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基于CT影像组学列线图鉴别腮腺多形性腺瘤与基底细胞腺瘤的价值.pdf
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1、作者单位:云南大理,大理大学第一附属医院放射科(资欣月、许俊锋、张承志、刘新);云南德宏,德宏州人民医院放射科(董林娟)作者简介:资欣月(),女,云南曲靖人,硕士研究生,主要从事中枢神经系统影像诊断工作.通讯作者:董林娟,E m a i l:q q c o m头颈部影像学基于C T影像组学列线图鉴别腮腺多形性腺瘤与基底细胞腺瘤的价值资欣月,董林娟,许俊锋,张承志,刘新【摘要】目的:探讨C T影像组学列线图对腮腺多形性腺瘤(P A)和基底细胞腺瘤(B C A)的鉴别诊断价值.方法:回顾性分析 年月 年月在本院经病理证实的 例P A和 例B C A患者的临床资料和C T平扫及双期增强图像.以的比例
2、将所有患者随机分为训练集(n )和测试集(n ).分别在期(动脉期、平扫和静脉期)C T图像上沿病灶边缘逐层勾画R O I,提取病灶的全容积影像组学特征,并采用S p e a r m a n相关性分析、互信息法以及递归特征消除法行特征筛选,构建训练集模型和验证测试集模型并计算相应的影像组学评分(R a d s c o r e).经单因素分析,将有统计学意义的临床资料和C T征象用于构建临床模型.基于影像组学模型和临床模型建立联合模型,并绘制联合模型的列线图.采用受试者工作特征曲线(R O C)、连续净重分类改善度(N R I)及综合判别改善度(I D I)来评估各模型的诊断效能,采用校准曲线评
3、估和决策曲线评估列线图的准确性和临床实用价值.结果:基于C T平扫、动脉期和静脉期图像分别筛选出个、个和个最佳组学特征.单期相(动脉期、平扫和静脉期)影像组学模型及临床模型鉴别P A与B A C的AU C分别为 、和 ,以动脉期组学模型的AU C值最大.将患者年龄、病灶的动脉期和静脉期C T强化值及动脉期R a d s c o r e建立联合模型,其在训练集和测试集中的AU C分别为 和 ,大于平扫、动脉期和静脉期组学模型以及临床模型.在训练集中联合模型的列线图具有正向改善力(N R I,I D I).校准曲线分析结果表明列线图预测结果与病理结果之间具有良好的一致性(在训练集及测试集中的平均误
4、差分别为 和 ),决策曲线分析结果显示较宽的阈值范围内联合模型的列线图具有较高的临床净收益.结论:基于C T平扫、动脉期和静脉期影像组学模型联合临床模型构建的列线图对于鉴别诊断腮腺P A与B C A具有较高的临床价值.【关键词】多形性腺瘤;基底细胞腺瘤;影像组学;列线图;体层摄影术,X线计算机【中图分类号】R ;R 【文献标识码】A【文章编号】()D O I:/j c n k i 开放科学(资源服务)标识码(O S I D):T h ev a l u eo fd i a g n o s t i cn o m o g r a mb a s e do nC Tr a d i o m i c s f
5、 o r t h ep r e o p e r a t i v ed i f f e r e n t i a t i o nb e t w e e np l e o m o r p h i ca d e n o m aa n db a s a l c e l l a d e n o m a Z IX i n y u e,D ONGL i n j u a n,XUJ u n f e n g,e t a l D e p a r t m e n to fR a d i o l o g y,t h eF i r s tA f f i l i a t e dH o s p i t a l o fD a
6、l iU n i v e r s i t y,Y u n n a n ,C h i n a【A b s t r a c t】O b j e c t i v e:T oe x p l o r et h ev a l u eo fC Ti m a g i n g b a s e dn o m o g r a p hf o rd i f f e r e n t i a t i n gp l e o m o r p h i ca d e n o m a(P A)f r o mb a s a l c e l l a d e n o m a(B C A)o f p a r o t i dg l a n d
7、 M e t h o d s:T h eC Ti m a g e sa n dc l i n i c a l d a t ao fp a t h o l o g i c a l l yc o n f i r m e dP Aa n dB C Ap a t i e n t s i nt h eF i r s tA f f i l i a t e dH o s p i t a lo fD a l iU n i v e r s i t y f r o mJ a n u a r y t oA u g u s t w e r e r e t r o s p e c t i v e l ya n a l
8、y z e d E i g h t y e i g h t c a s e so fP Aa n d c a s e so fB C Aw e r er a n d o m l yd i v i d e d i n t ot r a i n i n gc o h o r t(n )a n dt e s t c o h o r t(n )a ta r a t i oo f T h eR O Iw a sd e l i n e a t e d l a y e rb y l a y e r a l o n g t h e l e s i o ne d g eo n t h e t h r e ep
