关键词:
肺肿瘤
体层摄影术
X线计算机
机器学习
放射组学
气道播散
摘要:
目的探讨基于机器学习方法的临床放射组学联合模型在Ⅰ期肺癌气道播散(STAS)术前预测中的价值。方法回顾性分析2020年11月至2023年11月于淮南阳光新康医院就诊的165例经组织病理学检查证实的Ⅰ期肺癌患者的临床、影像及病理资料,其中男性91例、女性74例,年龄(61.6±11.2)岁,范围28~88岁。根据术后组织病理学检查结果将所有患者分为STAS阴性组和STAS阳性组。采用ITK-SNAP软件对165例患者术前CT图像中肺癌靶区进行勾画并提取放射组学特征,并采用完全随机分组法按照7∶3比例分为训练组(115例)和验证组(50例)。采用组内和组间相关系数、单因素分析、Spearman相关性分析及最小绝对收缩和选择算子(LASSO)回归分析对筛选出来的特征进行降维处理,计算特征权重系数并进行线性组合计算放射组学得分。根据Logistic方法建立放射组学模型。采用单因素及多因素Logistic回归分析筛选预测Ⅰ期肺癌STAS的独立危险因素,根据赤池信息准则(AIC),采用Logistic回归分析得到AIC最小的临床模型。联合临床模型与放射组学模型构建预测Ⅰ期肺癌STAS的临床放射组学联合模型,绘制列线图对模型进行可视化处理,采用受试者工作特征(ROC)曲线评估模型的诊断效能。结果165例Ⅰ期肺癌患者中,STAS阴性组85例、STAS阳性组80例。放射组学模型在训练组及验证组中的曲线下面积(AUC)分别为0.895(95%CI:0.826~0.950)和0.814(95%CI:0.680~0.929),灵敏度分别为0.893和0.875,特异度分别为0.797和0.731。单因素及多因素Logistic回归分析结果显示,CT值、毛刺征是预测Ⅰ期肺癌STAS的独立危险因素。临床模型在训练组及验证组中的AUC分别为0.849(95%CI:0.772~0.914)和0.822(95%CI:0.700~0.923),灵敏度分别为0.786和0.583,特异度分别为0.814和0.962。构建的临床放射组学联合模型在训练组及验证组中的AUC分别为0.943(95%CI:0.894~0.982)和0.880(95%CI:0.769~0.971),灵敏度分别为0.964和0.750,特异度分别为0.847和0.962。结论基于机器学习方法的临床放射组学联合模型可在术前预测Ⅰ期肺癌STAS,有望辅助临床对Ⅰ期肺癌的精准诊断、治疗和管理策略的选择。