CT 질감 분석에서 얻은 종양의 비균질성: 호지킨 림프종의 예후 인자

Abstract

서론 호지킨 림프종 (Hodgkin lymphoma) 은 일반적으로 복합항암요법 (adriamycin, bleomycin, vinblastine, dacarbazine)과 방사선 요법으로 치료하게 된다. 일반적으로, 호지킨 림프종은 완전 관해가 대략80-90 % 정도로 치료에 반응이 좋은 질병으로 알려져 있다. 그러나 낮은 병기 (stage I, II) 의 환자 중15 %, 높은 병기 (stage III, IV) 의 환자 중35-40 % 에서는 치료에 반응하지 않거나, 치료 후 수년 이내에 재발하게 된다. 이전 연구들에서는 종양의 부피 (tumor burden) 가 호지킨 림프종의 재발 위험도나 치료 반응을 평가하는데 있어 가장 좋은 예후인자라고 제시하고 있다. 그러나, 실제 정확한 종양의 부피를 측정하는 것은 어렵기 때문에 임상적 적용이 어려운 상황이다. 다른 잘 알려진 임상적 예후인자들 또한 간접적인 지표에 불과하다. 만약 치료 전CT를 이용하여 영상의학적 예후인자를 발견해낼 수 있다면, 미리 적절한 치료 계획을 세우고 환자 상태의 악화에 대해 대비할 수 있다는 점에서 큰 이득이 될 것이다. 따라서 본 연구는 호지킨 림프종 환자에서 정량적 CT 인자들을 분석하여 예후와 유의한 연관관계가 있는 영상의학적 인자가 있는지 조사하고자 한다.

본론 본 연구는 후향적 연구로 2007년 1월부터 2016년 12월까지 본원에서 호지킨 림프종으로 진단 및 치료를 받은 192명의 환자를 대상으로 하였으며, 그 중 예후를 평가하기 어렵거나 분석에 적합한 CT가 없거나 종양의 여부를 확인할 수 있는 PET-CT가 없는 경우를 제외하고 134명의 환자를 선정하였다. CT 영상은 3-5 mm 절편 두께를 가지는 조영 증강된 영상을 사용하였으며, 영상질감분석은 PACS를 바탕으로, Image J에 기반을 둔 in-house software를 이용하여 시행하였다. 질감 분석에 사용된 특징은 volume, mean attenuation, modal attenuation, median attenuation, standard deviation, skewness, kurtosis, entropy, uniformity, energy, variance, root mean square, coefficient of variance이다. 종양의 부피는 이전 연구들과 마찬가지로 모든 영상마다 종양이 있는 부위를 반자동으로 그려 절편 두께를 곱한 후, 그 값을 모두 더하였다. 골수 조직 침범의 경우 침범된 현미경적 특징에 따라 다양한 방법으로 구하였다. 이렇게 구해진 부피를 체표면적으로 나누어 상대적 종양 부피 (relative tumor burden) 를 구하였다. 단변량, 다변량 Cox 비례 위험 모형을 이용하여 임상적 요인들과 CT 질감 분석 요인들 중에 치료 반응과 유의한 연관관계가 있는 요인들이 무엇이 있는지 분석하였고, 유의하게 나온 변수들에 대해 cutoff value를 구하여 이분화 시킨 후, Kaplan-Meier survival analysis를 시행하였다.

결론 포함된134명의 평균 연령은 37.3세였고, 진단과 마지막 추적 관찰 사이의 기간 중간값은 53개월 (30.5-74.25 개월) 이었다. 치료에 반응이 없거나 재발한 사람들, 사망한 사람들은 총 43명 (32 %) 이었다. 전체 환자를 대상으로 임상적 요인들에 대해 단변량 및 다변량 Cox 비례 위험 모형 분석을 시행하였을 때, 나이 (HR, 1.02; P=0.03) 와 병변이 침범한 장기의 수 (HR, 1.82; P=0.03) 가 독립적으로 예후와 유의한 연관관계를 보였다. 30세보다 나이가 많은 경우, 3개 이상의 장기를 침범한 경우에 Kaplan-Meier survival analysis 상에서 유의하게 나쁜 예후를 보였다 (P=0.036, P< 0.001). 질감 분석에 앞서, CT마다 protocol이 제각기 다르기 때문에, 정확한 질감 분석을 하기 위해thoracic involvement가 있는 99명의 환자 군을 대상으로 통계 분석을 시행하였다. 99명 환자들의 임상적 요인들과 정량적 CT 요인들에 대해서 Cox 회귀 분석을 시행하였을 때, 침범한 장기의 수 (HR, 1.66; P=0.002) 와energy (HR, 0.90; P=0.02) 가 예후와 유의한 연관관계를 보였다. 침범한 장기의 수가 3개 이상인 경우, energy 값이1 x 108보다 작은 경우 Kaplan-Meier survival analysis에서 유의하게 나쁜 예후를 보였다 (P< 0.001, P=0.049). 결론적으로, CT 질감 분석 요인들 중에서 energy가 호지킨 림프종 환자들의 예후와 유의한 상관관계를 보였다. Energy는 종양의 균질성 (homogeneity) 를 반영하는 지표로, energy 값이 낮다는 것은 종양이 균질하지 않게 보인다는 뜻이 된다. 즉, 종양이 heterogeneous하게 보일 수록, 나쁜 예후를 보인다는 것을 의미할 수 있다. 앞으로, 더 큰 규모의 환자 군을 대상으로 정확한 질감 분석을 시행하는 것이 필요할 것이다. |Purpose To find the factors showing significant correlation with prognosis by analyzing computed tomography (CT) imaging markers of the patients diagnosed as Hodgkin lymphoma, and to find the factors, which show the additional correlation when analyzed with tumor burden, a known prognostic factor.

Materials and methods Between January 2007 and December 2016, a total of 134 patients (78 males, mean age = 37.3 years) who were diagnosed as Hodgkin lymphoma with appropriate CT scans and positron emission tomography-computed tomography (PET-CT) scans. The median interval between diagnosis and the last follow-up date was 53 months (30.5 - 74.25 months). CT texture parameters of Hodgkin lymphoma were obtained by using an in-house software based on plug-in package for ImageJ. Univariate and multivariable Cox regression analysis were used to investigate the association between the prognosis, and several clinical and CT texture parameters.

Results A total of 43 patients showed resistance to the treatment, relapse or death. In univariate and multivariable logistic regression analysis of clinical parameters in all patients, age and the number of involved sites were significantly associated with prognosis (HR, 1.02, P=0.03; HR, 1.82, P=0.03, respectively). In the 99 patients with thoracic involvement, the univariate and multivariable logistic regression analysis revealed that the number of involved sites and energy, the sum of squared value of gray-level co-occurrence matrix (GLCM) in each pixel, were independently associated with the prognosis (HR, 1.66, P=0.002; HR, 0.90, P=0.02, respectively). The Kaplan-Meier curve using these two predictive factors were significantly different (P<0.05).

Conclusion Among the CT texture parameters, energy shows significant correlation with outcome in the patients with Hodgkin lymphoma. This can mean that increased heterogeneity of tumors is associated with worse prognosis.