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基于术前CT 影像特征预测胆囊癌淋巴管浸润的研究

2022-06-08车小双刘大亮吴昆鹏李钊王铭君张馨燕

国际医学放射学杂志 2022年3期
关键词:胆囊癌线图基底

车小双 刘大亮 吴昆鹏 李钊 王铭君 张馨燕

胆囊癌起病隐匿且高侵袭性,5 年总体生存率仅为10%~23%[1-2]。胆囊癌的预后影响因素除了与肿瘤侵及范围、组织学分型及手术切除范围等常见因素有关外,也与淋巴管浸润(lymphovascular invasion,LVI)显著相关[3-4],因此术前明确LVI 状态对病人的临床治疗的决策及预后意义十分重要。LVI 状态通常需要组织病理学检查来明确,但是该方法具有滞后性,术前往往无法获取病人LVI 状态。螺旋CT 检查可以获取胆囊癌病人的整体影像数据,通过对病人的临床及影像特征分析能获取病人整体全面术前状态信息。目前,关于胆囊癌CT 影像特征与LVI 相关性的报道较少。本研究将探讨胆囊癌病人术前增强CT 影像特征在LVI 预测中的应用价值,并基于CT 影像特征建立列线图预测模型,评价模型术前预测胆囊癌LVI 的能力。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性纳入2015 年1 月—2021年3 月于聊城市人民医院行手术治疗的胆囊癌病人116 例,男62 例,女54 例,年龄54~78 岁,平均(66.4±8.84)岁。纳入标准:①术前行CT 增强扫描;②术后病理证实为胆囊癌;③病人临床资料完整。排除标准:①罹患其他恶性肿瘤或有肿瘤病史者;②术前进行放疗、化疗、内分泌等治疗者。全部病人按6∶4 比例通过随机数字表法分为训练集72 例,验证集44 例。根据病理结果有无LVI 将病人分为LVI 阳性组(训练集35 例、验证集21 例)及LVI 阴性组(训练集37 例、验证集23 例)。

1.2 设备与方法 采用美国GE Revolution CT 及荷兰飞利浦256 层Brilliance iCT,扫描范围自膈顶至双肾下极。扫描参数:①GE Revolution CT,管电压120kV,管电流为自动调整(100~500 mA),准直为40 mm,旋转时间0.5 s/r,螺距0.984,矩阵512×512,FOV 为350 mm×350 mm,层厚1.25 mm,层间距1.25 mm。②飞利浦256 层Brilliance iCT,管电压120 kV,管电流150 mA,准直为20 mm,旋转时间0.5 s/r,螺距0.925,矩阵512×512,FOV 为350 mm×350 mm,层厚1.0 mm,层间距1.0 mm。增强扫描使用高压注射器经肘静脉注射碘佛醇(含碘320 mg/mL,恒瑞公司),剂量1.5 mL/kg 体质量,注射流率3.0 mL/s,随后立即以相同速率注射生理盐水10 mL。于注入对比剂后35、70 及180 s 进行动脉期、门静脉期及延迟期扫描。将图像传输到GE ADW4.7 工作站,采用多平面重组(multi planner reformation,MPR)进行图像后处理。

1.3 影像特征评价 由2 名高年资放射科医师进行CT 影像特征评估,评估结果不一致时协商确定。分析内容包括:①肿瘤基底浸润范围,在MPR 影像上选取肿块浸润胆囊壁范围最大的层面,连续测量肿块基底外缘的长度,多基底面浸润时则分别测量各浸润基底外缘的长度并取其和(图1A);②有无伴发胆囊结石;③评估病人T 分期,T1-T2期肿瘤位于胆囊腔内,胆囊浆膜面完整;T2a肿瘤位于腹腔侧,T2b期肿瘤浆膜面完整,肿瘤位于肝脏侧,与肝脏间脂肪间隙尚清晰,T3期肿瘤有明确侵犯肝脏及其他直接侵犯的征象(图1A、1B);④评估病人N 分期,当区域淋巴结满足一个或者数个最短直径>1 cm、内部坏死或边缘有刺时定义为N1-2;N0未见上述特征的淋巴结。

