【摘 要】
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目的:构建和验证直肠癌异时性远处转移（metachronous distant metastasis,MDM）的磁共振影像组学预测模型。材料和方法:回顾性分析我院2015年1月至2018年12月经病理确诊的直肠腺癌患者123例,初始胸、腹、盆腔增强CT均未发现远处转移,根据随访2年的结果分为MDM组（n=47）和非MDM组（n=76）。选取每位患者基线高分辨率磁共振中的T2WI、静脉期（注射对比剂
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目的:构建和验证直肠癌异时性远处转移（metachronous distant metastasis,MDM）的磁共振影像组学预测模型。材料和方法:回顾性分析我院2015年1月至2018年12月经病理确诊的直肠腺癌患者123例,初始胸、腹、盆腔增强CT均未发现远处转移,根据随访2年的结果分为MDM组（n=47）和非MDM组（n=76）。选取每位患者基线高分辨率磁共振中的T2WI、静脉期（注射对比剂后1min）、DWI（b=1000s/mm~2）、ADC图像,手动逐层勾画VOI（Volume of interest）后自动提取影像组学特征。以7:3将患者随机分为训练集、测试集,应用皮尔森相似度（Pearson Correlation Coefficients,PCC）、多变量方差分析（Analysis of Variance,ANOVA）选择与MDM相关性最好的特征（包括临床资料、生化指标、磁共振征象和直肠原发灶的影像组学特征）。在训练集上使用线性判别分类器（Linear Discriminant Analysis,LDA）构建影像组学预测模型,采用受试者工作特征曲线（Receiver Operating Curve,ROC）评估模型的预测效能,评价指标包括曲线下面积（Area Under The Curve,AUC）、灵敏度、特异度、准确度、阳性预测值、阴性预测值。使用5折交叉验证检验模型的稳定性。结果:（1）单因素分析结果提示基线磁共振壁外血管侵犯（Extramural vascular invasion,EMVI）、治疗前肿瘤标记物CEA在MDM组和非MDM间的差异具有统计学意义（P值分别为0.030、0.038）,而性别、年龄、肿瘤位置、肿瘤厚度、肿瘤最大层面平均ADC值、T分期、N分期、环周切缘（Circumferential resection margin,CRM）、治疗前肿瘤标记物CA199、治疗方式在两组间的差异均无统计学意义（P值范围0.082～0.966）;多因素二元Logistic回归分析结果提示基线EMVI是直肠癌MDM的独立危险因素（OR=2.174,P=0.049）。（2）每位患者均获得4个VOI,每个VOI均提取到1409个影像组学特征,最终每位患者共5636个影像组学特征。经特征降维后,筛选出16个与直肠癌MDM最相关的特征,包括:（1）T2WI特征,2个;（2）静脉期特征,2个;（3）DWI特征,8个;（4）ADC特征,1个;（5）临床放射学特征,3个（即治疗方式、治疗前CEA、基线EMVI）。应用LDA分类器构建的影像组学预测模型训练集AUC、95%CI、灵敏度、特异度、准确度、阳性预测值、阴性预测值分别为0.927、0.862～0.977、0.879、0.906、0.895、0.853、0.923,测试集AUC、95%CI、灵敏度、特异度、准确度、阳性预测值、阴性预测值分别为0.752、0.580～0.895、0.714、0.739、0.730、0.625、0.810,5折交叉验证训练集、验证集的平均AUC分别为0.957、0.747,提示预测模型具有较好的稳定性。结论:基于基线磁共振的影像组学模型可作为早期预测直肠癌MDM的一项无创辅助工具,协助临床决策,从而改善患者预后。
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