The Correlations of Parameters Using Contrast Enhanced Ultrasonography in the Evaluation of Prostate Cancer Angiogenesis

전립선암쥐모형의 신생혈관생성의 평가를 위해 시행된 역동적 조영 증강 초음파에서 얻은 변수간의 상관성연구

Purpose: The purpose of this study is to investigate the correlations of various kinetic parameters derived from the time intensity curve in a xenograft mouse model injected with a prostate cancer model (PC-3 and LNCaP) using an ultrasound contrast agent with histopathologic parameters. Materials and Methods: Twenty nude mice were injected with human prostate cancer cells (15 PC-3 and five LNCaP) on their hind limbs. A bolus of $500{\mu}L$ ($1{\times}10^8$ microbubbles) of second-generation US contrast agent (SonoVue) was injected into the retroorbital vein. The region of interest was drawn over the entire tumor. The time intensity curve was acquired and then fitted to a gamma variate function. The maximal intensity (A), time to peak (Tp), maximal wash-in rate (washin), washout rate (washout), area under the curve up to 50 sec ($AUC_{50}$), area under the ascending slope ($AUC_{in}$), and area under the descending slope ($AUC_{out}$) were derived from the parameters of the gamma variate fit. Immunohistochemical staining for VEGF and CD31 was performed. Tumor volume, the area percentage of VEGF stained in a field, and the count of CD31 (microvessel density, MVD) positive vessels showed correlation with the parameters from the time intensity curve. Results: No significant differences were observed between the kinetic and histopathological parameters from each group. MVD showed positive correlation with A (r=0.625, p=0.003), washin (r=0.462, p=0.040), $AUC_{50}$ (r=0.604, p=0.005), and $AUC_{out}$ (r=0.587, p=0.007). Positive correlations were also observed between tumor volume and $AUC_{50}$ (r=0.481, p=0.032), washin (r=0.662, p=0.001), and $AUC_{out}$ (r=0.547, p=0.012). Washout showed negative correlations with MVD (r=-0.454, p=0.044) and tumor volume (r=-0.464, p=0.039). The area percentage of VEGF did not show any correlation with calculated data from the curve. Conclusion: MVD showed correlations with several of the kinetic parameters. CEUS has the potential for prediction of tumor vascularity in a prostate cancer animal model.

목적: 전립선암 (PC-3, LNCaP)의 이종이식쥐 모델에서 초음파 조영제를 이용하여 측정한 시간-신호강도 곡선을 통해 얻은 역학적 변수를 조직병리적 변수와 비교하고자 하였다. 대상 및 방법: 20마리의 누드마우스에 인간전립선암세포(15 PC-3, 5 LNCaP)를 다리에 주입하여 이종이식쥐 모델을 제작하였다. 이후 $500{\mu}L$의 2세대 초음파 조영제인 Sonovue를 후안와정맥을 통해 주입하였다. 관심영역은 종양의 전체를 포함할 수 있게 그린 후, 시간-신호강도 곡선을 얻고 이를 감마변량함수에 적합시켰다. 최고신호강도(A), 최고도달시간 (Tp), 최고유입률 (washin), 최고 유출률 (washout), 50초까지의 곡선하면적 ($AUC_{50}$), 유입기면적 ($AUC_{in}$), 유출기면적 ($AUC_{out}$) 등을 감마변량함수에서 도출하였다. VEGF와 CD31에 대한 면역조직화학염색법을 시행하였고, 종양부피, 시야당 VEGF 면적백분율, CD31 양성 미세혈관수 (MVD) 등을 계산한 후 이를 시간신호강도에서 얻은 역학적 변수와 상관성을 조사하였다. 결과: PC-3 와 LNCaP간 동적 및 조직병리학적 변수의 통계적 차이는 없었다. MVD는 A (r=0.625, p=0.003), washin (r=0.462, p=0.040), AUC (r=0.604, p=0.005), $AUC_{out}$ (r=0.587, p=0.007) 과 유의한 상관관계를 보였다. 또한 종양부피와 $AUC_{50}$ (r=0.481, p=0.032), washin(r=0.662, p=0.001), $AUC_{out}$ (r=0.547, p=0.012) 도 유의한 양의 상관관계를 보였으며, washout은 MVD (r=-0.454, p=0.044) 및 종양부피 (r=-0.464, p=0.039)에 모두 음의 상관관계를 보였다. 그러나 시야당 VEGF 면적백분율은 역학적 변수와 유의한 상관관계를 보이지 않았다. 결론: MVD는 다수의 역학적 변수와 상관관계를 보였다. 초음파 조영제를 이용한 초음파는 전립선암 동물모델에서 종양의 혈관성을 예측할 수 있는 가능성을 보였다.