MRI影像组学在混合型肝癌与肝内胆管细胞癌鉴别诊断中的应用.pdf
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1、中国医学影像学杂志 2023 年 第 31 卷 第 9 期 腹部影像学论著 945 MRI 影像组学在混合型肝癌与肝内胆管细胞癌鉴别诊断中的应用影像组学在混合型肝癌与肝内胆管细胞癌鉴别诊断中的应用 夏金菊*,王添艺,蔡权宇,陈雪,宋凯荣,刘婉敏,喻慧 东方肝胆外科医院影像医学与核医学科,上海 201800;*通信作者 夏金菊 【摘要摘要】目的目的 探讨 MRI影像组学对混合型肝癌与肝内胆管细胞癌的鉴别诊断效能。资料与方法资料与方法 回顾性选取东方肝胆外科医院 2019 年 2 月2022 年 2 月 312 例原发性肝癌(术后病理为肝内胆管细胞癌 224 例,混合型肝癌 88 例)的临床信息及
2、术前肝脏 MRI影像学资料,按照 21 分为训练集 208 例与验证集 104 例。比较两组的临床参数并建立临床模型;通过 MRI影像提取影像组学特征参数并建立影像组学模型。绘制受试者工作特征曲线分析不同模型对两组的鉴别诊断效能。结果结果 多因素分析显示性别(OR=1.663,95%CI 1.1222.466)、乙型病毒性肝炎(OR=2.362,95%CI 1.5153.686)、肝硬化(OR=1.308,95%CI 1.0321.655)是鉴别肝内胆管细胞癌和混合型肝癌的影响因素(P0.05)。基于 Logit(P/1-P)的回归评估模型建立的临床、影像组学及综合模型对两组均有较好的鉴别诊断
3、效能,曲线下面积分别为 0.821、0.806、0.923,综合模型的曲线下面积高于临床模型及影像组学模型(P 均0.05)。结论结论 MRI影像组学对肝内胆管细胞癌和混合型肝癌有较高的鉴别诊断价值,配合临床危险因素可进一步提高鉴别诊断的准确性。【关键词关键词】原发性肝癌;肝内胆管细胞癌;混合型肝癌;磁共振成像;影像组学;诊断,鉴别【中图分类号中图分类号】R735.7;R445.2 【DOI】10.3969/j.issn.1005-5185.2023.09.009 Application of MRI Radiomics in the Differential Diagnosis of Mix
4、ed Liver Cancer and Intrahepatic Cholangiocarcinoma XIA Jinju*,WANG Tianyi,CAI Quanyu,CHEN Xue,SONG Kairong,LIU Wanmin,YU Hui Department of Imaging Medicine and Nuclear Medicine,Eastern Hepatobiliary Surgery Hospital,Shanghai 201800,China;*Address Correspondence to:XIA Jinju;E-mail:【Abstract】Purpose
5、 To explore the differential diagnostic efficacy of MRI radiomics in mixed liver cancer and intrahepatic cholangiocarcinoma.Materials and Methods The clinical information and preoperative liver MRI imaging data of 312 patients with primary liver cancer in Eastern Hepatobiliary Surgery Hospital from
6、February 2019 to February 2022 were retrospectively selected.The postoperative pathology showed that all patients included 224 cases with intrahepatic cholangiocarcinoma and 88 cases with mixed liver cancer.The training set(n=208 lesions)and validation set(n=104 lesions)were allocated according to t
7、he ratio of 21.The clinical parameters of intrahepatic cholangiocarcinoma and mixed liver cancer were compared and clinical models were established,and the characteristic parameters of image omics were extracted from MRI radiomics and the radiomic model was established.The diagnostic efficacy of dif
