A different perspective on 18F-FDG PET radiomics in colorectal cancer patients: The relationship between intra & peritumoral analysis and pathological findings

Abstract

Objective

We aimed to determine the value of 18F-fluorodeoxyglucose positron emission tomography/computed tomography (18F-FDG PET/CT) based primary tumoral and peritumoral radiomics in the prediction of tumor deposits (TDs), tumor budding (TB) and extramural venous invasion (EMVI) of colorectal cancer (CRC).

Methods

Our retrospective study included 77 CRC patients who had preoperative ¹⁸F-FDG PET/CT between June 2020 and February 2022. A total of 131 radiomic features were extracted from primary tumors and peritumoral areas on PET/CT fusion images. The relationship between TDs, TB, EMVI and T stage in the postoperative pathology of the tumors and radiomic features was investigated. Features with a correlation coefficient (CC) less than 0.8 were analyzed by logistic regression. The area under curve (AUC) obtained from the receiver operating characteristic analysis was used to measure the model performance.

Results

A model was developed from primary tumoral and peritumoral radiomics data to predict T stage (AUC 0.931), and also a predictive model was constructed from primary tumor derived radiomics to predict EMVI (AUC 0.739). Radiomic data derived from the primary tumor was obtained as a predictive prognostic factor in predicting TDs and a peritumoral feature was found to be a prognostic factor in predicting TB.

Conclusions

Intratumoral and peritumoral radiomics derived from ¹⁸F-FDG PET/CT are useful for non-invasive early prediction of pathological features that have important implications in the management of CRC.

Resumen

Objetivo

El objetivo de nuestro estudio fue determinar el valor de la tomografía por emisión de positrones/tomografía computarizada con 18F-fluorodesoxiglucosa (PET/TC con ¹⁸F-FDG) basada en la radiómica del tumor primario y peritumoral en la predicción de depósitos tumorales (TD), crecimiento tumoral (TB) e invasión venosa extramural (EMVI) del cáncer colorrectal (CCR).

Métodos

Nuestro estudio retrospectivo incluyó a 77 pacientes con CCR a los que se les realizó un ¹⁸F-FDG PET/TC preoperatoria entre junio de 2020 y febrero de 2022. Se extrajeron un total de 131 características radiómicas del tumor primario y áreas peritumorales en imágenes de fusión PET/TC. Se investigó la relación entre TD, TB, EMVI y estadio T en el estudio patológico postoperatoria de los tumores y las características radiómicas. Las características con un coeficiente de correlación (CC) inferior a 0,8 se analizaron con regresión logística. El rendimiento del modelo se evaluó mediante el área bajo la curva (AUC) obtenida del análisis de las características operativas del receptor.

Resultados

Se desarrolló un modelo a partir de datos de radiómica peritumoral y tumor primario para predecir el estadio T (AUC 0,931), y también se construyó un modelo predictivo a partir de radiómica derivada del tumor primario para predecir EMVI (AUC 0,739). Los datos radiómicos derivados del tumor primario se obtuvieron como factor pronóstico predictivo del DT y se encontró que una característica peritumoral era un factor pronóstico en la predicción de TB.

Conclusiones

La radiómica intratumoral y peritumoral derivada de la PET con ¹⁸F-FDG es útil para la predicción preoperatoria no invasiva de propiedades patológicas que tienen implicaciones importantes en el manejo del CCR.