肺部脂肪瘤

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基于CT的放射组学列线图用于鉴别无可见脂 [复制链接]

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百癜疯 http://www.a5city.com/
本文是EurRadiol上最近刊出的一篇组学文章,文章思路清晰,方法也很经典,可以作为影像组学方法学不错的借鉴文章,文章整体思路:经ICC确定稳定和可重复性(ICC>0.75)高特征、组间比较、LASSO分析进行特征降维,同时纳入临床预测因子,组合两者信息进行列线图分析,构建列线图,并对模型进行评价,同时比较不同模型诊断效能。有两点小不足:临床中AML.wovf病例确实比较少,样本量不多,但相对同类文章样本量是比较大的了,毕竟作者回顾性分析了9年的数据;二是两组的数据样本量不太均衡,达到1.75:1,接近于2:1,意思就是说全部诊断为hm-ccRCC,也有近64%的准确率,所以在解释结果时需要谨慎,但为使样本量均衡,总样本量又会过少。

Abstract

Objectives

建立并验证放射组学列线图,用于术前鉴别无可见脂肪的肾血管平滑肌脂肪瘤(AML.wovf)与均质透明细胞肾细胞癌(hm-ccRCC)。

Methods

将99例AML.wovf(n=36)和hm-ccRCC(n=63)患者分为训练集(n=80)和验证集(n=19)。放射组学特征是从皮髓质期和实质期CT图像中提取的。构建放射组学标签(radiomicssignature)并计算放射组学分数(radiomicsscore,Rad-score)。评估人口统计学和CT表现以建立临床因素模型。结合Rad-score和独立的临床因素,构建放射组学列线图。就校准度、区分度和临床实用性评估了列线图的性能。

Results

十四个特征被用于建立放射组学标签。放射组学标签在训练集中(AUC[曲线下面积],0.;95%置信区间[CI],0.-0.)和验证集中(AUC,0.;95%CI,0.-1.)显示出良好的区分度。放射组学列线图在训练集(AUC,0.;95%CI,0.-0.)和验证集(AUC,0.;95%CI,0.-1.)中显示出良好的区分度和校准度,并显示出更好的区分能力(p<0.05),与训练集中的临床因素模型(AUC,0.;95%CI,0.-0.)比较。决策曲线分析表明,就临床实用性而言,列线图优于临床因素模型和放射组学标签。

Conclusions

基于CT的放射组学列线图是一种融合了Rad-score和临床因素的术前无创预测工具,显示出将AML.wovf与hm-ccRCC区分的良好预测效果,这可能有助于临床医生制定精准治疗。

KeyPoints

传统成像方式很难区分AML.wovf和hm-ccRCC。

结合放射线组学标签、人口统计学和CT检查结果的放射组学列线图有助于AML.wovf与hm-ccRCC的区分,并提高诊断效能。

基于CT的放射组学列线图可以避免AML.wovf不必要的手术。

Keywords血管平滑肌脂肪瘤;透明细胞肾细胞癌;体层摄影术,X线计算机;放射组学

Introduction

肾血管平滑肌脂肪瘤(AML)是从血管周围上皮样细胞(PEC)衍生最常见的间质性肾肿瘤。经典AML由不同比例的血管、平滑肌和脂肪组织组成。AML的影像学诊断取决于肿瘤内检测到肉眼可见脂肪组织。在大约5%的肾AML中,没有足够的脂肪可通过传统的影像学检查方法进行识别。这些AML被视为无可见脂肪AML(AMLs.wovf)。透明细胞肾细胞癌(ccRCC)是最常见的RCC类型,约占RCC的75%。AML.wovf与ccRCC具有许多重叠的影像特征,特别是与均质ccRCC(hm-ccRCC,被认为是没有明显坏死、囊肿或出血的ccRCC)。因此,术前区分良性AML.wovf和恶性ccRCC仍然是放射学诊断的挑战,这经常导致活检或手术以进行确诊。

