【摘要】：研究目的本研究旨在探索胰腺癌放射組學(xué)參數(shù)的取和分析方法,通過CT的放射組學(xué)參數(shù)預(yù)測胰腺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移并與主要驅(qū)動基因KRAS、TP53、SMAD4、CDKN2A的突變情況作關(guān)聯(lián)研究,對建立的數(shù)學(xué)模型進行效果分析,計算模型的敏感度、特異度、校準(zhǔn)度等指標(biāo),為胰腺癌的早期診斷及個體化治療方案的制定供幫助。研究方法本研究所有患者均接受MSCT掃,使用3D-Slicer軟件對CT掃圖像進行腫瘤分割,使用Python程序包Pyradiomics 1.2.0取分割后的胰腺腫瘤3D圖像參數(shù),取到的放射組學(xué)參數(shù)采用Lasso回歸方法進行降維和選擇。本研究第一部分納入231例患者,其中2014年1月至2017年1月連續(xù)的185例患者納入訓(xùn)練集,2017年2月至2017年12月連續(xù)的46例患者納入驗證集。最終建立基于CT動脈期放射組學(xué)評分、常規(guī)CT診斷的器官或血管侵犯狀態(tài)和常規(guī)CT診斷的淋巴結(jié)狀態(tài)等因素的列線圖模型預(yù)測胰腺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,并計算其敏感度、特異度、校準(zhǔn)度等指標(biāo)。本研究第二部分納入2016年1月至2017年12月CT影像資料和測序數(shù)據(jù)完善的145名患者,通過高通量測序分析胰腺癌主要驅(qū)動基因KRAS、TP53、SMAD4、CDKN2A等突變情況,使用CT門脈期的放射組學(xué)評分分別對四個基因的突變情況進行關(guān)聯(lián)分類,并評價其效能。結(jié)果第一部分:訓(xùn)練集包括71名男性和114名女性,平均年齡60.5±8.9歲,淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者占48.1%(89/185);驗證集包括24名男性和22名女性,平均年齡58.8±8.7歲,淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者占47.8%(22/46)。四個CT掃期項各取到1029個放射組學(xué)特征,使用LASSO邏輯回歸模型降維后,平掃期、動脈期、門脈期和延遲期的放射組學(xué)特征分別降至8、11、6和4個特征。研究結(jié)果顯示動脈期的放射組學(xué)評分預(yù)測效能良好,在訓(xùn)練集中其AUC達0.8580(95%CI:0.7484-0.9675),在驗證集中其AUC為0.8409(95%CI:0.7860-0.8959)�；贑T動脈期放射組學(xué)評分、常規(guī)CT診斷的器官或血管侵犯狀態(tài)、常規(guī)CT診斷的淋巴結(jié)狀態(tài)等因素建立的放射組學(xué)列線圖模型在訓(xùn)練集和驗證集中校準(zhǔn)度良好(H-L檢驗,P0.05);訓(xùn)練集中AUC為0.9206(95%CI:0.8816-0.9597),驗證集中AUC達0.9125(95%CI:0.8311-0.9938)�；隍炞C集數(shù)據(jù)建立決策曲線評價臨床應(yīng)用效果,當(dāng)閾概率范圍為0-0.9時,放射組學(xué)列線圖較 全部治療‖或 全部不治療‖獲得更多的凈收益。第二部分:研究共納入145名患者,包括96名男性和49名女性,平均年齡為60.6±8.8歲。胰腺癌四個主要驅(qū)動基因KRAS、TP53、SMAD4、CDKN2A突變率分別為87.6%、64.8%、31.0%和16.6%;使用LASSO邏輯回歸模型對門脈期的放射組學(xué)特征進行降維,最終分別得到13、10、9、11個放射組學(xué)特征�；贑T門脈期的放射組學(xué)評分對四個主要驅(qū)動基因的突變情況進行關(guān)聯(lián)分類,KRAS、TP53、SMAD4、CDKN2A的放射組學(xué)評分界值分別為1.758、0.480、-0.929和-1.694。放射組學(xué)評分對四個驅(qū)動基因突變情況的分類效能良好,對KRAS突變進行分類的敏感度為86.6%、特異度為85.5%,對TP53進行分類的敏感度為77.7%、特異度為73.1%,對SMAD4進行分類的敏感度為93.3%、特異度為66.9%,對CDKN2A進行分類的敏感度為79.2%、特異度為74.5%,AUC分別為0.874、0.741、0.776和0.850。對納入的胰腺癌患者進行生存分析,排除失訪患者18名和圍術(shù)期死亡患者2名后最終納入125名患者。納入病例的中位隨訪時間為14.7個月,中位DFS為11.9個月,1年、2年和3年無瘤生存率分別為48.8%,20.3%和17.8%。KRAS未發(fā)生突變組的中位DFS為18.0個月(95%CI:4.9-31.1),顯著優(yōu)于發(fā)生突變組(中位DFS=11.2月,95%CI:8.6-13.8),P=0.025。其余三個基因TP53、SMAD4、CDKN2A的突變組與不突變組的DFS沒有顯著差別。結(jié)論基于放射組學(xué)特征可在術(shù)前準(zhǔn)確地預(yù)測胰腺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài),并可以對胰腺癌驅(qū)動基因KRAS、TP53、SMAD4、CDKN2A的突變情況作出較準(zhǔn)確的分類,模型的敏感度和特異度良好。術(shù)前的影像學(xué)參數(shù)與胰腺癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及內(nèi)在的基因突變存在一定關(guān)系,可用來評估胰腺癌的異質(zhì)性,為臨床決策、個體化治療及預(yù)后的判斷供幫助。
【圖文】：

LASSO回歸求解路徑圖

LASSO算法降維后選擇的放射組學(xué)特征
【學(xué)位授予單位】：中國人民解放軍海軍軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：R735.9;R730.44

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本文編號：2603174