CT 影像组学列线图:精准预测小细胞肺癌无进展生存期的新利器

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:BMC Medical Imaging 2.9

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  小细胞肺癌(SCLC)预后差,现有成像技术虽提高诊断率但生存结局未改善。研究人员开发基于 CT 的临床 - 影像组学融合列线图预测 SCLC 患者无进展生存期(PFS)。结果显示该模型预测性能良好,有助于临床决策,改善患者预后。

  肺癌一直是全球癌症相关死亡的首要原因,发病率也居于恶性肿瘤之首。小细胞肺癌(SCLC)作为肺癌的一种特殊类型,是高度恶性的神经内分泌癌,具有低分化、增殖快、易早期转移的特点。尽管它在肺癌病例中约占 15%,但由于地域和种族差异,全球 SCLC 的精确负担难以估计。而且,约 70% 的患者初诊时就已处于广泛期(ES - SCLC),预后极差,5 年生存率极低,局限期(LS - SCLC)患者的 5 年生存率仅为 20 - 25%,广泛期患者更是低至 2%。
在诊断方面,虽然像薄层 CT 这样的成像技术进步提高了 SCLC 的检测率,但患者的生存结局却没有得到明显改善。目前,SCLC 的标准治疗方案有限,手术治疗的适用人群少且存在争议,化疗和放疗虽有一定效果,但多数患者会在治疗后 6 个月内复发。近年来,免疫疗法虽带来了新希望,但总体预后仍然不佳。这一系列困境促使研究人员积极寻找新的方法来改善 SCLC 患者的预后,于是基于 CT 的临床 - 影像组学融合列线图的研究应运而生。

复旦大学附属华东医院的研究人员开展了此项研究,旨在开发并验证一种结合临床风险因素和影像组学评分(Rad - score)的临床 - 影像组学列线图,用于估计 SCLC 患者的无进展生存期(PFS)。该研究成果发表在《BMC Medical Imaging》上,为 SCLC 的预后评估和临床决策提供了重要参考。

研究人员开展此项研究时,用到了以下几个主要关键技术方法:

  1. 数据收集与分组:从 2013 年 1 月 1 日至 2023 年 12 月 31 日,收集了 538 例在华东医院接受 CT 检查的 SCLC 患者资料,最终根据纳入和排除标准筛选出 95 例患者,并将其随机分为训练队列和验证队列,比例为 7:312
  2. 特征提取与选择:由两位经验丰富的放射科医生使用 3D - SLICER 软件对肿瘤进行三维(3D)分割,再利用 Pyradiomics 提取 1218 个影像组学特征。通过最小绝对收缩和选择算子(LASSO)、单因素和多因素 Cox 分析筛选出与 PFS 相关的特征34
  3. 模型构建与评估:对 12 个临床风险因素进行单因素和多因素 Cox 分析,构建临床列线图;结合筛选出的影像组学特征构建临床 - 影像组学融合列线图。使用一致性指数(C - index)、校准曲线和决策曲线分析(DCA)等方法评估模型性能56

下面介绍研究结果:

  1. 患者临床特征:95 例患者的中位年龄为 68 岁,男性占 88%。训练队列和验证队列在临床特征分布上无显著差异7
  2. 临床风险因素与 PFS 的关系:单因素 Cox 回归分析显示,手术、神经元特异性烯醇化酶(NSE)和糖类抗原 125(CA125)水平与 PFS 显著相关,这些因素被用于构建临床列线图8
  3. 影像组学特征筛选与 Rad - score 计算:通过 LASSO、单因素和多因素 Cox 分析,最终确定 5 个影像组学特征用于计算 Rad - score,并构建临床 - 影像组学列线图49
  4. 模型性能评估:在训练队列和验证队列中,临床 - 影像组学列线图模型的 C - index 分别为 0.744 和 0.717,均高于临床列线图模型(0.718 和 0.715)。校准曲线显示模型校准良好,DCA 表明临床 - 影像组学列线图在临床实用性上更优1011

研究结论和讨论部分指出,该研究构建的临床 - 影像组学融合列线图在预测 SCLC 患者 PFS 方面表现出色,优于仅基于临床因素的模型。它能为临床医生提供更准确的预后评估,帮助制定个性化的随访策略和治疗方案,具有重要的临床价值。例如,通过设定风险阈值,医生可判断患者是否需要更密切的随访或更积极的治疗干预。同时,该模型还能深入揭示肿瘤的生物学特征,为进一步研究 SCLC 的发病机制提供线索。

然而,研究也存在一定局限性。影像组学模型的准确性依赖于成像数据的质量和一致性,特征选择不当可能导致过拟合,样本量较小也会影响模型的泛化能力。此外,回顾性研究设计和手动病灶标注可能存在偏差。未来研究计划通过收集多中心的大规模异质性数据集进行外部验证,探索深度学习与传统影像组学特征提取、多模态数据和优化算法的结合,以进一步提高模型性能,使其更适用于临床实践。总体而言,这项研究为 SCLC 的预后预测和临床管理开辟了新方向,具有重要的理论和实践意义,有望为改善 SCLC 患者的生存状况带来新的突破。

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