基于 MRI 影像组学列线图预测无功能垂体大腺瘤术后复发的研究

【字体: 时间:2025年04月15日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为提高无功能垂体大腺瘤(NFMA)患者术后 5 年复发预测准确性,研究人员开展结合临床数据和影像组学特征构建预测模型的研究。结果显示,联合模型预测性能更优。这有助于指导术后随访策略及辅助治疗,意义重大。

  在人体的 “内分泌司令部”—— 垂体上,有一种常见的肿瘤,那就是垂体腺瘤。它约占所有颅内肿瘤的 10 - 15%,其中无功能垂体大腺瘤(NFMA)又是垂体肿瘤的常见类型,直径大于 10mm。虽然大部分 NFMA 被诊断为良性腺瘤,但部分患者术后仍可能出现早期进展或复发,复发率在 12 - 58%。术后辅助放疗虽能降低复发风险,却可能带来不可逆的垂体功能障碍等长期并发症。因此,寻找能准确预测 NFMA 术后复发的方法迫在眉睫。此前的研究中,虽有不少临床和病理指标被认为与垂体腺瘤复发相关,但传统 MRI 特征大多定性且主观,不同观察者之间存在差异。而影像组学虽有应用于垂体腺瘤研究的趋势,但多数样本量小且仅涉及单序列研究。
为了解决这些问题,青岛大学附属医院的研究人员开展了一项回顾性研究。他们纳入了 2012 年 1 月至 2018 年 1 月在本院接受手术的 292 例 NFMA 患者,并将其随机分为训练集和验证集,同时收集了 123 例在山东省立医院接受治疗的 NFMA 患者作为外部测试集。通过收集患者的临床、病理和常规影像特征,结合术前 MRI 影像组学特征,构建了临床预测模型(Cli - score)、影像组学预测模型(Rad - score)和联合预测模型。研究结果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员在本次研究中主要用到了以下关键技术方法:首先是 MRI 扫描技术,对患者进行术前 MR 平扫和增强扫描,获取 T1WI、T2WI 和 T1 增强图像;其次是影像组学特征提取技术,使用 3D Slicer 软件进行图像分割和特征提取;最后运用统计分析方法,利用 SPSS 和 R 软件进行单因素和多因素 Logistic 回归分析、Lasso 回归分析等,构建预测模型并评估模型性能 。

研究结果主要如下:

  1. 临床和常规影像特征:训练集、验证集和外部测试集在多数临床、常规影像和病理特征上无统计学差异,但在肿瘤质地、T2 信号强度比、FSH 阳性率和 Ki - 67 指数上存在差异。在肿瘤体积和直径方面,不同组的复发与未复发患者间存在差异,且部分具有统计学意义。此外,肿瘤侵袭部位、形态、Knosp 分级、切除范围、免疫组化 GH 和 PRL 阳性率等定性特征在不同组间也有差异。
  2. 模型构建与验证:临床模型中,哑铃形、不规则形、分叶状肿瘤形态,次全切除、大部分切除,PRL 阳性,Ki - 67≥3,T2 信号比等被确定为预测肿瘤复发的风险因素。影像组学模型从 T1WI、T2WI 和 T1 增强图像中提取出 3390 个影像组学特征,经筛选最终确定 14 个特征用于构建模型。联合模型将临床和影像组学特征结合,绘制列线图。
  3. 模型预测性能比较:通过绘制 ROC 曲线、校准曲线和决策曲线分析(DCA)评估模型性能。结果显示,联合模型在训练集、验证集和外部测试集的 AUC 值均高于临床模型和影像组学模型,具有最高的预测性能,且 DCA 曲线表明联合模型在多数阈值概率范围内的净获益率更高。

在研究结论与讨论部分,本次构建的临床模型和影像组学模型均有助于预测 NFMA 患者术后 5 年肿瘤复发,而联合模型整合了患者临床特征和影像组学特征,其预测性能优于单一模型,且在外部数据集上得到验证。该联合模型可帮助医生预测 NFMA 患者术后 5 年复发情况,从而指导术后随访策略的选择,对于高风险患者,能建议其尽早启动辅助治疗。不过,该研究也存在一定局限性,如回顾性研究可能存在偏倚,研究对象仅为 NFMA,传统影像组学方法存在主观性、对多种因素敏感且缺乏标准化等问题。尽管如此,这项研究仍为 NFMA 术后复发的预测提供了新的思路和方法,具有重要的临床意义,为后续相关研究奠定了基础,有望推动该领域的进一步发展。
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