CT影像组学特征对肝细胞癌术后早期复发的预测价值.pdf

影影像像组组学学特特征征对对肝肝细细胞胞癌癌术术后后早早期期复复发发的的预预测测价价值值王 力 张文涛 牛莎莎 作作者者单单位位:河河南南省省项项城城市市中中医医院院 【摘要】目的 探究 影像组学特征预测肝细胞癌术后早期复发的价值 方法 回顾性分析项城市中医院接受肝切除术的 例肝细胞癌患者 影像资料以 的比例按照术后是否早期复发将其分为训练组(例)和验证组(例)提取术后早期复发患者影像组学特征使用 降维和 回归建立影像组学特征预测模型评估模型预测价值 结果 经筛选得到 个与肝细胞癌术后早期复发相关性最强的影像组学特征 曲线结果显示训练组预测肝细胞癌术后早期复发的 为.敏感度、特异度分别为.、.验证组预测肝细胞癌术后早期复发的 为.敏感度、特异度分别为.、.结论 基于 影像组学特征构建的肝细胞癌术后早期复发预测模型有助于预测肝细胞癌术后复发情况预测价值较高 【关键词】影像组学特征肝细胞癌肝切除术早期复发预测价值 :./.中图分类号:.文献标识码:文章编号:().【】.()().【】(:)原发性肝癌具有明显的肿瘤异质性以肝细胞癌最常见目前外科手术仍是治疗肝细胞癌的最有效手段临床常采用肝切除术来治疗肝细胞癌但术后存在复发风险据报道肝细胞癌术后早期复发率高达.其早期复发与肿瘤大小、数目、部位、界限、肝脏功能、肝硬化程度、有无完整包膜等密切相关 随着医学影像学技术的高速发展临床发现纹理、小波等影像组学特征可能与肿瘤病理特征相关影像组学将大量图像数据转换成高阶空间数据并进行定量评估可以提高疾病筛查准确度 但由于影响复发的因素复杂多样导致相同特征的患者治疗效果各有差异预后也各不相同 临床关于 影像组学特征预测肝细胞癌术后早期复发的研究还处于探索阶段研究需要更多结果支撑因此本研究主要探究 影像组学特征对行肝切除术的肝细胞癌患者术后早期复发的预测价值 报告如下 资资料料与与方方法法.研究对象 回顾性选取 年 月至 年 月期间项城市中医院收治的 例行肝切除术后的肝细胞癌患者纳入标准:经病理组织学检测确诊为肝细胞癌术后随访时间至少 年术前 个月内行增实用癌症杂志 年 月第 卷第 期 .强 扫描检测资料完整患者及家属均签署知情同意书 排除标准:行化疗、放疗、生物治疗、分子靶向治疗的肝细胞癌患者行肝切除术的复发性肝细胞癌患者围术期死亡患者 研究经项城市中医院伦理委员会审批通过.随访及分组 以肝切除术术后 年或 年内发生肝细胞癌肝内复发或肝外转移视为早期复发每隔 个月进行、超声、等检查按照术后是否早期复发以 的比例将 例肝细胞癌患者分为训练组(例)和验证组(例).增强 影像组学分析.获取 图像使用 排 (美国)进行 扫描患者仰卧全身放松参数设置:管电压 自动管电流重建层厚.第一次进行 平扫第二次经肘正中静脉注射对比剂流率./用量./动脉期延迟扫描 门脉期延迟扫描 .图像分割、提取与建模 扫描图像上传至工作站对肿瘤图像进行三维分割及特征提取使用 软件由 名拥有 年临床 诊断经验的医师进行提取 组动脉期和门静脉期特征围绕肿瘤区域逐渐勾画出需要的区域()避开肿瘤坏死区域再由 名拥有 年临床 诊断经验的医师进行核实 医师勾画完毕从 区域提取出 个特征包括一阶特征、形状特征和纹理特征等 首先进行数据一致性检验选择组内相关系数 .的特征参数进行分析结合最大相关最小冗余和随机森林算法选出得分在前 位的影像组学特征参数使用 回归对特征参数进行降维筛选通过十折交叉验证得到权重参数 选出最佳 通过线性公式构建影像组学标签建立影像组学特征预测模型.统计学分析 使用 .和 .软件处理数据 按照正态分布计量资料用均值 标准差()表示采用独立样本 经验偏态分布计量资料用(范围)表示采用 检验计数资料用率()表示采用 检验 以受试者工作特征()曲线下方面积大小()来评估基于 影像组学特征构建的肝细胞癌术后早期复发预测模型的效能 .)