在以前的研究中,各种影像学指标已用作AML.wovf的诊断特征,包括平扫CT密度、CT直方图分析、CT/MRI增强模式、化学位移MRI参数、T2信号强度比和对比增强超声造影参数。大多数AMLs.wovf表现为非增强CT上高衰减,T2WIMRI上低信号,均匀早期强化和廓清模式,其与丰富的血管和平滑肌有关。但是,大多数研究主要集中在影像特征定性分析上。定量分析可能是提高AML.wovf与ccRCC区别的诊断评估总体准确性的有益方法。

最近,放射组学的进步改进了高通量提取定量统计特征的过程,从而将图像转换为可挖掘的数据,对这些数据的分析有助于更好的临床决策,尤其是在肿瘤患者的护理中。在肾透明细胞癌Fuhrman分级的预测、判别RCC不同亚型、鉴别RCC与良性肾肿瘤、预测RCC患者的生存率等方面已报道了肾肿瘤放射组学的成功应用。然而,这些研究大多基于纹理分析,如今,具有更多统计特征的放射组学被用于提供对肿瘤的更全面描述。

在这项研究中,我们试图开发和验证放射组学列线图,其将结合放射组学标签和临床因素以进行AML.wovf和hm-ccRCC的术前区分。

Materialsandmethods

Patients

在年1月至年2月之间,通过搜索病理数据库来选择患者,以手术切除的标本诊断为AML或ccRCC的诊断。共有99例AML.wovf(n?=36,10男性和26女性;平均年龄50.08±8.30岁)和hm-ccRCC(n?=63,42名男性和21名女性;平均年龄58.57±11.45岁),按照以下纳入标准纳入研究:(1)明确病理诊断为AML或ccRCC的患者;(2)患者在手术前不到15天接受了非增强和对比增强CT检查,图像质量令人满意;(3)具有完整临床病理资料的患者。排除标准如下:(1)平扫CT图像上存在肉眼可见的病灶内脂肪的AML患者;(2)ccRCC患者存在明显的坏死、囊肿或出血;(3)患者在手术前接受化疗或放疗。根据TRIPOD(编者注:Transparentreportingofamultivariablepredictionmodelforindividualprognosisordiagnosis,即个体预后或诊断的多变量预测模型的透明报告)声明,用于划分训练和验证集的非随机划分方法(例如,按时间划分)是一种在评估模型性能方面比随机划分方法更强的设计,因为它允许两个数据集之间进行非随机变化。在本研究中,根据手术时间和4:1的比例将患者分配到训练和验证集中,在年1月至年11月之间治疗的80例患者构成训练集,而在年12月至年2月之间治疗的19例患者构成验证集。

包括年龄、性别、身高、体重和体重指数(BMI)在内的临床数据均来自医疗记录。

CTimageacquisition

CT扫描协议在表1中示出。用高压注射器以2.5mL/s的速度将90–mL非离子造影剂(碘普胺,优唯显;拜耳)注入肘静脉。首先获取腹部造影前CT,然后在皮髓质期(CMP,30s)和肾实质相(NP,90s)中进行两次造影后CT扫描。如果怀疑骨盆浸润,则扫描排泄期(EP,5-7分钟)。

Table1CTscanprotocols

CTfeatureevaluation

由两名放射科医师(分别具有5年和8年的腹部影像经验)分析CT图像。两位阅片者对临床病理数据一无所知,他们一致地解释了以下CT特征:轴位CT图像上的最大肿瘤直径;形状(圆形或非圆形);位置(外生性或非外生性,外生性定义肾实质以外50%);角界面(存在或不存在,“角界面”被认为是外生性肾脏病变,锥体界面逐渐变细,实质内可定义的顶端);畸形血管(存在或不存在,“畸形血管”被视为肿瘤内或周围的突出或增大的血管);以及快速进出增强模式(是否存在,“快进快出增强模式”被认为是在CMP间早期明显的过度增强,而在NP期则对比廓清)。

Constructionoftheclinicalfactormodel

使用单因素分析比较两组之间的临床因素(包括临床数据和CT特征)的差异。应用单因素分析的显著变量作为输入,采用多元逻辑回归分析构建临床因素模型。计算每个独立因素的相对危险度比值(OR)和95%置信区间(CI)。

Three-dimensionalsegmentationoftumorimagesandradiomicsfeatureextraction

使用ITK-SNAP软件(版本3.8,

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