18F-FDG PET/CT影像组学术前预测结直肠癌淋巴结转移的价值

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目的:术前准确评估结直肠癌患者的淋巴结转移状态对其肿瘤分期、辅助治疗决策以及评价预后复发等方面有重要作用。本文旨在探究18F-F DG PET/CT显像的影像组学特征对术前预测结直肠癌患者淋巴结转移的价值,并构建最佳复合模型,并开发个性化列线图。方法:回顾性分析2014年2月至2021年8月于河北医科大学第四医院术前行18F-FDG PET/CT显像检查的67例结直肠癌患者,其中男性41例,女性26例,年龄范围为28~84岁,平均年龄为58.1±11.6岁,所有患者均经病理学检查证实为腺癌,并行淋巴结清扫术。收集患者临床病理资料及PET/CT影像学资料。利用LIFEx 7.0.0软件在PET/CT图像上逐层勾画结直肠癌患者病灶的感兴趣区(ROI),以40%SUVmax为阈值提取患者原发灶的影像组学特征,采用最小绝对收缩与选择算子(LASSO)算法及交叉验证法筛选的影像组学特征,并计算每位结直肠癌患者的影像组学评分(Rad-score),建立影像组学模型(Radiomics model)。采用单因素分析结直肠癌患者的临床变量,将单因素分析具有统计学意义的变量纳入多因素逻辑回归分析,筛选出最佳临床危险因素,并与Rad-score结合,构建临床-影像组学复合模型(Complex model)。采用受试者工作特征曲线(ROC)评价两种不同模型在术前预测结直肠癌患者淋巴结转移中的效能,使用Delong检验比较两种不同模型曲线下面积(AUC)之间的差异,基于最佳预测模型开发可视化列线图(Nomogram)。最后采用Calibration校准度曲线评价最佳模型的预测发生率与实际观察结果之间的一致性,采用Hosmer-Lemeshow检验该模型的拟合优度。结果:本组结直肠癌患者共67例,清扫淋巴结个数为1~46个,平均清扫个数14.7±8.6个,有淋巴结转移者25例,无淋巴结转移者42例。单因素分析结果显示,血清CEA、CA19-9、PET/CT报告的淋巴结状态在淋巴结有无转移之间的差异具有统计学意义(P=0.043,0.028和0.000),性别、年龄在淋巴结有无转移之间的差异无统计学意义(P=0.501和0.743)。多因素逻辑回归分析结果显示,PET/CT报告的淋巴结状态是预测结直肠癌患者淋巴结转移的独立危险因素(P=0.000,OR值:9.52,95%C I:2.91~31.18)。通过LIFEx软件从每例结直肠癌患者图像的肿瘤原发灶中各提取了132个特征,包括67个PET特征,65个CT特征,经LASS O回归进行特征降维筛选,选择λmin为最佳λ值(λmin=0.1142201),共筛选出4个相关特征(3个PET特征、1个CT特征),计算患者的Rad-score,建立影像组学模型。单因素分析有淋巴结转移及无淋巴结转移患者的Rad-score之间的差异具有统计学意义(P=0.005)。影像组学模型及复合模型的AUC分别为0.706(95%CI:0.576~0.835)和0.830(95%CI:0.731~0.929),通过Delong检验比较两种模型的AUC之间的差异,复合模型预测结直肠癌淋巴结转移的效能优于影像组学模型(P=0.031)。Hosmer-Lemeshow检验计算模型的拟合优度显示预测值与实际观测值一致性良好,两组间差异无统计学意义(χ~2=3.149,P=0.925)。结论:基于PET/CT影像组学特征和临床相关危险因素建立的复合模型,在术前预测结直肠癌患者的淋巴结转移方面具有一定的价值。复合模型术前预测结直肠癌淋巴结转移的效能优于影像组学模型(AUC 0.830vs 0.706)。
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