9、h a s e s(a r t e r i a l,p l a i na n dv e n o u s)o fC Ti m a g e s,a n d t h e r a d i o m i c s f e a t u r e sw e r e e x t r a c t e d A f t e rS p e a r m a nc o r r e l a t i o na n a l y s i s,m u t u a l i n f o r m a t i o nm e t h o da n dr e c u r s i v e f e a t u r ee l i m i n a t i
10、o nm e t h o d,t h e t r a i n i n gs e tm o d e l a n dv a l i d a t i o nt e s t s e tm o d e lw e r ec o n s t r u c t e d,a n dr a d s c o r ew a s c a l c u l a t e d T h r o u g hu n i v a r i a t ea n a l y s i s,c l i n i c a lm o d e l sw e r ec o n s t r u c t e db a s e do ns t a t i s t
11、i c a l l ys i g n i f i c a n tc l i n i c a ld a t aa n dC Ts i g n s T h ec o m b i n e dm o d e lw a s c o n s t r u c t e db a s e do n t h e r a d i o m i c sm o d e l a n d t h e c l i n i c a lm o d e l,a n d t h en o 放射学实践 年月第 卷第期R a d i o lP r a c t i c e,A u g ,V o l ,N o m o g r a m w a
12、sd r a w nb a s e do n t h e c o m b i n e dm o d e l T h ep e r f o r m a n c eo f a l lm o d e l sw e r e e v a l u a t e db y r e c e i v e ro p e r a t i n gc h a r a c t e r i s t i cc u r v e(R O C)w i t ha r e au n d e r t h ec u r v e(AU C),n e t r e c l a s s i f i c a t i o n i m p r o v e
13、 m e n t(N R I)a n d i n t e g r a t e dd i s c r i m i n a t i o n i m p r o v e m e n t(I D I)C a l i b r a t i o np l o t sw e r e f o r m u l a t e dt oe v a l u a t e t h e r e l i a b i l i t ya n da c c u r a c yo f t h en o m o g r a m s,a n dt h ec l i n i c a l v a l u eo fn o m o g r a m
14、sw e r ee v a l u a t e db yu s i n gd e c i s i o nc u r v e s R e s u l t s:T h e r ew e r e,a n ds c r e e n i n gf e a t u r e s i np l a i ns c a n,a r t e r i a l a n dv e n o u sp h a s e sr e s p e c t i v e l y T h eAU Co fs i n g l e p h a s e(a r t e r i a l,p l a i na n dv e n o u s)r a
15、d i o m i c sm o d e l a n dc l i n i c a lm o d e l f o rd i f f e r e n t i a l d i a g n o s i so fP Aa n dB A Cw e r e ,a n d ,r e s p e c t i v e l y,a n dt h eAU Co f t h ea r t e r i a l p h a s er a d i o m i c sm o d e lw a s t h e l a r g e s t T h ec o m b i n e dm o d e lo f a g e,a r t
16、e r i a l p h a s e a n dv e n o u sp h a s e e n h a n c e dC Tv a l u e a n da r t e r i a l p h a s e r a d s c o r ew a s e s t a b l i s h e d,a n d i t sAU Cw a sh i g h e r t h a nt h a to f e a c ho f t h es i n g l e p h a s em o d e l sa n dc l i n i c a lm o d e l(t r a i n i n gs e t:AU
17、C ;t e s t s e t:AU C )T h em o d e l s i nt h e t r a i n i n gs e th a sp o s i t i v e i m p r o v e m e n tp o w e r(N R I a n dI D I)T h ec a l i b r a t i o nc u r v es h o w e dag o o da g r e e m e n tb e t w e e nt h ep r e d i c t i o nr e s u l t so f t h e l i n eg r a p ha n dt h ep a t
