基于MRI影像组学评估局部进展期直肠癌新辅助放化疗反应：一项两中心多设备研究

摘要

目的：探讨基于MRI影像组学评估局部进展期直肠癌（LARC）患者新辅助放化疗（nCRT）后病理完全缓解（pCR）的价值。方法：回顾性收集2021年10月—2024年1月在南方医科大学南方医院（中心1,n=142）和广东省中医院（中心2,n=61）共203例LARC患者，每位患者nCRT后的高分辨MRI检查于以上2个中心、4种不同机型的3.0T MR设备上完成。两名放射医生对nCRT后的T₂WI和弥散加权成像（DWI）图像全瘤病灶进行感兴趣体积的勾画并提取组学特征。将中心1患者按4∶1的比例划分为训练集（n=113）和内部验证集（n=29），中心2的患者作为独立的外部测试集。采用皮尔森相关系数进行降维，采用支持向量机、线性判别分析、随机森林、逻辑回归及高斯过程共5种分类器构建影像组学模型，并筛选出模型性能最好的分类器。采用受试者工作特征（ROC）曲线的曲线下面积（AUC）评估影像组学模型对pCR的评估效能。结果：从nCRT后的T₂WI及DWI序列上共提取1 888个组学特征，经过降维及筛选后获得12个最有价值的组学特征（5个特征来源于T₂WI序列，7个特征来源于DWI序列），包括1个形态学特征、1个一阶统计特征、1个拉普拉斯高斯特征和9个小波特征。采用高斯过程构建影像组学模型，该模型在训练集、内部验证集、外部测试集中的AUC分别为0.999、0.812和0.803。结论：基于MRI影像组学模型能较准确评估LARC患者nCRT的治疗反应，该模型通过独立的外部测试集验证，有望进一步指导临床决策。

关键词

直肠肿瘤 / 磁共振成像