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论著-腹部

核磁共振影像组学对于 进展直肠癌分期及微血 管浸润转移临床预测模 型研究*

作者:苟文枭1 刘亚龙1 杜定学1 贾 维1 李 晨1 张 辉2,*

所属单位:1.成都市温江区人民医院放射科 (四川 成都 611130) 2.陆军军医大学第一附属医院 (重庆 沙坪坝 400038)

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摘要

目的 分析核磁共振影像组学对于直肠癌 病理分期进展及微血管浸润(MVI)的预测相关性。方法 回顾性收集2020年1月至2023年1月成都市温 江区人民医院直肠癌手术患者资料。依据直肠癌病 理TNM分期分为进展组(T3、T4期)及对照组(T1、 T2期),按照7:3随机分为建模组和验证组。采用 机器学习(machine learning,ML)算法:LASSO 回归从核磁影像特征数据中变量筛选,随机森林 (random forest,RF)回归分析危险因素建立预测模 型。通过收集受试者操作特征(receiver operating characteristic curve,ROC)曲线以及临床校准、 临床决策和影响曲线来评估预测性能,采用外部验 证模型预测性。结果 纳入120名患者,包括进展组 75例、非进展组45例。基线资料对比显示患者年龄 增大、家族史和吸烟史的患者癌症发生率较高,差 异有统计学意义(P<0.05)。影像组学分析:LASSO 回归从270个影像组学提取特征纳入了30个潜在预 测因子,随机森林模型显示肿瘤矢状位最大径、盆 腔侧壁受累征、T2WI 边缘结节征、T2WI 边缘毛刺 征、s高灰度区域分布程度、表观扩散系数(ADC) 值是直肠癌病理组织分期进展的危险因素。建模组 显示模型ROC曲线下面积(AUC)为0.874(95%CI, 0.837-0.905)。校准曲线及临床决策和临床影响曲线 表明该模型具有良好的预测准确性,验证组显示模 型ROC曲线的AUC为0.904(95%CI,0.857-0.955)。 亚组分析显示模型对于对于肿瘤微血管浸润转移进 展预测AUC为0.876(95%CI 0.831-0.916)。结论 影 像组学结合机器学习算法可以初步预测直肠癌病理T 分期及肿瘤组织有无微血管转移进展。

【关键词】直肠癌;影像组学;机器学习; 预测模型;危险因素

【中图分类号】R735.3+7

【文献标识码】A

【DOI】10.3969/j.issn.1672-5131.2023.11.040