8、ferent models between intrahepatic cholangiocarcinoma and mixed liver cancer were analyzed via the receiver operating characteristic curve.Results Multivariate analysis showed that gender(OR=1.663,95%CI 1.1222.466),hepatitis B(OR=2.362,95%CI 1.5153.686),and cirrhosis(OR=1.308,95%CI 1.0321.655)were t
9、he influential factors in differentiating intrahepatic cholangiocarcinoma from mixed hepatocellular carcinoma(P0.05).Based on Logit(P/1-P)regression evaluation model,the established clinical model,radiomics model and comprehensive model had good differential diagnostic efficacy for mixed liver cance
10、r and intrahepatic cholangiocarcinoma,and area under curve were 0.821,0.806 and 0.923,respectively.The area under curve of comprehensive model was significantly higher than that of clinical model and image omics model(all P0.05).Conclusion MRI radiomics has high value in the differential diagnosis o
11、f intrahepatic cholangiocarcinoma and mixed liver cancer,further improving the accuracy of differential diagnosis via combining with clinical risk factors.【Key words】Primary liver cancer;Intrahepatic cholangiocarcinoma;Mixed liver cancer;Magnetic resonance imaging;Radiomics;Diagnosis,differential Ch
12、inese Journal of Medical Imaging,2023,31(9):945-949,955肝癌居全球致死性癌症第2位。原发性肝癌(primary hepatic carcinoma,PLC)依据病理分为肝内胆管细胞癌、肝细胞肝癌、混合型肝癌,其中肝内胆管细胞癌的发病率仅次于肝细胞肝癌,而混合型肝腹部影像学论著 中国医学影像学杂志 2023 年 第 31 卷 第 9 期 946 癌最为罕见,但预后生存最差1。肝细胞肝癌与肝内胆管细胞癌常可通过血液学指标、常规MRI予以鉴别,但肝内胆管细胞癌与混合型肝癌的常规影像表现较为相似,术前仅通过临床症状、血清标志物、常规影像学特征很难鉴
13、别2。MRI已广泛用于PLC的诊断与分析,肝脏MRI图像中隐含诸多肉眼无法观察到的纹理信息,这些信息与肿瘤组织的生物学特性、显微结构密切相关3。影像组学基于正常组织与肿瘤组织的异质性,从影像图像中高通量提取出大量高级、定量的组学特征,可更好地诊断和鉴别各类病变组织4。目前,关于MRI影像组学鉴别诊断肝内胆管细胞癌与混合型肝癌的报道较少,本研究拟探讨肝内胆管细胞癌与混合型肝癌的MRI影像组学特征,旨在丰富临床证据,为术前准确鉴别PLC病理分型提供有效信息。1 资料与方法资料与方法 1.1 一般资料 回顾性收集2019年2月2022年2月东方肝胆外科医院收治的PLC。纳入标准:手术病理明确诊断为肝
