基于增强CT影像组学预测胰腺导管腺癌胰周血管侵犯的研究

作     者：李政晓 

作者单位：兰州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周俊林

授予年度：2023年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100214[医学-肿瘤学] 10[医学] 

主      题：胰腺导管腺癌 血管侵犯 影像组学 列线图 增强CT 

摘      要：目的:1.探讨术前增强CT征象在评估胰腺导管腺癌(Pancreatic ductal adenocarcinoma,PDAC)胰周血管侵犯的价值。2.探讨CT影像组学特征结合临床特征构建的列线图模型在术前预测PDAC胰周血管侵犯的应用价值。材料与方法:1.回顾性分析2015年-2022年于我院行手术治疗并经病理组织活检证实的128例PDAC患者的术前临床、病理及CT影像资料。依据血管是否受累分为血管侵犯组与非血管侵犯组。分析患者年龄、性别、术前糖类抗原CA199、CA125及AFP、CEA等临床资料;观测术前增强CT肿瘤部位、肿瘤横径、肿瘤与周围血管的最大夹角(T/动脉夹角、T/门静脉夹角、T/肠系膜上静脉夹角等)、瘤周脂肪间隙以及淋巴结转移等特征;随后对两组患者进行单因素、多因素Logistic回归筛选分析PDAC周围血管侵犯的独立预测因子。对于具有统计学显著差异的参数,绘制受试者工作特征(Receiver operating characteristic,ROC)曲线,计算曲线下面积(Area under the curve,AUC)值,以评估不同参数预测血管侵犯的能力。2.回顾性收集经手术病理证实的101例PDAC患者(血管侵犯组43例、非血管侵犯组58例)的术前临床、病理及CT影像资料。将所纳入病例随机性地分配为训练组(70例)和验证组(31例),从动脉期、静脉期及延迟期CT图像中提取5622个影像组学特征,随后采用Man Whitney U检验、Select KBst及最小绝对收缩和选择算子(Least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)筛选出能够预测血管侵犯的影像组学特征。选择5种不同的分类器对预测模型进行训练和验证,根据混淆矩阵计算得出模型的准确性(Accuracy,ACC)、敏感性(Sensitivity,SEN)、特异性(Specificity,SPE)。使用ROC曲线评估血管侵犯的诊断效能,将效能最优的组学模型和临床因素融合构建列线图,并采用决策曲线(Decision curve analysis,DCA)评估肿瘤血管侵犯预测模型的临床实用性。结果:1.128例PDAC中,血管侵犯组35例,非血管侵犯组93例。两组在T/动脉夹角、T/门静脉夹角、T/肠系膜上静脉夹角、肿瘤横径及CA199的差异上具有统计学意义(P0.05);多因素Logistic回归结果显示,T/动脉夹角和T/门静脉夹角是PDAC患者血管侵犯的独立预测因子。ROC曲线分析显示,T/动脉夹角、T/门静脉夹角预测PDAC血管侵犯的AUC值分别为0.642和0.687。2.基于三期增强CT图像建立的影像组学模型由23个影像组学特征组成。5种不同分类器建立的影像组学预测模型中,XGBOOST的诊断效能最优,训练集预测血管侵犯的AUC、ACC、SEN、SPE分别为0.92、0.957、0.966、0.88;验证集的AUC、ACC、SEN、SPE分别为0.88、0.847、0.798、0.861。此外,由XGBOOST结合临床因素构建的临床-影像组学融合模型诊断效能较单一因素模型诊断效能进一步提高,其训练集的AUC、ACC、SEN、SPE为0.97、0.971、0.976、0.975;验证集的AUC、ACC、SEN、SPE分别为0.92、0.932、0.886、0.982。校准曲线结果显示实际区分PDAC血管侵犯的结果和临床-影像融合模型的预测概率相当,DCA显示融合模型可获得最佳净收益值。结论:***影像征象能够术前预测PDAC血管侵犯表达状态;T/动脉夹角及T/门静脉夹角≥180°可以间接评估血管侵犯。2.三期增强CT图像上提取的组学特征结合临床因素建立的临床-影像组学融合模型在术前预测PDAC血管侵犯的准确性和敏感性较高,可以作为临床治疗方案选择和评估患者生存预后的手段。