目的：　　1.建立基于原发病灶纹理特征的可检测结直肠癌同时性肝转移的影像生物标志。　　2.建立基于影像生物标志的可检测结直肠癌同时性肝转移的临床-影像模型。　　方法：　　1.病例收集　　本研究通过了广东省人民医院（广东省医学科学院）伦理委员会的批准(批准号:GDREC2012020H)。回顾性收集广东省人民医院（广东省医学科学院）2007年1月至2012年4月之间经手术切除或活检病理确诊为结直肠癌病例，从其中筛选结直肠癌确诊时合并肝转移患者;并以样本量(1∶1)配比筛选结直肠癌确诊时无伴肝转移患者。　　结直肠癌确诊时合并同时性肝转移患者的纳入与排除标准　　纳入标准:(a)患者经病理确诊为结直肠癌，确诊时并有病理或临床确诊合并肝转移;(b)患者确诊前后两周内有包含结直肠癌病灶的完备增强CT图像。　　排除标准:(a)患者确诊为结直肠癌前合并其他原发癌的肝转移;(b)患者确诊前后两周内的CT检查前经过放疗、化疗或放化疗;(c)患者合并炎症性疾病，包括感染、缺血性心脏病、胶原性疾病、肠穿孔或梗阻;(d)患者合并家族性腺瘤性息肉病或遗传性非息肉性结肠癌;(e)CT图像缺乏或质量差而无法评估者。　　结直肠癌确诊时无合并肝转移患者的纳入与排除标准　　纳入标准:(a)患者经病理确诊为结直肠癌，且确诊时肝内无转移灶;(b)患者确诊前后两周内有包含结直肠癌病灶的完备增强CT图像。　　排除标准:(a)患者确诊前后两周内的CT检查前经过放疗、化疗或放化疗;(b)患者合并炎症性疾病，包括感染、缺血性心脏病、胶原性疾病、肠穿孔或梗阻;(c)家族性腺瘤性息肉病或遗传性非息肉性结肠癌;(d)CT图像缺乏或质量差而无法评估者。　　临床资料收集　　对病例人口学资料（年龄、性别）、原发癌灶部位（升结肠、横结肠、降结肠、乙状结肠、直肠）及癌胚抗原(CEA)水平的基线数据进行了回顾性记录。CEA水平正常与异常的阈值为5ng/ml(正常＜5ng/ml;升高≥5ng/ml)。　　2.CT扫描方案　　患者行GE LightSpeed Ultra8排螺旋CT(GE Healthcare，Hino，Japan)或LightSpeed VCT64排螺旋CT（GE Medical systems，Milwaukee，Wis）腹部CT扫描。首先行平扫CT扫描，采集平扫CT图像。增强CT扫描:静脉注射90-100毫升碘造影剂(Ultravist370，Bayer Schering Pharma，Berlin，Germany)，注射速度为3.0或3.5ml/s(Ulrich CT Plus150，Ulrich Medical，Ulm，Germany);分别于22和60s延迟后采集动脉期和门脉期增强CT图像。　　3.图像后处理及纹理特征提取　　感兴趣区域(Region of interest，ROI)的放置　　扫描完成后数据传输到GE工作站，平扫及增强图像均以2.5mm层厚行横断面重建。从图像存档和通信系统(PACS)检索图像并导出至(Viewforum;iMAC;Cupertino，Calif)。ROI的放置是由两名放射科医生（分别具有3年和5年的临床腹部CT诊断经验）使用基于Matlab2010a(Mathworks，Natick，USA)编写的软件完成。第一名医生放置ROI并进行纹理特征提取一次，1周后再进行第二次ROI放置及纹理特征提取，用于测量者自身一致性的评估;另一名测量者仅进行ROI放置及特征提取一次，与第一位测量者的第一次测量评估测量者间的一致性。首先于门脉期图像肿瘤最大横截面层面勾画肿瘤轮廓确定ROI。平扫CT图像及动脉期CT图像选取与门脉期图像所选层面一致的层面;勾画肿瘤轮廓时参考门脉期ROI调整所放置的ROI。　　结果：　　1.病例一般资料　　最终，共有80例病例符合本研究纳入与排除标准形成肝转移组病例。平均年龄为62.74±13.22岁，年龄范围为24-85岁。其中，男性患者共55例，平均年龄:62.98±14.46岁，年龄范围，24-85岁;女性患者25例，平均年龄:62.20±10.24岁，年龄范围，47-83岁。　　本研究依据1∶1比例最终纳入80例病例符合本研究纳入与排除标准形成无肝转移组病例。上述80例病例平均年龄为58.28±13.82岁，年龄范围为28-80岁。其中，男性患者共54例，平均年龄:63.54±10.81岁，年龄范围，32-80岁;女性患者26例，平均年龄:58.77±12.97岁，年龄范围，28-80岁。　　