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基于CT瘤内生境及瘤周影像组学预测甲状腺乳头状癌中央区淋巴结转移的研究

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回顾性纳入216例甲状腺乳头状癌患者,通过K-means聚类将肿瘤划分为3个生境亚区,提取瘤内、瘤周(扩展1/3/5 mm)及生境影像组学特征。联合临床、瘤周1 mm及生境2特征构建的模型在训练集和测试集中AUC分别为0.907(95%CI:0.862~0.952)和0.869(95%CI:0.780~0.957),可为个体化手术决策提供依据。

要点

  • 包膜中断征与中央区淋巴结转移显著相关(OR=1.871,95%CI:1.298~2.697,P=0.005)
  • 瘤周1 mm影像组学模型优于3 mm和5 mm扩展模型,测试集AUC为0.734
  • 生境2模型性能最佳,测试集AUC达0.851(95%CI:0.755~0.948)

核心结论

  • 基于CT的瘤内生境与瘤周影像组学联合模型可准确预测甲状腺乳头状癌中央区淋巴结转移,为个体化手术决策提供无创影像学依据
  • 联合模型在训练集及测试集中的AUC分别为0.907(95%CI:0.862~0.952)和0.869(95%CI:0.780~0.957)
  • 生境2模型在各生境模型中性能最佳,测试集AUC为0.851(95%CI:0.755~0.948)

研究设计与样本

  • 回顾性研究,纳入216例经手术病理证实的甲状腺乳头状癌患者,包括中央区淋巴结转移阳性108例和阴性108例
  • 按7:3随机分为训练集151例和测试集65例
  • 在CT动脉期图像上勾画原发灶感兴趣体积,向外分别扩展1 mm、3 mm、5 mm获得瘤周感兴趣体积
  • 采用K-means聚类算法结合轮廓系数将肿瘤划分为3个生境亚区
  • 从瘤内、瘤周及生境感兴趣体积中提取107个影像组学特征,经Spearman相关分析及LASSO算法筛选特征

关键影像表现/征象

  • 包膜中断征与中央区淋巴结转移显著相关(OR=1.871,95%CI:1.298~2.697,P=0.005)

诊断标准与关键数值

  • 瘤周1 mm模型在瘤周模型中表现最优,训练集和测试集AUC分别为0.846(95%CI:0.783~0.908)和0.734(95%CI:0.612~0.855)
  • 生境2模型在训练集和测试集AUC分别为0.876(95%CI:0.821~0.932)和0.851(95%CI:0.755~0.948)
  • 联合模型(临床+瘤周1 mm+生境2特征)在训练集和测试集AUC分别为0.907(95%CI:0.862~0.952)和0.869(95%CI:0.780~0.957)

临床应用与阅片要点

  • 阅片时应在CT动脉期图像评估甲状腺乳头状癌包膜中断征,该征象提示中央区淋巴结转移风险增加
  • 影像组学分析时瘤周1 mm扩展范围优于3 mm和5 mm,应重点关注肿瘤紧邻周围组织的特征
  • 使用K-means聚类进行肿瘤生境分区时,生境2亚区特征对预测中央区淋巴结转移价值最大
  • 校准曲线和决策曲线分析显示联合模型具有良好的预测性能及临床净收益

局限性

  • 回顾性单中心研究

原文图文

目的 探讨基于CT瘤内生境及瘤周影像组学模型预测甲状腺乳头状癌(PTC)中央区淋巴结转移(CLNM)的价值。 方法 回顾性纳入216例经手术病理证实的PTC患者临床及影像学资料,根据病理结果将所有患者分为CLNM阳性组(108例)与CLNM阴性组(108例),并按7∶3随机分为训练集(151例)和测试集(65例)。在CT动脉期图像上勾画原发灶感兴趣体积(VOI),向外分别扩展1 mm、3 mm、5 mm获得瘤周VOI;采用K-means聚类算法,结合轮廓系数确定最佳聚类数,将肿瘤划分为3个生境亚区。从瘤内、瘤周及生境VOI中提取107个影像组学特征,在训练集中经 Spearman 相关分析及最小绝对收缩和选择算子(LASSO)算法筛选与CLNM相关性最强的特征。采用单因素逻辑回归筛选临床相关因素,构建临床模型。以轻量级梯度提升机分别构建瘤内、瘤周及生境模型,使用逻辑回归将最佳瘤周及生境模型与临床预测因子建立联合模型。采用受试者工作特征曲线下面积(AUC)、校准曲线和决策曲线分析评估模型效能。 结果 包膜中断征与CLNM显著相关(OR=1.871,95%CI:1.298~2.697, P =0.005)。瘤周1 mm模型在瘤周模型中表现最优,在训练集及测试集中的AUC分别为0.846(95%CI:0.783~0.908)、0.734(95%CI:0.612~0.855)。生境2模型在各生境模型中性能最佳,在训练集及测试集中的AUC分别为0.876(95%CI:0.821~0.932)、0.851(95%CI:0.755~0.948)。基于临床、瘤周1 mm及生境2特征构建的联合模型,在训练集及测试集中的AUC分别为0.907(95%CI:0.862~0.952)、0.869(95%CI:0.780~0.957),校准曲线及决策曲线分析显示联合模型具有良好的预测性能及临床净收益。 结论 基于CT的瘤内生境与瘤周影像组学联合模型可准确预测PTC CLNM,有望为该个体化手术决策提供无创影像学依据。

来源:临床放射学杂志,查看原文。版权归原作者所有。

引用

  1. 临床放射学杂志:基于CT瘤内生境及瘤周影像组学预测甲状腺乳头状癌中央区淋巴结转移的研究

供执业医师工作参考,不替代临床判断;数值与分级以指南原文为准。