图1 胆囊癌病人,女,75 岁。A 图为MPR 重建后肿块浸润胆囊壁最大层面影像,白色箭头所示为肿瘤浸润胆囊基底部,测量基底浸润范围为5.0 cm。B 图为MPR 重组影像,肿瘤位于肝脏侧,局部与肝脏脂肪间隙消失,侵及肝脏,通过影像学定义为T3 期。C 图为病理图,提示LVI 浸润可能(HE,×200);D 图为免疫组化图,D2-40 呈阳性(IHC,×200)。

1.4 筛选特征并构建列线图 比较训练集及验证集中LVI 阳性组和阴性组间病人性别、年龄、肿瘤基底浸润范围、T 分期、N 分期及有无胆囊结石的差异,然后将训练集中差异有统计学意义的临床及影像特征纳入多因素logistic 回归中构建模型,基于训练集多因素回归分析结果绘制列线图,然后分别基于训练集及验证集数据绘制校准曲线,对列线图的预测效能进行验证。

1.5 统计学方法 采用R 软件(4.10 版本)进行数据分析和绘制模型的列线图及校准曲线。符合正态分布的计量资料以均数±标准差(x±s)表示,2 组间比较采用t 检验;非正态分布的计量资料以中位数(四分位间距)[M(P25,P75)]表示,2 组间比较采用Mann-Whitney U 检验。计数资料以例(%)表示,2 组间比较采用χ2检验。采用受试者操作特征(ROC)曲线评估模型的预测效能,并计算其特异度、敏感度和ROC 曲线下面积(AUC)。采用校准曲线评估预测模型对术前LVI 预测与术后病理结果的拟合度。应用决策曲线评估列线图的临床净获益。P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 训练集和验证集中2 组病人临床及影像特征比较 训练集和验证集中2 组病人的肿瘤基底浸润范围、T 分期、N 分期差异均有统计学意义(均P<0.05),年龄、性别及有无胆囊结石差异均无统计学意义(均P>0.05)。详见表1、2。

表1 训练集中LVI 阳性和阴性病人的临床及CT 影像特征比较 例(%)

2.2 影像特征的单因素及多因素分析 在单因素分析中,训练集与验证集影像N 分期、T 分期及肿瘤基底浸润范围是胆囊癌LVI 的独立危险因素,详见表3。在多因素分析中训练集中影像N 分期(OR=7.863,95%CI:1.728~35.785,P=0.008)、T 分期(OR=7.177,95%CI:1.780~28.946,P=0.006)、肿瘤基底浸润范围(OR=1.484,95%CI:1.024~2.151,P=0.037)为胆囊癌LVI 的独立危险因素,详见表4。

表3 胆囊癌LVI 在训练集和验证集中的单因素logistic 分析

表4 训练集胆囊癌CT 特征与LVI 的多因素logistic 分析

2.3 预测模型的列线图和校准曲线分析 基于T分期、N 分期及肿瘤基底浸润范围建立的LVI 列线图预测模型,结果显示肿瘤基底浸润范围得分最高,其次是N 分期,再次是T 分期(图2)。训练集和测试集的校准曲线均显示列线图的预测结果与病理结果具有较好的一致性(图3)。

图2 训练集预测LVI 列线图。先从评分标尺上找到T 分期、N 分期、肿瘤基底浸润范围所对应的得分并累加得到总得分,然后在总得分标尺上找到总得分对应的预测概率标尺的值,该值即为该病人的预测概率。