18、 h o l o g i c a lr e s u l t s(t h ea v e r a g ee r r o ro ft h et r a i n i n gs e ta n dt h et e s ts e tw e r e a n d r e s p e c t i v e l y),a n dt h ed e c i s i o nc u r v es h o w s t h a taw i d e r t h r e s h o l dr a n g e i nt h ec o l u m ng r a p hh a sah i g h e rc l i n i c a ln e
19、 tb e n e f i t C o n c l u s i o n:T h en o m o g r a mo f r a d i o m i c sc o m b i n e dw i t hc l i n i c a lm o d e l sh a sh i g hc l i n i c a l v a l u e f o r t h ed i f f e r e n t i a l d i a g n o s i so fP Aa n dB C Ao fp a r o t i dg l a n d【K e yw o r d s】P l e o m o r p h i ca d e n
20、 o m a;B a s a l c e l l a d e n o m a;R a d i o m i c s;N o m o g r a p h腮腺肿瘤中约 为良性,多形性腺瘤(p l e o m o r p h i ca d e n o m a,P A)是其中最常见的良性肿瘤,基底细胞腺瘤(b a s a l c e l l a d e n o m a,B C A)是较为常见的良性上皮源性肿瘤,占涎腺上皮性肿瘤的.P A与B C A的临床表现及影像学特点有诸多相似之处,鉴别诊断有一定困难.由于P A有很高的复发倾向和恶性转化发生率,术前准确鉴别P A和B C A对手术方法的选择以及患者的
21、预后均具有重要意义.细针穿刺活检是一种临床常用的腮腺肿瘤术前检查方法,但也具有一定的缺点,如诊断性抽吸不充分的发生率较高,而且有继发性面神经麻痹的风险.C T的优势在于其广泛的可用性、能快速完成检查且经济实惠.放射组学可以从医学图像中提取高维特征,能提供更全面的肿瘤相关病理生理学信息,从而可提高对影像的术前诊准确性.本研究基于C T平扫和双期(动脉期及静脉期)增强图像提取肿瘤的影像组学特征,并联合临床资料建立联合诊断模型,旨在提高对P A和B C A的鉴别诊断效能,为临床决策提供准确依据.材料与方法 一般资料回顾性分析 年月 年月在本院就诊的腮腺肿瘤患者的临床和影像资料.纳入标准:经病理证实腮
22、腺肿瘤为P A或B C A;术前影像资料(C T平扫及增强检查)完整;病灶最大直径mm.排除标准:图像质量不符合诊断要求;合并其它腮腺肿瘤性病变;临床资料不完整.最终共将 例符合研究要求的患者纳 入本研究,其 中P A 例,B C A 例.P A组患者年龄 岁,平均()岁,病灶最大直径 c m,平均()c m;B C A组患者年龄 岁,平均()岁,病灶最大直径 c m,平均()c m.按照的比例进行随机分层抽样,将全部患者分为训练集(n )和测试集(n ).C T扫描方法使用S i e m e n sS o m a t o m g o T o p 排螺旋C T机,所有 患 者 行C T平 扫
23、和 增 强 扫 描.扫 描 参 数:k V,层厚mm,层距mm,扫描范围为外耳道下缘至 下 颌 角 水 平.行C T平 扫 后,经 肘 静 脉 以 m L/s的流率注射对比剂碘海醇(m gI/m L),注射对比剂 s后行增强扫描.临床资料和常规C T图像分析分析肿瘤的临床资料和C T征象,包括病灶数目、质地、部位(浅叶、深叶)、密度(囊性、实性及囊实性)最大直径、钙化及同侧淋巴结肿大(直径c m)等.在各期相(平扫、动脉期及静脉期)图像上测量病灶的C T值,感兴趣区面积 mm,每个病灶测量次后取平均值;计算动脉期C T强化值(动脉期C T值平扫期C T值)和静脉期强化值(静脉期C T值平扫期C
24、 T值).影像组学分析病灶分割:由位影像科医师共同商议确定病灶边缘,当意见不一致时由上级医师最终确定.利用 DS l i c e r软件(h t t p s:/www s l i c e r o r g/),分别在平扫、动脉期及静脉期图像上沿病灶边缘逐层勾画二维放射学实践 年月第 卷第期R a d i o lP r a c t i c e,A u g ,V o l ,N o 图P A患者,岁,女性.a)C T平扫,示右侧腮腺内有一圆形低密度结节(黄箭),边界清晰,边缘光整,与周围结构分界清楚,沿病灶边缘勾画R O I;b)动脉期图像,示病灶无明显强化,沿病灶边缘勾画R O I;c)静脉期图像,
25、示病灶呈不均匀轻度强化,可见斑点状无强化区,沿病灶边缘勾画R O I;d)软件自动融合生成病灶的VO I.图B C A患者,岁,男性.a)C T平扫,示右侧腮腺内有一类圆形低密度结节,边界清晰,边缘光整,与周围结构分界清楚,沿病灶边缘勾画R O I(黄线);b)动脉期,中度不均匀强化,沿病灶边缘勾画R O I;c)静脉期,强化程度高于动脉期,沿病灶边缘勾画R O I;d)软件自动融合生成病灶的VO I.R O I,软件即可自动融合生成病灶的三维容积感兴趣区(v o l u m eo fi n t e r e s t,VO I),用于后续的特征提取(图).图像预处理及特征提取:利用 DS l i
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