基于MRI及临床分期CT影像组学预测乳腺癌新辅助治疗疗效的研究

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背景新辅助治疗常用于临床腋窝淋巴结阳性(cN+)乳腺癌,其可术前减少肿瘤负荷、使肿瘤降期,以提高保乳、保腋窝的可能性。乳腺癌新辅助治疗的疗效反应是重要的预后预测因子,病理完全缓解(pCR)者预后更佳;同时也是指导手术方案选择的关键因素。因此,术前准确预测新辅助治疗疗效具有重要临床意义。目的1)探究联合MRI定性特征与临床病理特征术前预测乳腺癌新辅助治疗后腋窝淋巴结pCR的临床应用价值;2)在第—部分研究基础上,探究MRI影像组学定量特征能否进一步提升腋窝pCR的预测精度;3)基于影像组学探究治疗前临床分期CT在乳腺癌新辅助治疗疗效预测方面的附加价值。方法1)回顾性收集3家医院接受新辅助治疗的cN+乳腺癌病例共389例,并按时间顺序分为训练组(n=183)、内部和外部验证组(n=76;n=75)、内部和外部测试组(n=30;n=25)。在训练组中,采用单因素和多因素logistic回归分析联合MRI和临床病理特征构建简化评分系统。在验证组中使用受试者工作特征(ROC)曲线和校正曲线评价预测效能,并在测试组中进一步验证。2)研究病例同第一部分的训练组(n=183)和内部验证组(n=76)。基于乳腺MRI图像提取影像组学特征,经特征筛选后使用反向传播神经网络构建影像组学标签。然后,联合第一部分的简化评分系统构建影像组学联合模型,并使用ROC曲线、校正曲线及决策曲线分析评价其预测效能。3)回顾性收集我院新辅助治疗前行胸部增强CT检查的乳腺癌病例共215例,并按时间顺序分为训练组(n=138)和验证组(n=77)。基于瘤内和瘤周区域分别提取影像组学特征,经特征筛选后使用logistic回归构建瘤内和瘤周标签,并进一步联合分子特征信息构建列线图;其预测效能基于区分度、校准度和临床实用性进行评价。结果1)简化评分系统由7个MRI及临床病理特征组成,其具有良好的校准度和区分度;训练组、内部和外部验证组的AUC分别为0.835、0.828和0.798。评分越高则腋窝pCR率越高,≥11分者pCR率为86%-100%。测试组中,诊断腋窝pCR的准确性为 80%-90%。2)MRI影像组学标签由5个特征组成,其验证组AUC为0.821,且具有良好校准度。联合模型在训练组及验证组的AUC均为0.912,其预测效能优于简化评分系统。决策分析结果显示其具有临床实用性。3)相较于仅由分子特征组建的临床模型(AUC:0.717;0.756),CT影像组学列线图的pCR预测效能更好,训练组和验证组AUC分别为0.821和0.818,并具有良好校准度,且决策曲线分析示其具有临床应用价值。结论通过联合定性和定量影像特征,本研究可为精准预测乳腺癌新辅助治疗疗效提供辅助工具,从而协助临床个体化治疗。
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