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在结直肠癌（CRC）诊疗中，术前评估膀胱侵犯（BI）困难重重。研究人员开展基于 CT 影像构建影像组学模型检测 BI 的研究。结果显示该模型效能优于传统 CT 印象诊断。这有助于精准分期，减少不必要手术，为 CRC 治疗决策提供有力支持。
在癌症的世界里，结直肠癌（Colorectal Cancer，CRC）是一位 “常客”，每年全球新增病例至少 180 万 。当 CRC 病情发展，癌细胞是否侵犯到膀胱（Bladder Invasion，BI）成为一个关键问题。因为这不仅关乎癌症的分期，更影响着治疗方案的选择。然而，目前的诊疗手段在判断 CRC 是否侵犯膀胱时，遇到了不少麻烦。
传统的对比增强 CT 虽然常用，但它在检测宏观膀胱侵犯时，灵敏度只有 64.3%，而且在判断炎症粘连和真正的肿瘤浸润方面能力有限，容易高估侵犯情况 。膀胱镜检查虽然能发现一些黏膜异常，却无法预测透壁侵犯，导致恶性肿瘤的假阳性率高达 53% 。这些问题使得术前准确判断膀胱侵犯成为一个亟待解决的难题，也促使研究人员去探索更有效的方法。
为了攻克这一难题，北京大学第一医院的研究人员挺身而出。他们开展了一项极具意义的研究，旨在探究基于 CT 影像的影像组学模型检测 CRC 膀胱侵犯的可行性。
研究人员收集了 2009 年 12 月至 2021 年 9 月期间符合条件的 96 例患者的腹部 CT 影像 。这些患者都接受了原发性 CRC 切除术，并伴有部分或全部膀胱切除术，同时具备完整的临床信息和术后病理结果，以此确定是否存在膀胱侵犯。随后，他们将这 96 例患者按照 7:3 的比例随机分为训练数据集（n=68）和测试数据集（n=28） 。
在研究过程中，有几个关键技术方法发挥了重要作用。首先是影像数据的处理，研究人员使用 ITK - Snap 软件，由两位经验不同的放射科医生手动标注感兴趣区域（Region of Interest，ROI），即膀胱和 CRC 最接近的区域 。接着，对 CT 图像进行重采样、格式转换、平滑处理以及灰度值截断等一系列预处理操作，以消除空间分辨率差异和减少边缘伪影 。之后，利用 PyRadiomics 包提取多种特征，并通过 Z 分数归一化技术对特征进行标准化处理 。最后，运用主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）降维，选取合适的主成分训练分类提升（Categorical Boosting，CatBoost）模型 。
下面来看看具体的研究结果：
- 临床特征分析：对比 BI (+) 和 BI (-) 患者的临床特征发现，除了测试数据集中肿瘤分化存在差异外，其他临床因素如年龄、性别、BMI、CA19 - 9、CEA、肿瘤位置和直径等均无显著差异 。
- CT 印象诊断结果：两位放射科医生对 CT 图像特征的评估显示，CRC 扩张、膀胱壁增厚和膀胱周围条索影的阅片者间一致性分别为 0.876、0.761 和 0.769 。在训练数据集和测试数据集中，CT 印象诊断的准确率分别为 64.7% 和 53.6% 。
- 影像组学模型结果：经过一系列筛选和处理，最终确定了 5 个 PCA 特征来训练 CatBoost 模型 。在训练数据集中，影像组学模型的曲线下面积（Area Under the Curve，AUC）为 0.864（95% CI：0.778，0.951），显著高于 CT 印象诊断的 0.678（95% CI：0.569，0.786），P = 0.007 ；在测试数据集中，影像组学模型的 AUC 为 0.883（95% CI：0.699，1.000），同样显著高于 CT 印象诊断的 0.570（95% CI：0.370，0.770），P = 0.040 。此外，影像组学模型在其他评估指标如准确率（Accuracy，ACC）、灵敏度（Sensitivity，SEN）、特异性（Specificity，SPE）等方面也表现更优 。
研究结论和讨论部分意义重大。该研究表明，使用影像组学模型预测 CRC 膀胱侵犯是可行的，而且在效能上可能优于人类放射科医生的判断。这一成果可以辅助局部晚期 CRC 的术前分期，帮助医生更精准地选择治疗策略，减少不必要的膀胱切除手术，从而降低患者的手术风险和术后并发症的发生，提高患者的生活质量。
不过，这项研究也存在一些局限性。比如样本量较小，尤其是测试集中阳性侵犯病例数有限，可能影响模型的统计效力和稳健性；使用不同的 CT 扫描仪和成像协议可能导致影像组学特征提取的变异性；研究人群主要是接受手术的患者，存在选择偏倚；单中心设计限制了研究结果的普遍性；手动标注 ROI 不仅耗费人力，还可能存在观察者间的差异 。但这些不足也为后续研究指明了方向，未来的研究可以从扩大样本量、采用统一的扫描设备和协议、纳入更多非手术患者、开展多中心研究以及开发自动化分割方法等方面进行改进。
总体而言，这项发表在《Scientific Reports》上的研究为 CRC 膀胱侵犯的术前评估提供了新的思路和方法，虽然还有改进的空间，但已经在结直肠癌的精准诊疗道路上迈出了重要的一步。
