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第一部分胶质母细胞瘤治疗后早期异常信号体积变化的生存评估价值目的:胶质母细胞瘤(GBM)治疗后异常信号[包括增强T1WI(CE-T1WI)强化(以下简称强化)及液体反转恢复序列(FLAIR)高信号]大小变化是病变监测的重要指标。本研究探讨GBM放化疗前后异常信号体积半自动测量的可行性及该体积变化率对于患者生存预后的预测价值。方法:回顾性分析经手术病理证实、按NCCN方案治疗的110例GBM临床及MRI资料。MRI检查时间点为术后72h内、放化疗前、放化疗结束后1个月及3个月,此后每1~3个月MR检查1次,终点事件为随访24个月或患者死亡。测量放化疗前、后异常信号正交值与体积,采用开源软件3D Slicer行减影处理和异常信号分割。计算放化疗前后异常信号体积变化率以及放疗前强化体积(PRRCE)。应用Spearman相关分析异常信号体积与正交值的相关性。生存评估指标为无进展生存(PFS)和总生存(OS)。单因素和多因素分析确定预后相关因素,受试者工作特征曲线(ROC)评估不同因素组合模型预测不良生存预后的效能。结果:全部患者的中位OS为463天,中位PFS为351天,研究截止时死亡69例、存活41例。半自动体积测量耗时142s/例,正交值测量耗时67s/例。FLAIR高信号正交值与半自动体积测量相关性良好(r=0.857,P<0.001)。72例可测量强化的正交值与体积测量相关性良好(r=0.894,P<0.001)。多因素分析显示:放化疗前及其后1个月rCE(rCE1m)(P=0.046)、PRRCE(P<0.001)、放疗后一个月强化体积(P=0.001)与OS相关;rCE1m≤减少-31.3%(记做-31.3%,下同)者平均OS小于rCE1m>-31.3%者(平均OS:458d vs.650d,P<0.001);PRRCE>8.4mm~3者平均OS小于PRRCE≤8.4mm~3者(平均OS:412 vs.583天,P<0.001)。而放化疗前及其后3个月rFLAIR(rFLAIR3m)(P=0.042)、rCE1m(P=0.010)与PFS相关。放化疗前及其后1个月rFLAIR(rFLAIR1m)与OS及PFS无关(P>0.05)。rFLAIR3m及rCE1m体积测量预测不良OS的AUC分别为0.646及0.771,正交值预测不良OS的AUC分别为0.641及0.727;模型1(临床)、模型2(临床+常规影像学模型)、模型3(体积模型)、模型4(体积模型+常规MRI模型)、模型5(临床模型+常规影像学模型+体积模型)预测GBM不良OS的AUC分别为0.690、0.723、0.877、0.879、0.898;其中模型5预测的敏感度、特异度及Youden指数分别为80.7%、81.1%及0.618。结论:基于半自动测量技术的GBM放化疗前后异常高信号体积测量具有可行性,并与正交值测量之间相关性良好。放化疗后早期异常信号体积变化率有助于改善GBM标准治疗后生存评估,其中rCE1m效能优于rFLAIR3m。第二部分放化疗后早期基于常规MRI影像组学有助于评估HGG生存预后目的:常规MRI视觉分析对于高级别胶质瘤(HGG)的生存预后价值有限。本研究探讨基于增强T1WI(CE-T1WI)及FLAIR图像的影像组学特征能否作为HGG预后评估的生物学标志以及是否改善预测效能。资料与方法:回顾性分析201例HGG的临床及影像学资料,随机分为训练组(n=141)和验证组(n=60)。应用Log-rank检验及Cox比例风险模型筛选影响HGG预后相关的临床和MRI指标。应用3D Slicer的半自动分割FLAIR异常信号,采用pyradiomics提取组学特征,特征筛选方法为单因素秩Cox回归和LASSO降维处理。分别对全部HGG(WHO Ⅲ级+Ⅳ级)、WHOⅢ级及Ⅳ级胶质瘤建立多种预后预测模型及诺模图,使用ROC曲线及一致性指数(C-index)评估诊断效能。结果:单因素分析显示,与HGG生存预后不良相关的因素包括年龄、残腔壁强化方式、室管膜下区(SVZ)受累。多因素分析表明,与生存预后不良相关的因素为残腔壁强化方式(0.664,95%CI:0.433,1.017))影像组学分析显示,与生存预后不良的6个特征为FLAIR wavelet HLH GLSZM、FLAIR wavelet LHH GLSZM Small Area Low Gray Level Emphasis、CE-T1WI log.sigma.5.0.mm 3D firstorder Median、CE-T1WI wavelet LHH GLSZM mall Area Emphasis、CE-T1WI wavelet HHL firstorder10 Percentile及CE-T1WI wavelet LLL firstorder Kurtosis。对于预测HGG不良预后,训练组:CE-T1WI组学特征曲线下面积(AUC)为0.722,FLAIR组学特征0.743、CE-T1WI+FLAIR组学特征0.737、临床+常规MRI 0.752。验证组:CE-T1WI组学特征AUC为0.627、FLAIR组学特征0.669、CE-T1WI+FLAIR组学0.657、临床+常规MRI 0.700;将影像组学特征加入常规MRI及临床模型中,训练组和验证组预测预后不良的AUC分别为0.793和0.705。对于HGG预后不良预测的C-index:训练组FLAIR组学特征预测预后不良为0.694,CE-T1WI组学特征为0.675,CE-T1WI+FLAIR组学特征为0.684,临床+常规MR模型0.648,综合模型为0.706。验证组FLAIR组学特征预测预后不良的C-index为0.636,CE-T1WI组学特征为0.643,CE-T1WI+FLAIR组学特征为0.649,临床+常规MR模型0.643,综合模型为0.693。对于WHOⅢ级胶质瘤预测预后不良的C-index:训练组CE-T1WI+FLAIR模型0.755,临床+常规MR模型0.556,综合模型0.760;验证组CE-T1WI+FLAIR模型0.696,临床+常规MR模型0.563,综合模型0.709。对于WHOⅣ级胶质瘤预测预后不良的C-index:训练组CE-T1WI+FLAIR模型0.712,临床+常规MR模型0.595,综合模型0.739。验证组CE-T1WI+FLAIR模型0.710,临床+常规MR模型0.588,综合模型0.740。结论:基于常规MRI序列图像影像组学特征可作为放化疗后HGG生存预后的影像生物标志,且对于Ⅲ级和Ⅳ级胶质瘤评估效能近似。CE-T1WI及FLAIR图像提取的影像组学特征有助于改善标准治疗后HGG病例的生存预后综合模型评估效能