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本研究针对胃癌淋巴血管侵犯(LVI)术前预测难题,开发并验证了结合双相增强CT影像组学与临床特征的预测模型,为精准治疗提供重要依据。
胃癌是全球第五大常见恶性肿瘤,也是癌症相关死亡的第三大原因。手术切除是可切除胃癌的主要治疗选择,但术后肿瘤复发和转移严重影响预后。淋巴血管侵犯(LVI)是胃癌的独立预后风险因素,尤其在伴有淋巴结转移的晚期胃癌中。然而,LVI主要依赖术后病理检测,术前预测难度较大。为了改善这一现状,四川大学华西医院的研究人员开展了一项研究,旨在开发和验证一种基于双相增强CT的术前预测模型,通过结合肿瘤内部(ITV)和周围(PTV)的影像组学特征来预测胃癌患者的LVI状态。研究结果表明,结合临床特征和影像组学的综合模型在训练队列和测试队列中均展现出优异的预测性能(AUC分别为0.903和0.901),为胃癌患者的个性化治疗方案选择和预后评估提供了有力支持。该研究发表在《BMC Medical Imaging》上,为胃癌的精准医疗提供了新的思路和工具。
在研究中,研究人员采用了以下关键技术方法:
患者队列构建:研究纳入了2017年1月至2023年6月期间的383例胃癌患者(训练队列269例,测试队列114例)。
影像组学特征提取:从双相增强CT图像的动脉期(AP)和静脉期(VP)中提取肿瘤内部和周围的影像组学特征。
模型构建与评估:通过最小绝对收缩和选择算子(LASSO)回归选择特征,并构建逻辑回归模型。同时,结合临床风险因素构建综合模型,并通过ROC曲线下面积(AUC)和决策曲线分析(DCA)评估模型性能。
研究背景与问题
胃癌是全球第五大常见恶性肿瘤,也是癌症相关死亡的第三大原因。尽管手术切除是可切除胃癌的主要治疗选择,但术后肿瘤复发和转移严重影响患者的预后。淋巴血管侵犯(LVI)是指肿瘤细胞侵入血管和/或淋巴管壁,或在内皮细胞衬里的空间内形成肿瘤栓子。LVI是胃癌的独立预后风险因素,尤其在伴有淋巴结转移的晚期胃癌中。然而,LVI的检测主要依赖于术后病理标本,术前预测难度较大,这限制了对高风险患者的早期干预和治疗策略调整。因此,开发一种可靠的术前LVI预测模型对于改善胃癌患者的预后具有重要意义。
研究方法与结果
患者队列与影像采集
研究纳入了2017年1月至2023年6月期间的383例胃癌患者,分为训练队列(269例)和测试队列(114例)。所有患者均接受了双相增强CT扫描,扫描参数包括120 kV管电压、自动管电流、3 mm重建层厚等。影像组学特征从动脉期(AP)和静脉期(VP)的肿瘤内部(ITV)和周围(PTV)区域提取,共提取1037个特征,包括一阶特征、形状特征、纹理特征等。
影像组学特征选择与模型构建
通过最大相关性和最小冗余性筛选出20个影像组学特征,再利用LASSO回归进一步选择特征。最终,基于ITV + PTV的双相CT影像组学模型(ITV + PTV-AP + VP)展现出最高的预测能力,其AUC在训练队列和测试队列中分别为0.844和0.835。此外,结合临床特征(如肿瘤分化、CT报告的淋巴结转移状态和CT-TNM分期)构建的综合模型进一步提高了预测性能,AUC分别达到0.903和0.901。
模型评估与临床应用
研究通过ROC曲线和决策曲线分析(DCA)评估模型的预测性能。结果显示,综合模型在训练队列和测试队列中的AUC均高于单独的影像组学模型和临床模型。此外,亚组分析表明,综合模型在T1-T2期和T3-T4期胃癌中均展现出优异的预测性能。
研究结论与讨论
本研究开发的基于双相增强CT的影像组学与临床特征结合的综合模型,为胃癌患者术前LVI的预测提供了新的工具。该模型不仅提高了预测准确性,还通过决策曲线分析证明了其在临床应用中的潜在价值。研究结果表明,综合模型在不同分期的胃癌中均表现出良好的预测性能,为个性化治疗方案的选择和预后评估提供了有力支持。未来,多中心研究将进一步验证该模型的可靠性和普适性,为胃癌的精准医疗提供更坚实的依据。