分享自:

基于双层光谱CT的临床放射组学模型预测胃癌病理T4

期刊:Academic RadiologyDOI:10.1016/j.acra.2025.04.035

这篇文档属于类型a,即报告了一项原创性研究。以下是对该研究的详细介绍:

主要作者及研究机构
本研究的主要作者包括Sihui Zeng、Shaohan Yin、Shanshan Lian、Ma Luo、Lili Feng、Yuting Liao、Zhijie Huang、Yuquan Zheng、Chuanmiao Xie和Shuiqing Zhuo。研究机构包括中山大学肿瘤防治中心放射科、华南肿瘤学国家重点实验室、广东省癌症临床研究中心以及飞利浦医疗(广州)。研究发表于《Academic Radiology》期刊,时间为2025年。

学术背景
胃癌(Gastric Cancer, GC)是全球范围内发病率和死亡率均较高的恶性肿瘤之一,尤其在局部晚期胃癌中,术前准确的分期对治疗方案的制定至关重要。病理T4期(Pathological T4, pT4)是指肿瘤侵犯浆膜层或邻近结构,与较高的微转移和腹膜播散风险相关。目前,内镜超声(Endoscopic Ultrasound, EUS)和常规CT是T分期的主要诊断手段,但pT4的鉴别仍具有挑战性。近年来,基于CT的影像组学(Radiomics)研究在提高肿瘤侵犯深度诊断准确性方面取得了进展,但双能CT(Dual-Layer Spectral CT, DLCT)的潜力尚未充分挖掘。DLCT通过双探测器层分解X射线束,生成多参数影像数据,包括虚拟单能图像(Virtual Monoenergetic Images, VMI)、碘密度(Iodine Density, ID)、有效原子序数(Effective Atomic Number, Zeff)和电子密度(Electron Density, ED)图像。本研究旨在开发并验证一种基于DLCT的临床-影像组学模型,用于术前预测胃癌患者的pT4分期。

研究流程
1. 研究人群
本研究为回顾性研究,纳入了148例经手术确诊的胃癌患者,这些患者在术前接受了DLCT扫描。患者被随机分为训练组(n=104)和测试组(n=44)。纳入标准包括:术前2周内接受DLCT扫描、未接受抗癌治疗、病理确诊为胃癌并完成T分期。排除标准包括DLCT图像不完整或质量差。

  1. 临床数据
    从电子病历中提取患者的年龄、性别、血清肿瘤标志物(如CA19-9、CA72-4、CEA)以及CT图像中的肿瘤位置和厚度等临床数据。肿瘤厚度定义为CT横断面、冠状面或矢状面中的最大值。

  2. 病理评估
    根据AJCC/UICC TNM分期系统(第8版)对手术标本进行病理T分期。pT4定义为肿瘤侵犯浆膜层或邻近结构,非pT4包括pT1-T3期肿瘤。

  3. 图像采集与重建
    所有检查均使用128层DLCT扫描仪(IQon, Philips Healthcare)进行,扫描协议包括非增强期、动脉期(Arterial Phase, AP)和门静脉期(Portal Venous Phase, PVP)。120-kV图像被重建并传输至PACS系统,随后生成常规图像和SBI(Spectral Base Image, SBI),包括40 keV、70 keV和100 keV的VMI、ID、Zeff和ED图像。

  4. 肿瘤分割
    由两名放射科医生对所有病例进行肿瘤分割,使用ITK-SNAP软件在AP和PVP的70 keV图像上勾画肿瘤感兴趣区域(Region of Interest, ROI)。计算组内相关系数(Intraclass Correlation Coefficient, ICC)评估分割的一致性,ICC>0.75表示良好一致性。

  5. 特征提取与选择
    使用PyRadiomics工具包从常规CT和SBI数据集中提取1688个影像组学特征,包括一阶统计量、形状特征、灰度共生矩阵(Gray Level Co-occurrence Matrix, GLCM)等。通过LASSO回归进行特征选择,最终保留显著特征用于模型构建。

  6. 模型构建与评估
    使用逻辑回归构建预测模型,包括临床模型、常规CT影像组学模型(Conv模型)、SBI影像组学模型(SBI模型)以及临床-影像组学组合模型(Comb模型)。通过ROC曲线下面积(Area Under Curve, AUC)、准确性(Accuracy, Acc)、敏感性(Sensitivity, Sen)和特异性(Specificity, Spe)评估模型性能。使用DeLong检验比较不同模型的ROC曲线,并通过校准曲线和决策曲线分析(Decision Curve Analysis, DCA)评估模型的临床实用性。

主要结果
1. 临床和影像特征
单变量逻辑回归分析显示,CT上的肿瘤厚度和CA19-9水平是pT4的独立预测因子。

  1. 模型性能
    Comb模型在训练组和测试组中的AUC分别为0.906和0.873,显著优于主观图像解读和其他模型。SBI模型的AUC(训练组0.898,测试组0.850)高于Conv模型(训练组0.862,测试组0.810),表明SBI特征对诊断的贡献更大。

  2. Nomogram构建
    基于Comb模型构建了Nomogram,整合了临床特征、常规CT影像组学特征和SBI特征,用于可视化预测pT4的概率。

结论
本研究首次评估了DLCT影像组学在预测胃癌pT4分期中的应用,开发了一种高诊断准确性的临床-影像组学模型。该模型在训练组和测试组中的AUC分别为0.906和0.873,显著优于常规CT和主观评估。通过Nomogram的构建,本研究为术前分期提供了可靠的非侵入性工具,有助于个性化治疗方案的制定。

研究亮点
1. 创新性方法
本研究首次将DLCT影像组学与临床特征结合,构建了预测pT4的模型,填补了该领域的研究空白。
2. 高诊断准确性
Comb模型的AUC显著高于其他模型,表明其在高危胃癌患者中的诊断潜力。
3. 临床实用性
通过Nomogram的可视化工具,本研究为临床医生提供了易于操作的预测工具,有助于优化治疗决策。

其他有价值的内容
本研究还探讨了动脉期和门静脉期影像特征的贡献,发现动脉期特征对模型预测能力的贡献更大,这可能与肿瘤的血管生成和淋巴浸润有关。此外,研究还强调了DLCT在提高小肿瘤或早期浆膜侵犯检测中的优势。

本研究为胃癌的术前分期提供了新的思路和方法,具有重要的科学价值和临床应用前景。

上述解读依据用户上传的学术文献,如有不准确或可能侵权之处请联系本站站长:admin@fmread.com