Prognostic significance of normalized distance from maximum standardized uptake value to tumor centroid on [18F]FDG PET/CT in head and neck squamous cell carcinoma

Abstract

Objective

The maximum [¹⁸F]FDG uptake of a cancer lesion has been found to relocate from the center to the periphery during progression. This behavior suggests that the normalized distances from the hotspot of radiotracer uptake to the tumor centroid (NHOC) and to the tumor perimeter (NHOP) could serve as novel geometric PET parameters indicative of tumor aggressiveness. This study aimed to explore the prognostic relevance of NHOC and NHOP in [¹⁸F]FDG PET/CT for predicting the response to concurrent chemoradiotherapy (CCRT) and progression-free survival (PFS) in patients with head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC).

Materials and Methods

We retrospectively reviewed 116 HNSCC patients who received CCRT and were assessed with pre-treatment (PET1) and three months post-treatment PET/CT (PET2). Along with conventional PET parameters, NHOC and NHOP for primary tumors on PET1 and the percent changes in NHOC and NHOP between PET1 and PET2 were measured.

Results

Of all the PET1 parameters assessed, NHOC was the most effective in predicting the CCRT response, achieving an area under the receiver operating characteristic curve of 0.645. In multivariate logistic regression and survival analysis, NHOC identified as an independent predictor for both complete metabolic response (P = .028) and PFS (P = .006). In a subgroup of 46 patients exhibiting residual primary tumors on PET2, both the percent changes in NHOC (P = .048) and NHOP (P = .041) were significantly associated with PFS.

Conclusions

NHOC and the percent changes in NHOC and NHOP following CCRT may serve as effective [¹⁸F]FDG PET/CT parameters for predicting clinical outcomes in HNSCC patients.

Resumen

Objetivo

Se ha observado que la captación máxima de [¹⁸F]FDG de una lesión cancerosa se desplaza desde el centro hacia la periferia durante la progresión. Este comportamiento sugiere que las distancias normalizadas desde el punto de captación máxima del radiotrazador hasta el centro del tumor (NHOC) y el perímetro del tumor (NHOP) podrían servir como nuevos parámetros geométricos de PET indicativos de la agresividad del tumor. Este estudio tuvo como objetivo explorar la relevancia pronóstica de NHOC y NHOP en la PET/TC con [¹⁸F]FDG para predecir la respuesta a la quimiorradioterapia concurrente (CCRT) y la supervivencia libre de progresión (PFS) en pacientes con carcinoma de células escamosas de cabeza y cuello (HNSCC).

Materiales y métodos

Revisamos retrospectivamente a 116 pacientes con HNSCC que recibieron CCRT y fueron evaluados con PET/TC antes del tratamiento (PET1) y tres meses después del tratamiento (PET2). Junto con los parámetros PET convencionales, se midieron NHOC y NHOP para tumores primarios en PET1 y los cambios porcentuales en NHOC y NHOP entre PET1 y PET2.

Resultados

De todos los parámetros PET1 evaluados, NHOC fue el más eficaz para predecir la respuesta CCRT, logrando un área bajo la curva de características operativas del receptor de 0,645. En la regresión logística multivariante y el análisis de supervivencia, NHOC se identificó como un predictor independiente tanto de la respuesta metabólica completa (P = ,028) como de la PFS (P = ,006). En un subgrupo de 46 pacientes que presentaban tumores primarios residuales en PET2, tanto los cambios porcentuales en NHOC (P = ,048) como en NHOP (P = ,041) se asociaron significativamente con la PFS.

Conclusiones

NHOC y los cambios porcentuales en NHOC y NHOP después de CCRT pueden servir como parámetros [¹⁸F]FDG PET/CT eficaces para predecir los resultados clínicos en pacientes con carcinoma espinocelular de cabeza y cuello.