见表 表 患者一般资料比较 特征训练组()验证组()/性别(男/女)/.年龄/岁.吸烟史(例)(.)(.).肝硬化病史(例)(.)(.).合并基础疾病(例)(.)(.).肿瘤最长径/.谷丙转氨酶()/(例)(.)(.).谷草转氨酶()/(例)(.)(.).谷氨酰转肽酶()/(例)(.)(.).总胆红素()./(例)(.)(.).直接胆红素()./(例)(.)(.).影像组学特征筛选 共提取出 个影像组学特征对提取出的影像组学特征应用 降维和 回归建模得到影像组学特征根据 值筛选出与肝细胞癌术后早期复发相关性最强的 个特征影像组学特征包括 个一阶统计特征 个灰度相关矩阵特征 个灰度级大小区域矩阵特征 个灰度行程矩阵特征 见表.影像组学特征预测模型 通过 回归绘制 曲线结果显示训练组预测肝细胞癌术后早期复发的 为.为.约登指数为.敏感度、特异度分别为.、.验证组预测肝细胞癌术后早期复发的 为.为.约登指数为.敏感度、特异度分别为实用癌症杂志 年 月第 卷第 期 .、.见图 表 肝细胞癌术后早期复发最佳影像组学特征影像组学特征类型 影像组学特征系数一阶统计特征 .灰度相关矩阵特征 .灰度级大小区域矩阵特征 .灰度行程矩阵特征 .图 增强 影像组学特征预测肝细胞癌术后早期复发的 曲线.影像学资料 患者病理学检查确诊为肝细胞癌(图 )增强 扫描可见肝脏形态不规则边界不清密度不均匀(图 )冠位及矢状位的动/静脉期病灶明显(图 )注:.病理图片组织变性、坏死可见少许组织分化差符合肝细胞癌图 病理学检查 讨讨论论 既往研究报道表明影像学特征与肿瘤复发具有一定相关性其独有的影像学特征可以作为肿瘤诊断的潜在生物标志物 就传统影像学而言虽然它蕴含着大量的生物信息但临床诊断肿瘤仅仅用到一些简单的形态学诊断并没有充分利用其中可能与肿瘤特征相关的信息导致诊断具有局限性 影像组学作为一个新兴的概念于 年首次提出近十年随着医学影像技术的发展及大数据平台的建立影像组学愈发完善目前影像组学可以从大量医学影像图像中挖掘出定量特征将其转换成空间特征后提取肿瘤相关特征再使用统计学方法对大量特征进行筛选依次解析影像信息用于疾病定性、肿瘤分期及预后方面 以往的 诊断主要依赖于人工观察因医师经验不同诊断结果也有所差异但影像组学可以减少人工误差重复性好有助于肝细胞癌术后早期复发预测 肝细胞癌的术后早期复发是影响患者预后的重要实用癌症杂志 年 月第 卷第 期 .注:.二窗口:轴位平扫肝右叶局部缺如残肝内见类圆形低密度灶边界不清密度不均匀 值约 内见低密度坏死区.三窗口:轴位动脉期病灶内不均匀明显强化可见假包膜及小血管进入病灶 值约 坏死区未见强化.四窗口:轴位静脉期病灶强化减低 值约 .五窗口:轴位延迟期病灶强化明显减低.六窗口:冠位动脉期病灶大小约 (前后 左右 上下).七窗口:冠位静脉期.八窗口:矢状位动脉期.九窗口:矢状位静脉期图 影像学资料因素因此利用增强 影像组学特征预测肝细胞癌术后早期复发对患者预后有改善作用 司安锋等报道微血管侵犯、肿瘤直径、肿瘤分化程度、甲胎蛋白等是肝细胞癌术后复发的危险因素但肝细胞癌异质性较高仅仅依赖这些指标会影响临床决策 本研究从增强 图像中提取了与肿瘤相关的影像学特征共提取出 个影像组学特征包括一阶统计特征、灰度相关矩阵特征、灰度级大小区域矩阵特征、灰度行程矩阵特征 经过筛选得到的最优影像组学特征分别从不同角度评判肝细胞癌肿瘤图像的纹理差异可以反映不同患者的肿瘤异质性对患者预后有积极影响季顾惟等提取了 个高度稳定的影像组学特征通过 降维后筛选出 个影像组学特征包括灰度级大小区域矩阵特征、灰度共生矩阵特征和一阶统计特征与本研究结果相似提示了肿瘤影像组学对肝细胞癌有确切的鉴别作用 基于 回归对筛选出的最佳 个影像学特征构建训练组和验证组的预测模型 曲线结果显示训练组预测肝细胞癌术后早期复发的 为.