如表2所示，肝转移组与无肝转移组间患者年龄无统计学差异(62.74±13.22vs.61.99±11.69;p值=0.704);两组间性别构成比无统计学差异（p值=0.865）;两组间原发部位构成比存在统计学差异（p值=0.001），且原发部位在直肠的患者肝转移阳性率较高（转移阳性率为90％）。两组间CEA水平构成比有统计学差异(p值=0.001)，且CEA升高的患者合并肝转移的阳性率高于CEA正常水平的患者(64.6％vs.25.4％)。　　2.图像纹理特征提取的测量者自身及测量者间的一致性　　由第一位测量者第一次提取的特征与第二次提取的特征分析所得测量者自身一致性的ICC范围为0.821至0.977。最低的ICC为基于平扫CT图像上的纹理特征提取，为0.821;最高的ICC为基于门脉期CT图像上的纹理特征提取，为是0.977。第一位测量者与第二位测量者所得的测量者间的ICC均较好，范围约0.795至0.933。最低的ICC仍为基于平扫CT图像上的纹理特征提取，为0.795;最高的ICC亦为基于门脉期CT图像上的纹理特征提取，为是0.933。　　测量者自身和测量者间的一致性评估中，基于门脉期CT图像上的纹理特征提取的ICC均较基于2平扫CT图像及动脉期CT图像上的纹理特征提取高。　　3.建立的影像生物标志　　通过LASSO选取的特征与对应加权系数乘积的线性组合依次形成每个患者的影像生物标志。　　影像生物标志的效用评价　　无论是基于平扫CT图像、动脉期CT图像、门脉期CT图像提取并选择的纹理特征建立的影像生物学标志还是联合影像生物标志，合并肝转移组及无肝转移组患者的风险评分均有统计学差异;且合并肝转移组患者的风险评分较无肝转移组患者的风险评分高。　　依次以基于平扫CT图像、动脉期CT图像及门脉期CT图像提取的纹理特征所建立的影像生物标志患者风险评分为自变量，并以是否合并肝转移为因变量进行的受试者工作特征(ROC)分析显示:基于门脉期CT图像纹理特征的影像生物标志预测结直肠癌确诊时合并肝转移的曲线下面积为0.814，大于基于平扫CT图像及基于动脉期CT图像纹理特征的影像生物标志的预测效能(AUC分别为0.754，0.799)。基于门脉期CT图像纹理特征的影像生物标志最优临界值对应的预测敏感度为76.3％，特异度为77.5％，较基于平扫CT图像建立的影像生物标志的敏感度高，较动脉期CT图像的影像生物标志的预测特异度高。而联合平扫期、动脉期及门脉期CT纹理特征建立的联合影像生物标志得到的AUC值可进一步提高(AUC=0.912)，敏感度及特异度均较高（敏感度=75.0％;特异度=92.5％）　　5.影像生物标志的效用验证　　分层分析结果显示，在各临床危险因素亚组内[年龄亚组（≤65岁;＞65岁）;性别亚组（男;女）;部位亚组（升结肠至降结肠;乙状结肠;直肠）;CEA水平（正常≤5ng/ml;升高＞5ng/ml）]，无论是基于平扫CT图像、动脉期CT图像、门脉期图像建立的影像生物标志还是联合影像生物标志物，均与结直肠癌肝转移状态均存在联系(表6;p＜0.05)。　　多元Logistic回归分析显示（表7-10），无论是基于平扫CT图像、动脉期CT图像、门脉期CT图像建立的影像生物标志还是联合影像生物标志，均是独立于临床危险因素的检测结直肠癌同时性肝转移的危险因素。另外，CEA水平亦是独立影响因素。　　基于逐步Logistic回归分析建立的同时性肝转移检测模型中影像生物标志及CEA水平均是独立显著的危险因素。其中，包含联合影像生物标志及CEA水平的模型得到的检测AUC最高(AUC=0.926)，且高于联合影像生物标志的单独检测效能(AUC=0.912);另外，包含门脉期影像生物标志及CEA水平得到的检测AUC(AUC=0.845)较包含平扫期影像生物标志或动脉期影像生物标志及CEA水平的模型AUC高。包含联合影像生物标志及CEA水平的模型检测结直肠癌同时性肝转移的敏感度及特异度均较高（敏感度为91.3％，特异度为81.3％）。　　结论：　　基于结直肠癌原发病灶区域的CT图像纹理特征建立的影像生物标志可用于检测结直肠癌患者诊断时是否合并同时性肝转移;并且可作为独立的检测因子。其中，基于门脉期CT图像纹理特征建立的影像生物标志的效能较基于平扫CT图像及动脉期CT图像建立的影像生物标志的预测效能高;且联合平扫CT、动脉期CT、门脉期CT图像纹理特征建立的联合影像生物标志效能较基于门脉期CT影像生物标志高。建立包含影像生物标志及CEA水平的模型对结直肠癌同时性肝转移的检测效能可进一步提高。