基于MRI影像组学及临床表现预测鼻咽癌根治术后复发风险评估模型的建立与验证

摘要：目的 分析基于磁共振成像（MRI）影像组学及临床表现预测鼻咽癌根治术后复发风险评估模型的建立与验证。方法 选取2020年1月至2020年12月湘潭市第一人民医院收治的130例鼻咽癌根治术治疗的鼻咽癌患者为研究对象，分析整理其临床资料，随访3年后，复发转移38例（观察组），未复发转移92例（对照组），所有患者均进行术前MRI检查，回顾分析患者资料、MRI检查资料，分析临床特征、MRI影像组学特征预测术后复发的ROC曲线及效能。结果 单因素多因素研究结果显示两组T分期、N分期、白细胞、嗜酸性粒细胞、血红蛋白、碱性磷酸酶、谷丙转氨酶、谷草转氨酶、尿素氮、EBV DNA≥400copies/ml等指标差异明显（P＜0.05）。ROC曲线显示，临床特征任意三项指标异常预测术后复发转移获得灵敏度84.21%、特异度88.04%、阳性预测值74.42%、诊断符合率86.92%、AUC值0.706（P＜0.05）。单因素多因素研究结果显示CE T1WI、Radiomic featutes、T2WI情况为术后复发转移的影响因素（P＜0.05）。ROC曲线显示MRI影像组学特征符合2组以上组学特征预测术后复发转移获得灵敏度86.84%、特异度93.48%、阳性预测值84.62%、诊断符合率91.54%、AUC值0.798（P＜0.05）。结论 采用MRI影像组学、临床表现预测鼻咽癌根治术后复发风险的诊断符合率、特异度、灵敏度均较高，值得推广。

关键词：鼻咽癌；MRI影像组学；临床表现；复发风险；灵敏度

Establishment and validation of a model of recurrence risk based on MRI imaging omics and clinical manifestations

Xiangtan First People's Hospital

Abstract: Objective Analysis The establishment and validation of the risk of recurrence based on magnetic resonance imaging (MRI). Methods Selected 130 patients admitted from January 2020 to December 2020, analyzed the clinical data, and analyzed 38 cases of recurrence and metastasis (observation group) and 92 cases without recurrence and metastasis (control group). All patients underwent preoperative MRI examination, reviewed patient data and MRI data to predict the ROC curve and efficacy of postoperative recurrence. Results The results of univariate multivariate study showed that the two groups were significantly different in T stage, N stage, leukocyte, eosinophils, hemoglobin, alkaline phosphatase, glutamate, glutamate aminotransferase, urea nitrogen and EBV DNA 400copies / ml (P <0.05). The ROC curve showed that abnormal prediction of any three indicators of clinical characteristics obtained sensitivity of 84.21%, specificity of 88.04%, positive predictive value of 74.42%, diagnostic coincidence rate of 86.92%, and AUC value of 0.706 (P <0.05). The results of univariate multivariate study showed that CE T1WI, Radiomic featutes and T 2 WI were the influencing factors of postoperative recurrence and metastasis (P <0.05). The ROC curve showed that the MRI imaging omics characteristics complied with the sensitivity of 86.84%, 93.48%, positive predictive value 84.62%, diagnostic coincidence rate 91.54%, and AUC value 0.798 (P <0.05). Conclusion The diagnostic coincidence rate and specificity and sensitivity of MRI imaging omics and clinical findings are relatively high, which are worth popularizing.

Key words: nasopharyngeal carcinoma; MRI imaging omics; clinical manifestations; risk of recurrence; sensitivity

鼻咽癌为一种临床上病发率较高的恶性肿瘤，发病率 0.2/10万人- 80/10万人，随着诊断技术不断发展，此病检出率逐渐升高[1]。鼻咽癌可通过手术治疗，切除病灶组织，改善病症，延长患者生存期。国内相关研究显示，此病根治性手术治疗术后5年生存期可达68%[2]。然而鼻咽癌患者经过根治术、放化疗后，依旧存在复发风险，导致患者生存期缩短，分析转移复发的预测方法，以尽早发现、尽早干预，有效延长此类患者生存期。影像学检查手段可以获取患者病灶影像，以通过影像组学特征分析患者具体情况[3]。磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）作为常用影像学诊断技术，操作简便、安全，可复制性强，通过分析MRI的CE T1WI、Radiomic featutes、T2WI情况或可预测鼻咽癌预后。另外，鼻咽癌患者发病后会引起机体免疫、炎症反应等，或临床表现可预测鼻咽癌术后预后情况。基于此，本研究以湘潭市第一人民医院2020年1月至2020年12月收治的经过鼻咽癌根治术治疗的鼻咽癌130例患者为观察对象，分析临床特征、MRI影像组学特征预测鼻咽癌根治术后复发的价值，报告如下。