敏感度、特异度分别为.、.验证组预测肝细胞癌术后早期复发的 为.敏感度、特异度分别为.、.均具有较高预测性能 赵经纬等对筛选出的 个影像组学特征构建模型预测其效能训练组模型敏感度、特异度为.、.验证组模型敏感度、特异度为.、.两组 均大于.结果与本研究相似 利用影像组学技术可以挖掘潜在图像信息比传统判断方法更精准且排除了人工误差使得医学图像对肿瘤术后早期复发的预测成为了可能有助于延长患者生存期 但研究也存在局限性影像组学前期图像提取的准确性对预测性能至关重要肿瘤与正常组织界限模糊会影响图像分割的准确性从而导致后续特征筛选误差 加之本研究为单中心、回顾性研究研究对象仅为术后早期复发患者样本量较少纳入特征有限研究结果可能存在偏差今后拟扩大样本量选取更多特征进行全面、深入的研究实用癌症杂志 年 月第 卷第 期 .综上所述基于 影像组学特征构建的预测模型对肝细胞癌术后早期复发预测价值较高可以辅助医师评估肝细胞癌患者术后早期复发情况改善患者预后参考文献 .:.():.戴青云王润东荚卫东.术前预后营养指数评估肝细胞癌患者肝切除术后早期肿瘤复发价值探讨.实用肝脏病杂志():.陈凯张竹青马涛等.模型对腹腔镜肝切除术治疗肝细胞癌复发的预测因素分析.国际外科学杂志():.江 旭李慧刘航等.影响肝细胞癌切除术后早期复发及生存的危险因素分析.介入放射学杂志():.赵海波覃丽兰铁超恩等.二维和三维 纹理特征提取在脑肿瘤影像组学模型构建中的对比研究.实用放射学杂志():.李佳伟方舟周瑾等.浸润性三阴性乳腺癌超声影像组学特征与肿瘤生物学特性的关系研究.中华超声影像学杂志():.:.:.():.张 磊任千里赵伟.小细胞肺癌 影像学特征及其组织病理特征相关性分析.中华肺部疾病杂志():.王怡琳张海涛韦 敏.原发性肝癌假包膜影像表现与病理分级的对照研究.罕少疾病杂志():.林杨皓连永伟.少见非典型平滑肌瘤的 及 影像学分析.罕少疾病杂志():.胡国勋.腹盆部韧带样纤维瘤的影像学表现与病理对照分析.罕少疾病杂志():.:.():.李东风杜红升马静等.肝细胞癌患者超声及 征象特点分析.中国 和 杂志():.司安锋江涛王兵济等.影响肝癌患者肝移植术后复发和预后的因素分析.临床肿瘤学杂志():.季顾惟王科吴晓峰等.基于 检查影像组学早期肝细胞癌切除术后肿瘤复发的预测模型构建及其应用价值.中华消化外科杂志():.赵经纬陈晓霞郭晓东等.影像组学模型预测肝移植术后肝癌早期复发的价值.武警医学():.(收稿日期 修回日期 )(编辑:甘 艳)(上接第 页)高 杰王珂张娜等.超声造影技术诊断肝硬化结节癌变风险及微小肝细胞癌的价值.肝脏():.吴慧娟何年安谢 蠡等.超声造影联合血清 鉴别诊断胆管细胞癌与肝细胞癌应用研究.实用肝脏病杂志():.钟青玉兰琦玉樊丽丽等.超声造影在鉴别诊断局灶性结节样增生及肝细胞癌的临床价值分析.中国医学装备():.洪德娜朱桂新张敬红等.超声造影对胆管细胞癌与肝细胞癌的鉴别诊断价值.临床超声医学杂志():.李明桧唐荣陈孙斌.基于 分类标准的超声造影技术对肝细胞癌诊断的可行性研究.肝脏():.李小娟黄品同徐永远等.超声造影肝影像报告和数据系统与磁共振肝影像报告和数据系统对肝细胞癌高危患者肝占位性病变的一致性评价研究.中华超声影像学杂志():.陆 钦韩婷婷王泽爱等.超声造影在不同甲胎蛋白表达类型肝细胞癌诊断中的应用价值.临床和实验医学杂志():.黄 哲周萍萍吴晓贝等.超声造影延迟相廓清的肝炎性病灶与肝细胞癌的鉴别与分析.临床超声医学杂志():.汪 荣黄红梅周静等.磁共振弥散加权成像联合超声造影在预测肝细胞癌微血管侵犯中的价值.中国医学装备():.(收稿日期 修回日期 )(编辑:甘 艳)实用癌症杂志 年 月第 卷第 期 .