictor of outcome. Radiology, 270(3), 747–757.

Jones, D.K. (2010). Diffusion MRI: Theory, Methods, and Applications. Oxford University Press USA, P. 132.

Zhong, Y., Wang, H., Shen, Y., Guo, A., Wang, J., Kang, S., … Ye, H. (2017). Diffusion-weighted imaging versus contrast-enhanced MR imaging for the differentiation of renal oncocytomas and chromophobe renal cell carcinomas. European Radiology, 1–10.

Öztürk, M., Ekinci, A., Elbir, Ş. F., Okur, A., Doğan, S., & Karahan, Ö. I. (2017). Usefulness of Apparent Diffusion Coefficient of Diffusion-Weighted Imaging for Differential Diagnosis of Primary Solid and Cystic Renal Masses. Polish Journal of Radiology, 82, 209–215.

Mytsyk, Y., Borys, Y., Komnatska, I., Dutka, I., & Shatynska-Mytsyk, I. (2014). Value of the diffusion-weighted MRI in the differential diagnostics of malignant and benign kidney neoplasms - our clinical experience. Polish Journal of Radiology / Polish Medical Society of Radiology, 79, 290–295.

Mytsyk, Y., Dutka, I., Borys, Y., Komnatska, I., Shatynska-Mytsyk, I., Farooqi, A. A., … Kruzliak, P. (2017). Renal cell carcinoma: applicability of the apparent coefficient of the diffusion-weighted estimated by MRI for improving their differential diagnosis, histologic subtyping, and differentiation grade. International Urology and Nephrology, 49(2), 215–224.

Copyright for articles published in the journal is regulated by the License Agreement for the use of a scientific article in the journal, which is concluded between the author of the article (Licensor) and Kharkov National Medical University (Licensee, publisher of the journal "Inter Collegas"). The licensor grants to the Licensee a non-exclusive non-exclusive license for the use of the article (a license that does not exclude the use of the article by the Licensor and the issuance of licenses to others for use of this article) on the terms and for the period specified in the contract. The licensor (the author of the article) grants the Licensee the right to reproduce the article (publication in the journal "Inter Collegas", publication, duplication, duplication or other reproduction of the article without limiting the circulation of copies, each copy of the article must contain the name of the Licensor; Of general information, including the publication of the article in full or in part on the Internet on the journal page, the right to use the metadata of the article (titles, full names of authors, annotations, bibliography eskih materials) through the dissemination and communication to the public, processing and systematization, as well as inclusion in various databases and in-formational system).

The licensor grants the licensee the right to transfer, store and process his personal data (full name, scientific degree, academic title, place of work and position, contact information of the authors) with the purpose of including them in the database in accordance with the Law of Ukraine No. 2297 - VI "on protection of personal data" from 01.06.2010.

Personal data and metadata of the article are provided for their storage and processing in various databases and information systems, including them in analytical and statistical reporting, creating sound relationships between the objects of works of science, literature and art with personal data, etc. on unlimited territory. The licensee has the right to transfer the specified data for processing and storage to third parties provided that such a fact is notified with the provision of information about the third party (name and address) to the Licensor.