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目的:探索基于磁共振的影像组学技术构建行经肝动脉化疗栓塞术的肝细胞肝癌患者短期疗效预后预测模型的可行性,为临床TACE治疗患者的整体治疗方案提供决策依据。
方法:回顾性收集2016年6月至2018年7月在丽水市中心医院初次行肝动脉化疗栓塞术(transcatheter arterial chemoembolization,TACE)治疗的肝细胞肝癌(Hepatocellular Carcinoma,HCC)患者123例,其中男90例,女33例,年龄24~83岁,平均(58±10)岁,共123个肝癌病灶,所有患者均经病理证实为肝细胞肝癌,并在术前1个月内行MRI扫描检查。同时,所有患者在TACE术后3-4个月内进行了影像学随访,采集患者术前及术后的T2WI序列图像。根据改良后实体瘤疗效评价标准(modified Response Evaluation Criteria in Solid Tumors,mRECIST)将所有患者分为有疗效组(完全缓解+部分缓解)和无疗效组(病情稳定+病情进展)。按照0.7的比率将所有123例患者进一步随机划分为训练组85例和验证组38例,对训练组及验证组组内的有疗效患者及无疗效患者的临床指标使用卡方检验、成组t检验做统计学差异分析(P<0.05认为存在差异)。随后,利用患者术前T2WI图像进行影像组学分析,由高年资放射科医师使用A.K.软件在图像上半自动圈划感兴趣体积区(Volume of Interst,VOI),并使用A.K.软件提取图像高维纹理特征。基于R语言对所得纹理参数进行预处理。使用最小绝对收缩与选择算子算法(Least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)及十倍交叉验证法对训练组数据进行降维,筛选特征性纹理参数,对筛选出的纹理参数使用多元逻辑回归方法建立TACE短期疗效预测模型,并计算所有患者的放射值(radiomics scores,rad-scores)。使用验证组38例图像对预测模型进行内部检验,通过受试者工作曲线(Receiver Operating Characteristic,ROC)的曲线下面积(Area Under Curve,AUC)及模型的特异度与灵敏度检验模型的效能,使用校准曲线检验模型的拟合程度。
结果:训练组85例患者中有疗效42例,无疗效43例;验证组38例患者中有疗效19例,无疗效19例。两组患者组内一般资料比较均无统计学差异。每个患者的T2WI图像分析得到5类共396个不同的纹理参数,经LASSO回归及10倍交叉验证法筛选最终得到5个特征性纹理参数,具体为stdDeviation,ClusterProminence_angle135_offset4,Correlation_angle135_offset4,Inertia_angle135_offset4,InverseDifferenceMoment_angle45_offset4,根据以上5个纹理参数及其对应系数值,使用多元logistic回归构建模型函数,根据模型计算得到每个患者相应的放射值,模型在训练组中的ROC曲线下面积为0.812(95%CI:0.722~0.901),灵敏度和特异度分别为0.837和0.690,验证组中的ROC曲线下面积为0.801(95%CI:0.654~0.947),灵敏度和特异度分别为0.895和0.632。结果表明本研究构建的TACE短期疗效预测模型具有较高的预测效能。
结论:利用基于MRI的影像组学技术预测肝癌患者行TACE术后的短期疗效是可行的,预测模型稳定且可靠。
方法:回顾性收集2016年6月至2018年7月在丽水市中心医院初次行肝动脉化疗栓塞术(transcatheter arterial chemoembolization,TACE)治疗的肝细胞肝癌(Hepatocellular Carcinoma,HCC)患者123例,其中男90例,女33例,年龄24~83岁,平均(58±10)岁,共123个肝癌病灶,所有患者均经病理证实为肝细胞肝癌,并在术前1个月内行MRI扫描检查。同时,所有患者在TACE术后3-4个月内进行了影像学随访,采集患者术前及术后的T2WI序列图像。根据改良后实体瘤疗效评价标准(modified Response Evaluation Criteria in Solid Tumors,mRECIST)将所有患者分为有疗效组(完全缓解+部分缓解)和无疗效组(病情稳定+病情进展)。按照0.7的比率将所有123例患者进一步随机划分为训练组85例和验证组38例,对训练组及验证组组内的有疗效患者及无疗效患者的临床指标使用卡方检验、成组t检验做统计学差异分析(P<0.05认为存在差异)。随后,利用患者术前T2WI图像进行影像组学分析,由高年资放射科医师使用A.K.软件在图像上半自动圈划感兴趣体积区(Volume of Interst,VOI),并使用A.K.软件提取图像高维纹理特征。基于R语言对所得纹理参数进行预处理。使用最小绝对收缩与选择算子算法(Least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)及十倍交叉验证法对训练组数据进行降维,筛选特征性纹理参数,对筛选出的纹理参数使用多元逻辑回归方法建立TACE短期疗效预测模型,并计算所有患者的放射值(radiomics scores,rad-scores)。使用验证组38例图像对预测模型进行内部检验,通过受试者工作曲线(Receiver Operating Characteristic,ROC)的曲线下面积(Area Under Curve,AUC)及模型的特异度与灵敏度检验模型的效能,使用校准曲线检验模型的拟合程度。
结果:训练组85例患者中有疗效42例,无疗效43例;验证组38例患者中有疗效19例,无疗效19例。两组患者组内一般资料比较均无统计学差异。每个患者的T2WI图像分析得到5类共396个不同的纹理参数,经LASSO回归及10倍交叉验证法筛选最终得到5个特征性纹理参数,具体为stdDeviation,ClusterProminence_angle135_offset4,Correlation_angle135_offset4,Inertia_angle135_offset4,InverseDifferenceMoment_angle45_offset4,根据以上5个纹理参数及其对应系数值,使用多元logistic回归构建模型函数,根据模型计算得到每个患者相应的放射值,模型在训练组中的ROC曲线下面积为0.812(95%CI:0.722~0.901),灵敏度和特异度分别为0.837和0.690,验证组中的ROC曲线下面积为0.801(95%CI:0.654~0.947),灵敏度和特异度分别为0.895和0.632。结果表明本研究构建的TACE短期疗效预测模型具有较高的预测效能。
结论:利用基于MRI的影像组学技术预测肝癌患者行TACE术后的短期疗效是可行的,预测模型稳定且可靠。