European Radiology:放射组学分析在无功能垂体腺瘤中的应用
时间:2022-02-21 11:22:37 热度:37.1℃ 作者:网络
垂体腺瘤是鞍区最常见的肿瘤,占颅内肿瘤的10-20%。根据2017年世界卫生组织(WHO)对垂体瘤的分类,临床上将不出现激素分泌过多症状的垂体腺瘤称为无功能垂体腺瘤(NFPA)。在这些肿瘤中,沉默的皮质腺瘤(SCAs)仅次于沉默的性腺激素腺瘤,占NFPA的20%。与其他类型的NFPA相比,SCA更多表现为肿瘤体积较大,且常伴有海绵窦侵犯。此外,SCA的预后比性腺激素腺瘤差,5年无复发生存率较低。
目前,手术切除是无功能垂体大腺瘤的首选手术方式。鉴于SCA的疾病病程较为凶险,术前识别NFPA中的SCA在临床上至关重要,这有助于医生确定适当的治疗方法和管理策略。影像学检查结果显示,高达85%的皮质大腺瘤在T2加权磁共振成像(MRI)上表现为多个微囊;然而,80%的性腺大腺瘤也有微囊。与NFPA相比,一些SCA更常出现瘤内出血。然而,用于确定SCA的术前MRI特征十分有限的,多数征象有所重叠。
影像组学是一个临床上的新兴领域,通过数据特征化算法提取高通量的定量特征,将影像图像转化为可挖掘的高维数据。对于垂体腺瘤,影像组学在预测肿瘤亚型、海绵窦侵犯和药物反应方面比临床决策更准确。然而,还没有使用影像组学方法预测SCA的研究报道。
近日,发表在European Radiology杂志的一项研究结合MRI影像组学特征和临床风险因素建立了一个影像组学列线图,用于SCA的术前无创性预测。
本研究共有302名患者入选,包括146名被诊断为SCA的患者和156名非SCA的患者(训练集:n = 242;测试集:n = 60)。肿瘤分割是使用ITK-SNAP手动生成的。从T1加权成像(T1WI)、T2加权成像(T2WI)和对比增强T1WI图像中,使用Pyradiomics提取了2550个放射组学特征。计算了皮尔逊相关系数值以排除多余的特征。本研究开发了几种机器学习算法来预测SCA,其中包括放射组学和语义特征,包括临床、实验室和放射学相关的特征。模型的性能是通过AUC来评估的。
与非SCA组相比,SCA组的患者年龄更低(49.5岁 vs 55.2岁)、女性患者更多(85.6% vs 37.2%)(p < 0.001)。在SCA患者中侵袭性(p = 0.011)以及囊性和微囊性改变(p < 0.001)更多。在测试集训练的所有算法中,集合算法的AUC最大,为0.927,预测SCA的准确性、特异性和敏感性均为0.867(截断值为0.5时)。整体模型的表现优于仅使用临床上的语义特征。放射性组学预测是最重要的特征,性别排名第二,年龄排名第三。在预测SCA方面,T2WI的放射组学特征优于其他MR模式的特征。
图 特征生成的整体研究设计。(a)收集垂体腺瘤的多模态MRI;(b)人工分割;(c)放射组学特征提取和特征过滤;(d)结合语义特征。
总之,本研究训练并验证了一个集合机器学习模型,利用无创放射组学和容易获得的语义特征来区分SCA和非SCA患者。该模型的表现优于目前的临床实践,这将有助于临床医生为患者制定个性化的治疗策略。
原文出处:
Wenting Rui,Nidan Qiao,Yue Wu,et al.Radiomics analysis allows for precise prediction of silent corticotroph adenoma among non-functioning pituitary adenomas.DOI:10.1007/s00330-021-08361-3.