喉鳞状细胞癌Ki-67阳性预测:栖息地影像组学提升列线图准确性

【字体: 时间:2025年05月19日 来源:European Journal of Radiology Open 1.8

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  针对喉鳞状细胞癌(LSCC)Ki-67阳性(>45%)预测难题,山西医科大学第一医院团队创新性将栖息地影像组学(HI)应用于静脉期CT图像分析,结合传统影像组学与分化程度构建列线图模型,训练组AUC达0.945,显著优于单一模型,为LSCC无创预后评估提供新范式。

  

喉癌作为头颈部第七大常见恶性肿瘤,其中喉鳞状细胞癌(LSCC)占比高达20%。Ki-67作为细胞增殖标志物,其高表达(>45%)与LSCC不良预后显著相关,但传统活检存在取样局限、时空异质性等问题。尽管CT等影像技术已广泛应用,传统影像组学将肿瘤视为均质整体的假设,与LSCC高度异质的生物学特性(如核心区角化细胞与边缘恶性细胞的分布差异)存在根本矛盾。

山西医科大学第一医院团队在《European Journal of Radiology Open》发表的研究,创新性地将栖息地影像组学(Habitat Imaging radiomics, HI)引入LSCC评估。通过静脉期双能CT扫描128例患者(训练集89例/测试集39例),采用K-means聚类将肿瘤划分为3个亚区(经Calinski-Harabasz指数验证),结合5种机器学习算法构建模型。关键技术包括:(1)静脉期双能CT图像采集;(2)3D Slicer手动ROI勾画与K-means亚区划分;(3)Pyradiomics提取1834个传统特征和5502个HI特征;(4)LASSO回归筛选17个关键特征;(5)MLP算法构建最优预测模型。

【研究结果】
3.1 临床特征模型:分化程度(低/中vs高)是唯一独立预测因子(OR=5.594),训练组AUC 0.798。
3.3 HI模型优势:HI模型AUC(训练0.863/测试0.803)显著高于传统模型(0.802/0.718),证实亚区分析更能反映异质性。
3.4 列线图效能:整合分化程度与RadScore的列线图表现最优,训练组AUC达0.945,决策曲线分析显示最高临床净获益。典型案例显示,对62岁低分化患者预测阳性概率91%(术后验证60%),76岁高分化患者预测17%(验证40%)。

【结论与意义】
该研究首次证实HI通过量化LSCC三维异质性,可突破传统影像组学局限。所构建的"临床-影像"多模态列线图,较单一模型提升12.3%预测精度,为术前无创评估Ki-67状态提供可靠工具。未来需通过多中心研究验证自动化ROI分割的可行性,并探索不同亚区特征的生物学意义。这项136山西省医学专项支持的研究,为LSCC精准诊疗开辟了新路径。

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