1一般资料与方法

1.1一般资料

此次研究部为回顾性分析，湘潭市第一人民医院2020年1月至2020年12月收治的130例经过鼻咽癌根治术治疗的鼻咽癌患者为研究对象，分析整理其临床资料，随访3年后，复发转移38例（观察组），未复发转移92例（对照组）。本院医学伦理委员会审核及批准。

诊断标准：所有患者均鼻咽部有肿物，病理验证为鼻咽癌，合并有颅神经损害症状、上颈部淋巴结肿大等，符合《鼻咽癌诊断标准》。

纳入患者标准：①年龄标准，20~70岁；②符合MRI检查指征；③术前无远处转移；④临床资料完整；⑤不存在凝血功能障碍性疾病。

排除患者标准：①心血管系统病、糖尿病、慢性肾炎等基础疾病者；②妊娠期或哺乳期妇女；③血液系统疾病、自身免疫疾病；④依从较差。

1.2方法

所有患者均进行MRI检查，检查选择GE3.0 TDiscoveryMR750 W（美国）超导型磁共振成像仪，头颈联合线圈（12通道）。检查顺序为鼻咽癌分期平扫序列-冠状位、矢状位-3D-PDWI扫描。（1）平扫序列参数设置，轴位，T2WI-Ideal、T1WI FSE，DWI b值＝0、800 s/mm2。（2）冠状位、矢状位参数设置：T1WI-FSE。（3）3D-PDWI扫描。增强T1WI-IDeal序列扫描，169 s采集时间。患者MRI检查范围，下至第三颈椎下缘，上至颞叶中部。各模式要求基本参数，ZTE序220 mm×220 mm FOV，230×215矩阵。鼻咽癌阳性标准：病灶区域低信号，且局部存在无骨样低信号（或者脂肪高信号），另外可见增强扫描区出现骨皮质疏松及强化。

1.3观察指标

1.3.1临床特征两组分析：进行两组T分期、年龄、性别、N分期、民族、家族史、治疗方案、治疗前血常规、治疗前肝功能、治疗前肾功能、治疗前EBV脱氧核糖核酸（DeoxyriboNucleic Acid ，DNA）、生存状态等情况分析。

1.3.2多因素分析：Logistic回归分析鼻咽癌根治术后复发的临床特征。

1.3.3预测效能：分析临床特征预测鼻咽癌根治术后复发的ROC曲线。

1.3.4MRI影像组学特征两组分析：进行两组CE T1WI、Radiomic featutes、T2WI情况分析。

1.3.5多因素分析：Logistic回归分析鼻咽癌根治术后复发的MRI影像组学特征。

1.3.6预测效能：分析MRI影像组学特征预测鼻咽癌根治术后复发的ROC曲线。

1.4统计方法

此次研究涉及数据，专人统计、收集，应用SPSS 23.0分析，计数资料x²检验，描述用[例(%)]，计量资料t检验，描述用(x̄±s)，影响因素筛选采用多因素Logistic回归分析，统计学差异的标准为P＜0.05。预测鼻咽癌根治术后复发的ROC曲线的绘制采用MedCalc软件，分别分析临床特征、MRI影像组学特征预测ROC曲线。

2结果

2.1临床特征

观察组T分期1-2期占比、N分期0-2期占比、白细胞、嗜酸性粒细胞、血红蛋白、红细胞、白蛋白、前白蛋白、碱性磷酸酶低于对照组，观察组血小板、谷丙转氨酶、谷草转氨酶、尿素氮、血肌酐、EBV DNA≥400copies/ml占比高于的对照组（P＜0.05）；两组年龄、性别、民族、家族史、治疗方案、中性粒细胞、嗜碱性粒细胞、生存状态对比无差异（P＞0.05），详见表1。