图3 列线图校准曲线。A、B 图分别为训练集和验证集,理论曲线和实际曲线越接近参考线,说明模型预测的结果与实际结果的一致性就越好。

2.4 列线图预测胆囊癌LVI 的效能分析 训练集和验证集中CT 影像特征预测LVI 的ROC 曲线的AUC 分别为0.828(95%CI:0.721~0.907)、0.752(95%CI:0.599~0.870),差异无统计学意义(P>0.05)(图4)。训练集AUC 的截断值为0.521 时,模型在训练集中的敏感度、特异度分别为0.629 和0.892;验证集AUC 的截断值为0.432 时,对应的敏感度和特异度分别为0.778 和0.654。决策曲线显示预测模型的净获益良好(图5)。

图4 基于增强CT 影像特征预测LVI 的ROC 曲线

图5 预测模型的决策曲线

表2 验证集中LVI 阳性和阴性病人的临床及CT 影像特征比较 例(%)

3 讨论

LVI 为胆囊癌转移复发的独立预测因子之一,即肿瘤及周围间质淋巴管存在肿瘤细胞浸润,是肿瘤细胞播散转移导致疾病复发或进展的关键步骤,可发生于胆囊癌各期[4-5]。LVI 的常规检查是组织病理学检查,但该方法往往术前无法明确,且耗时、费用高。因此,本研究构建了一种以增强CT 影像特征为影响因素的列线图模型,用于术前准确预测胆囊癌LVI 的发生风险。

本研究通过LVI 阳性组与阴性组比较发现,T分期、N 分期及肿瘤基底浸润范围差异具有统计学意义,经单因素logistic 分析去除了年龄、性别及胆囊结石因素,在训练集又行多因素logistic 分析,发现T 分期、N 分期及肿瘤基底浸润范围是胆囊癌LVI的独立影响因素。Dominguez 等[6]的研究发现,更高的T 分期及N 分期与LVI 风险呈正相关。本研究结果与其相同。其原因是由于随着T 分期的增加,即肿瘤纵向浸润深度的增加,LVI 发生率增高,这可能与胆囊浆膜下层有丰富的淋巴管有关[7]。肿瘤发生淋巴结转移是肿瘤细胞沿淋巴管到达引流淋巴结,更高的N 分期意味着肿瘤细胞浸润淋巴管发生LVI 的可能性增加,目前在胃癌、胆管癌中已有类似研究报道[5,8]。Choi 等[9]的研究发现,胆囊癌的预后与广泛浸润基底的肿块型有关,而与肿瘤大小无关。因此,本研究提出了肿瘤基底浸润范围这个影像特征因素,分析结果也表明肿瘤基底浸润范围的扩大提示发生LVI 的风险增高,其原因可能为胆囊壁缺乏黏膜下层且有丰富的淋巴管网,当其横向浸润范围较大时,发生LVI 的风险会逐步增加。这与范等[10]利用增强CT 预测胃癌LVI 的研究结果一致。

增强CT 检查是目前胆囊癌诊断、鉴别及术前评估、术后随访的主要检查方式之一。本研究基于增强CT 影像特征建立了列线图模型,模型在训练集及验证集中预测LVI 发生的AUC 值分别为0.828(95%CI:0.721~0.907)及0.752(95%CI:0.599~0.870),训练集及验证集的截断值对应的敏感度和特异度均大于60%,显示了良好的预测效能。训练集和验证集的校准曲线显示列线图的预测结果与病理结果间一致性均较好,决策曲线分析显示预测模型的净获益良好,提示模型稳定,有良好的泛化能力,有望应用于临床。

本研究尚有不足之处:首先,本研究为单中心研究,样本量较小,结果可能出现偏倚,有待大样本多中心前瞻性研究来进一步验证模型的有效性;其次,本研究仅采用CT 这一检测手段,在胆囊癌T 分期上不如MRI 更准确。

总之,基于CT 影像征象建立的列线图预测模型可以作为胆囊癌病人术前评估胆囊癌淋巴管浸润状态的一种无创性辅助方法,有利于协助临床医师术前制定个体化治疗方案,改善病人预后。

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