前列腺癌根治性切除术病理升级的预测——基于表观扩散系数图的纹理特征和机器学习分析

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目的:探讨结合基于ADC图的纹理特征与机器学习方法的分析是否能预测Gleason评分(GS)≤6分的前列腺癌(GG1)和GS 3+4分的前列腺癌(GG2)分级组(GG)的升级。方法:纳入59名通过经直肠超声引导活检证实为GG1和GG2的前列腺癌患者。所有患者均在活检前通过同一台MRI检查仪进行检查。所有患者均通过根治性前列腺癌切除术确认最终病理。将患者分为训练组和验证组。每位患者均从ADC图提取出94个纹理特征。独立样本t检验或Mann-Whitney U检验用于筛选出GG升级组和GG未升级组间存在显著差异的纹理特征。根据根治性前列腺切除术的最终病理,比较了GG1和GG2的纹理特征。本研究通过Lasso回归分析进一步筛选纹理特征,并构建了4种机器学习模型。每种模型的预测效能均通过ROC曲线评估,并对ROC曲线下面积(AUC)进行了比较。结果:最终筛选出6个纹理特征用于构建机器学习模型,这些特征在GG升级组和GG未升级组间存在显著差异(P<0.05)。所有机器学习模型均具有良好的预测效能。训练组最近邻方法(NNA)和支持向量机(SVM)的预测效能优于随机森林(RF)。NNA的AUC、敏感性、特异性分别为0.872(95%CI:0.750-0.994),0.967,0.778;SVM的AUC、敏感性、特异性分别为0.861(95%CI:0.732-0.991),1.000,0.722。验证组的AUC均为显著差异。结论:结合基于ADC的纹理特征和机器学习方法的分析,能无创预测前列腺癌的GG从活检到前列腺癌根治术后的升级,且具有令人满意的效能。
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