接受放化疗的直肠癌术前治疗反应预测的规划CT临床靶区放射组学分析

《Strahlentherapie und Onkologie》：Clinical target volume radiomics from planning CT for pretreatment response prediction in rectal cancer undergoing chemoradiotherapy

　　

摘要

研究目的

直肠癌患者对新辅助化学放疗的反应存在较大差异。本探索性研究旨在探讨在术前非对比放射治疗计划CT中从临床目标体积中提取的放射组学特征，是否能为预测治疗反应不佳提供额外信息。

研究方法

这项回顾性单中心研究纳入了2008年至2024年间接受新辅助化学放疗的60例直肠癌患者，其中50例治疗反应良好，10例反应不佳。从最初的术前治疗计划CT的目标体积中提取了1148个放射组学特征，并将这些特征与年龄、性别、cT分期、cN分期、对数转换后的癌胚抗原值以及肿瘤到肛门边缘的距离等临床变量结合在一起。通过重复嵌套交叉验证并结合ComBat协调方法对模型进行内部评估，同时通过汇总的多次外部验证结果来评估模型的性能，包括区分度、显性校准度、基于阈值的操作特征以及决策曲线分析。

研究结果

表现最佳的临床-放射组学结合模型是Extra Trees模型，其接收者操作特征曲线下面积为0.754（95%置信区间为0.713–0.789），而仅使用临床数据的模型这一数值为0.507。在事后按敏感性优化的操作阈值下，该结合模型在汇总的多次外部验证分析中的敏感度为0.94（95%置信区间为0.89–0.98），特异性为0.47（95%置信区间为0.42–0.51），阴性预测值为0.98。决策曲线分析表明，在内部分析中，对于低至中等概率阈值的情况，该模型可能具有实际应用价值。

研究结论

通过常规术前非对比治疗计划CT获得的基于临床目标体积的放射组学数据，可为预测直肠癌患者对新辅助化学放疗的反应不佳提供参考信息。由于治疗计划CT通常在放射治疗前就已生成，因此这种分析方法适用于以放射治疗为研究对象的研究。不过这些研究结果仅为假设生成，若要用于临床，还需进一步的外部验证。