基于多参数MRI瘤内及瘤周影像组学模型鉴别孤立性肝内肿块型胆管癌与结直肠癌肝转移

本文创新性地构建了整合临床影像特征与多参数MRI（DWI/T2WI/HBP）瘤内及5 mm瘤周影像组学特征的联合模型，通过机器学习（LASSO/RFE算法）实现了孤立性肝内肿块型胆管癌（IMCC）与结直肠癌肝转移（CRLM）的高精度鉴别（AUC达0.978）。研究首次证实DWI序列5 mm瘤周区域特征具有关键鉴别价值，为临床制定个体化治疗方案提供了无创诊断工具。

　　

ABSTRACT

本研究旨在建立基于瘤内及瘤周影像组学的术前鉴别模型，用于区分孤立性肝内肿块型胆管癌（IMCC）与结直肠癌肝转移（CRLM）。通过多中心回顾性分析，研究团队发现整合5 mm瘤周特征的联合模型在训练组和验证组分别达到0.978和0.940的AUC值，显著优于传统临床影像模型。

方法学创新

研究纳入了来自三家医疗中心的212例患者（训练组170例，验证组42例），采用ITK-SNAP软件勾画肿瘤及3-20 mm不同范围的瘤周区域。通过Pyradiomics提取1625个定量特征后，采用递归特征消除（RFE）和最小绝对收缩选择算子（LASSO）进行特征筛选。值得注意的是，扩散加权成像（DWI）序列的5 mm瘤周区域被证实为最优鉴别范围，其模型AUC达0.943。

关键技术突破

研究团队开发了多模态集成学习框架：

1. 单序列模型：DWI+VOI_5mm表现最优（训练组AUC 0.945）

2. 多序列融合：整合DWI/T2WI/HBP特征后，模型性能提升17.2%

3. 联合模型：结合4项临床影像特征（病灶位置、肿瘤边缘、T2WI边界、胆管扩张）与3个关键影像组学特征，实现91.7%的准确率

生物学意义

SHAP分析揭示：

• DWI瘤周特征反映肿瘤微环境异质性，可能与IMCC特有的促纤维化微环境相关

• 胆管扩张（OR=29.4）和右肝叶病灶（OR=107.2）具有显著鉴别价值

• 瘤周5 mm区域可能包含特异性免疫浸润模式，这为后续机制研究提供了影像学生物标志物

临床应用价值

该模型可有效避免25%的不必要结肠镜检查（文献报道误诊率），对临床决策具有三重意义：

1. 指导IMCC患者直接行肝切除术

2. CRLM患者需联合结直肠原发灶处理

3. 减少侵入性诊断操作

局限性与展望

当前研究存在回顾性设计的固有局限，未来需开展：

• 多中心前瞻性验证

• 瘤周区域定义标准化（现有1.5T/3.0T设备差异）

• 长期随访验证预测效能与生存关联

这项研究为肝脏占位性病变的精准诊疗提供了创新方法，其多参数MRI融合策略和瘤周特征挖掘思路，可拓展至其他肿瘤鉴别诊断领域。