14、内胆管细胞癌或混合型肝癌,且为单发病灶;行肝脏T2WI、扩散加权成像(DWI)及表观扩散系数(ADC)MRI,MRI图像资料完整。排除标准:MRI检查前接受穿刺活检;检查前接受局部或全身相关治疗(放疗、化疗、外科手术等);MRI图像伪影严重,影响判断;检查前接受动脉栓塞或其他手术治疗;病灶过小(最大径5 mm)不利于纹理特征提取。共312例PLC纳入研究,男253例,女59例,年龄3079岁,中位年龄59.65(48.32,65.07)岁;肝内胆管细胞癌224例,混合型肝癌88例。1.2 方法 1.2.1 MRI检查 使用GE Signa HDXT 3.0T MR仪、Philips Achie
15、va 3.0T双梯度超导高场MR仪,16通道相控阵腹部线圈。扫描序列:正反相位T1WI,TR 4.06 ms,TE 1.2 ms,层厚5 mm,层距2 mm;轴位T2WI,翻转角90,激励2次,TR 4 0008 000 ms,TE 8090 ms,层厚6 mm,层距2 mm,视野380 mm;轴位DWI,翻转角90,激励4次,TR 7 500 ms,TE 60 ms,b值1 000s/mm2,层厚7 mm,层距1 mm,视野315 mm,FEPI factor 53。扫描获得图像后传输至后处理工作站得到ADC图。1.2.2 图像分析 对获得的T2WI、DWI和ADC图像(图1),选取病灶最大
16、截面保存并导入MaZda 4.6软件。对图像做标准化灰阶处理,由2名放射科高年资医师手动勾画感兴趣区(ROI)。使用AK 3.0.0软件对各序列图像勾画的ROI做高通量影像组学特征提取,包括统计直方图特征、形态特征、不同移动方向(0、45、90、135)及不同移动步长(1、4、7)下灰度共生矩阵特征、灰度游程特征、灰度区域大小矩阵特征及基于灰度共生矩阵的哈拉利克特征。按照21分为训练集208例与验证集104例,采用orange数据挖掘组件建立预测模型并用于训练集和验证集,对临床模型、影像组学模型、综合模型进行观测和比较。图图1 男,65岁,混合型肝癌。T2WI病灶呈高信号,边界清,形态欠规则(
17、A);T1WI病灶呈混杂高信号,边界清,形态欠规则(B)1.3 统计学方法 使用SPSS 23.0、R 3.7.0软件,计数资料以例或百分比表示,两组数据比较采用2检验;计量资料以xs表示,两组数据比较采用t检验。使用非条件Logistic回归模型分析混合型肝癌发生的影响因素;绘制受试者工作特征(ROC)曲线并计算曲线下面积(AUC),经Logistic回归分析建立预测模型,AUC值比较采用Z检验,P0.05);在性别、年龄、合并乙型病毒性肝炎及肝硬化方面差异均有统计学意义(P0.05)。2.2 混合型肝癌发生的影响因素 建立非条件Logistic回归模型,以混合型肝癌发生情况为应变量,赋值混
18、合型肝癌=1,肝内胆管细胞癌=0。以前述单因素分析(表1)中P0.10的指标/因素为自变量。回归过程采用逐步后退法,以进行自变量的选择和剔除,设定剔除=0.10,入选=0.05。结果可见:性别、乙型病毒性肝炎、肝硬化等3指标/因素是混合型肝癌中国医学影像学杂志 2023 年 第 31 卷 第 9 期 腹部影像学论著 947 发生(即鉴别肝内胆管细胞癌和混合型肝癌)的显著影响因素(P0.05),见表2。表表1 肝内胆管细胞癌与混合型肝癌患者的一般信息及病理特征比较肝内胆管细胞癌与混合型肝癌患者的一般信息及病理特征比较 项目 肝内胆管细胞癌组(n=224)混合型肝癌组(n=88)2/t值 P值 训
19、练集(n=149)验证集(n=75)训练集(n=59)验证集(n=29)性别例(%)32.801 0.000 男 75(50.34)31(41.33)47(79.66)26(89.66)女 74(49.66)44(58.67)12(20.34)3(10.34)年龄(岁,xs)58.018.96 57.399.46 51.337.34 50.798.12 6.904 0.000 分化程度例(%)0.438 0.803 高 2(1.34)1(1.33)1(1.69)0(0)中 110(73.83)53(70.67)41(69.49)20(68.97)低 37(24.83)21(28.00)17(2
20、8.81)9(31.03)肿瘤最大径(cm,xs)7.522.33 8.011.96 6.882.31 7.401.79 1.443 0.152 淋巴结转移例(%)0.014 0.906 无 119(79.87)58(77.33)47(79.66)22(75.86)有 30(20.13)17(22.67)12(20.34)7(24.14)邻近器官侵犯例(%)0.236 0.627 无 136(91.28)69(92.00)53(89.83)26(89.66)有 13(8.72)6(8.00)6(10.17)3(10.34)肝硬化例(%)7.208 0.007 无 127(85.23)59(78
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