表1 两组临床特征

2.2鼻咽癌根治术后复发转移临床特征多因素分析

上述“2.1”分析两组有差异的指标进行归类，以术后复发转移为因变量，以T分期、N分期、治疗前血常规、治疗前肝功能、治疗前肾功能、治疗前EBV DNA为自变量，Logistic回归分析，结果显示上述要素为术后复发转移的影响因素（P＜0.05），见表2。

表2 临床特征多因素分析

2.3临床特征预测鼻咽癌根治术后复发的效能

ROC曲线显示，临床特征T分期、N分期、治疗前血常规、治疗前肝功能、治疗前肾功能、治疗前EBV DNA符合上述任意三项指标异常预测术后复发转移获得灵敏度84.21%、特异度88.04%、阳性预测值74.42%、诊断符合率86.92%、AUC值0.706、CI值（95% ）0.168~0.812（P＜0.05），详见图1。

图1 临床特征预测鼻咽癌根治术后复发的ROC曲线

2.4MRI影像组学特征及多因素分析

以术后复发转移为因变量，CE T1WI、Radiomic featutes、T2WI情况为自变量，Logistic回归分析，结果显示上述要素为术后复发转移的影响因素（P＜0.05），见表3。

表3 MRI影像组学特征及多因素分析

2.5MRI影像组学特征预测术后复发的效能

ROC曲线显示，MRI影像组学特征符合CE T1WI、Radiomic featutes、T2WI等情况2组以上组学特征预测术后复发转移获得灵敏度86.84%、特异度93.48%、阳性预测值84.62%、诊断符合率91.54%AUC值0.798、CI值（95%）0.165~0.892（P＜0.05），详见图2。

图2 MRI影像组学特征预测术后复发的ROC曲线

3讨论

鼻咽癌为常见恶性肿瘤，局部复发和远处转移是导致治疗失败的主要原因。远处转移发生后，病情进展迅速，姑息治疗5年后生存率在5%以下[4-5]。临床关于鼻咽癌根治术后复发转移研究近年来逐渐增加，以探究可以预测术后预后情况的手段，以及时发现，科学阻断。

MRI影像组学分析，可以通过分析Radiomic featutes 、CE T1WI（GLRLM、GLSZM、NGTDM等）、T2WI（GLCM 、GLDM 、GLRLM 等）情况，分析患者病情差异。刘腾等[6]研究中，分析局部晚期鼻咽癌诱导化疗近期疗效预测中IVIM-DWI及3D-pCASL的价值，结果验证CR组治疗前D值较nCR组低、组治疗前BFmean值及BFmax值较nCR组高，说明预后不同组别MRI影像组学差异明显。李炯逸等[7]研究证明基于MRI与优化3D-ResNet18的鼻咽癌复发预测模型，可以更为准确预测术后患者复发转移。此次研究结果显示单因素多因素研究结果显示CE T1WI、Radiomic featutes、T2WI情况为术后复发转移的影响因素（P＜0.05）；ROC曲线显示MRI影像组学特征符合2组以上组学特征预测术后复发转移获得灵敏度、特异度、阳性预测值、诊断符合率、AUC值较理想（P＜0.05）。分析原因：鼻咽癌术后复发转移患者，癌症分期多为晚期，容易出现浸润等情况，导致MRI影像中T2WI、T1WI信号出现异常[8-10]。

鼻咽癌根治术后复发患者同术后非复发患者临床特征差异较为明显，可体现在分期、血常规检验结果等方面[11-13]。此次研究结果显示：单因素多因素研究结果显示两组T分期、N分期、白细胞、嗜酸性粒细胞、血红蛋白、碱性磷酸酶、谷丙转氨酶、谷草转氨酶、尿素氮、EBV DNA≥400copies/ml等指标差异明显（P＜0.05）；ROC曲线显示，临床特征任意三项指标异常预测术后复发转移获得灵敏度、特异度、AUC值理想（P＜0.05）。分析原因：炎症细胞、免疫细胞在肿瘤发生、发展、增殖及转移中发挥着重要作用。淋巴细胞、中性粒细胞、血小板属于炎症反应中重要指标，通过观察其水平变化可分析机体炎症情况，当机体炎症剧烈时，淋巴细胞、中性粒细胞可出现下降，血小板可出现升高情况[14-16]。但此次研究为回顾性分析，选取样本量较小，未深入分析MRI影像组学及临床表现联合预测术后复发风险价值，下次扩大样本量，前瞻性分析MRI影像组学及临床表现联合预测术后复发的效能。

