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为解决克罗恩病(CD)疾病活动度评估难题,研究人员开展基于 CT 小肠造影(CTE)的影像组学列线图预测回结肠型 CD 炎症活动度的研究。结果显示列线图能有效评估炎症活动,为临床决策提供有力支持,具有重要意义。
克罗恩病(Crohn’s disease,CD)作为一种慢性、复发性的炎症性疾病,如同隐藏在胃肠道中的 “定时炸弹”,严重威胁着患者的生活质量,还可能引发多种并发症。目前,评估 CD 疾病活动度的方法众多,比如基于症状和体征的克罗恩病活动指数(Crohn’s disease activity index,CDAI)、哈维 - 布拉德肖指数(Harvey-Bradshaw index,HBI),基于内镜检查结果的克罗恩病内镜严重指数、Simple Endoscopic Score for Crohn’s Disease(SES-CD) ,以及基于磁共振小肠造影的磁共振活动指数(Magnetic Resonance Index of Activity,MaRIA)等。然而,这些方法都存在各自的 “短板”。内镜检查虽被视为评估的 “金标准”,但它属于侵入性操作,不仅费用高,还伴随着并发症风险;磁共振小肠造影(Magnetic Resonance Enterography,MRE)虽有优势,却也存在成像时间长、空间和时间分辨率有限等问题。在这样的背景下,开发一种可靠、客观的评估方法迫在眉睫。
为了解决这些难题,南京医科大学第二附属医院的研究人员挺身而出,开展了一项极具意义的研究。他们致力于构建并验证基于 CTE 影像组学和形态学特征的列线图,以此来预测 CD 的疾病活动度。这项研究成果发表在《BMC Medical Imaging》上,为 CD 的诊疗带来了新的曙光。
研究人员在开展此项研究时,运用了多个关键技术方法。首先,他们从医院的病例库中筛选出符合条件的患者,构建样本队列。这些患者均经临床、内镜和组织学确诊为 CD,且在 CTE 检查后两天内进行了回结肠镜检查,检查期间未接受新的药物治疗。接着,利用 CTE 扫描获取影像数据,并由经验丰富的放射科医生评估 CT 形态学特征。然后,借助开源软件手动勾勒感兴趣区域(Volume of Interest,VOI),提取大量影像组学特征,并通过一系列分析筛选出有价值的特征。最后,运用逻辑回归构建形态学模型(M-score)、影像组学模型(Rad-score)以及两者结合的列线图。
下面来看具体的研究结果:
- 患者特征:研究共纳入 54 例患者的 237 个肠段。依据 SES-CD 评分,这些肠段被分为非活动期(n=158)、轻度活动期(n=47)和中重度活动期(n=32) 。同时,研究人员还收集了患者的年龄、性别、疾病持续时间等临床特征。
- 区分非活动期与活动期肠段的模型开发与验证:
- 形态学特征选择与 M-score1 构建:经分析,肠狭窄和梳状征与肠段活动度显著相关,基于这两个特征构建的 M-score1 在训练队列和测试队列中,受试者工作特征曲线下面积(Area Under the Receiver Operating Characteristic Curve,AUC)分别为 0.870(95% 置信区间(Confidence Interval,CI):0.810 - 0.930)和 0.747(95% CI:0.638 - 0.855) 。
- 影像组学特征选择与 Rad-score1 构建:筛选出 830 个符合条件的影像组学特征,经进一步分析,最终选定 3 个特征构建 Rad-score1。该模型在训练队列和测试队列中的 AUC 分别为 0.857(95% CI:0.797 - 0.918)和 0.828(95% CI:0.720 - 0.917) 。
- 联合模型 1 与列线图的开发与验证:将 M-score1 和 Rad-score1 结合构建联合模型 1,其在测试队列中的 AUC 达到 0.834(95% CI:0.728 - 0.940),准确性、敏感性和特异性分别为 0.803、0.692 和 0.867 。基于联合模型 1 构建的列线图经校准曲线和决策曲线分析(Decision Curve Analysis,DCA),证实具有良好的预测准确性和临床实用性。
- 区分轻度活动期与中重度活动期肠段的模型开发与验证:
- 构建三个模型:采用类似方法构建 M-score2、Rad-score2 和联合模型 2。M-score2 仅包含梳状征这一形态学特征,Rad-score2 包含 1 个影像组学特征,联合模型 2 则由两者结合而成。
- 性能比较:联合模型 2 表现出色,在训练队列和测试队列中的 AUC 分别为 0.817(95% CI:0.676 - 0.958)和 0.781(95% CI:0.611 - 0.951) ,且与 M-score2 和 Rad-score2 相比,差异具有统计学意义。校准曲线和 DCA 也表明联合模型 2 具有良好的性能。
综合研究结果和讨论部分,此项研究意义非凡。研究人员成功构建的基于 CTE 影像组学和形态学特征的列线图,在训练队列和测试队列中都能精准区分 CD 疾病活动度的严重程度,其性能优于单一的影像组学模型或资深放射科医生的评估。这一成果为临床医生评估 CD 患者的炎症活动度提供了有力工具,有助于制定更精准的治疗方案。不过,研究也存在一些局限性,如样本量较小、CTE 存在辐射风险、手动分割耗时费力等。但瑕不掩瑜,该研究为后续的多中心、大样本研究奠定了基础,有望推动 CD 诊疗技术迈向新的高度。