综上所述，基于MRI影像组学及临床表现预测鼻咽癌根治术后复发风险评估价值较高，诊断符合率、特异度、灵敏度均较理想，可深入分析。

参考文献

[1]王卓,张少茹,周云舒,等. 基于多参数MRI影像组学的列线图预测鼻咽癌诱导化疗效果[J]. 中国医学影像学杂志,2023,31(5):459-466.

[2]王爱,周鹏. 影像组学在鼻咽癌诱导化疗疗效及预后预测中的研究进展[J]. 肿瘤预防与治疗,2023,36(7):601-605.

[3]倪云燕,陈照,陈韵彬. 多参数MRI影像组学模型对进展期鼻咽癌局部复发的预测价值[J]. 肿瘤影像学,2022,31(1):57-63.

[4]王卓,刘世莉,张少茹,等. 基于多参数MRI影像组学联合临床影像特征预测鼻咽癌肿瘤细胞增殖活性[J]. 磁共振成像,2022(11):30-36,41-41.

[5]Chowdhury MK, Saikot S, Farheen N, Ahmad N, at. Impact of

Community Palliative Care on Quality of Life among Cancer Patients in

Bangladesh. Int J Environ Res Public Health. 2023 Jul 25;20(15):6443

[6]刘腾,廖丽萍,廖海,等. IVIM-DWI及3D-pCASL在局部晚期鼻咽癌诱导化疗近期疗效预测中的应用研究[J]. 临床放射学杂志,2023,42(4):564-569.

[7]李炯逸,李彬,邱前辉,等. 基于MRI与优化3D-ResNet18的鼻咽癌复发预测模型[J]. 中国生物医学工程学报,2023,42(5):583-593.

[8]李莹,汪小华,陈霖. DCE-MRI联合3D-pCASL参数对鼻咽癌放化疗近期疗效的评估价值[J]. 中国CT和MRI杂志,2023,21(12):45-47.

[9]路一川,武永红,李媛媛. 磁共振动态增强成像、磁共振扩散加权成像对鼻咽部恶性肿瘤诊断价值比较[J]. 肿瘤基础与临床,2023,36(6):516-518.

[10]杨勤顺,白雪冰,梁久平,等. 基于MRI及临床参数的鼻咽癌远处转移风险评估函数构建与评价[J]. 重庆医学,2022,51(7):1127-1130.

[11]Uysal E, Aksaray F, Dincer S, Altın S. Robotic stereotactic body radiotherapy

for recurrent nasopharyngeal carcinoma. Indian J Cancer. 2023 Jul-

Sep;60(3):353-358.

[12]文翠,刘鲁根,王敬朋. 磁共振弥散加权成像及表观弥散系数在鼻咽癌颅底放疗中的应用价值[J]. 当代医学,2022,28(21):69-72.

[13]何君,周鹏,阳帆帆. 磁共振成像增强扫描在鼻咽癌放疗近期疗效评估中的应用价值[J]. 深圳中西医结合杂志,2022,32(5):86-88.

[14]Tsang RK, Ng WT. Treatment of persistent/recurrent nodal disease in

nasopharyngeal cancer. Curr Opin Otolaryngol Head Neck Surg. 2021 Apr

1;29(2):86-92.

[15]陈雨. 食管鳞状细胞癌患者基于营养和炎症标志物的列线图预后模型的开发和验证[D]. 河南:郑州大学,2023.

[16]苏会吉,颜耿杰,陈含笑,等. 巨噬细胞极化及其与邻近细胞串扰在肝细胞癌中的作用[J]. 临床肝胆病杂志,2023,39(5):1204-1211. 

课题：基于MRI影像组学及临床表现预测鼻咽癌根治术后复发风险评估模型的建立与验证（2023-xtyx-66）