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医学影像科:我院董江宁教授与钱立庭教授团队在《Magnetic Resonance Imaging》杂志上发表基于临床及影像学参数预测宫颈癌同步放化疗敏感性的研究成果

发布时间:2022-08-19阅读次数:

近日,我院影像科董江宁教授和钱立庭教授团队在《Magnetic Resonance Imaging》(2022年IF:3.13,为非开源经典的影像学期刊)杂志上,发表论文题目为《IVIM-DWI and MRI-based radiomics in cervical cancer: Prediction of concurrent chemoradiotherapy sensitivity in combination with clinical prognostic factors》的研究成果。

该研究探讨了体素内不相干运动扩散加权成像(IVIM-DWI)、MRI影像组学和临床预测因子(CPF)在宫颈癌同步放化疗(CCRT)敏感性预测中的可行性与价值。我们对163位局部晚期宫颈癌患者治疗前的IVIM-DWI参数、三维纹理特征和CPF进行了测量、分析、筛选和建模。预测模型在训练组和验证组的曲线下面积(AUC)分别为0.987和0.984, 校正曲线Brier得分0.042,C-index为0.987。表明IVIM-DWI和TA对预测宫颈癌CCRT敏感性具有较高的临床价值,与CPR联合所构建的模型一定程度上可作为宫颈癌患者CCRT敏感性的预测标志物。




研究背景

因恶性程度较高且起病隐匿,宫颈癌患者往往发现时已为局部晚期,同步放化疗是其首选的治疗方案。但由于个体间的差异,不同患者对CCRT的敏感性并不相同,其中约1/3的患者会出现治疗失败或复发转移。并且一旦治疗失败,其不仅会对机体产生一定的打击,而且后续的治疗方案也将进一步受限,从而导致病情的延误和医疗的浪费。虽然根据MRI中的形态学变化评估宫颈癌CCRT疗效已被广泛认可,但其仍然是一个滞后的临床指标。因此我们迫切需要一种新的方法和思路来疗前准确预测宫颈癌患者对CCRT的敏感性,以指导临床个体化治疗,改善患者预后。


研究方法

回顾性分析经我院病理证实的局部晚期宫颈癌患者189例,根据纳入、排除标准最终入组163例(所有患者以2:1随机分入训练组和验证组)。测量所有患者疗前原发灶的临床(一般临床参数和关键治疗指标)及影像学参数(IVIM-DWI参数和三维纹理特征)。采用组内相关系数、LASSO算法、spearman相关性分析、t检验和U检验对纹理参数进行特征降维,多因素Logistic回归分析被用于构建诺曼图模型。采用Hosmer-Lemeshow检验和校准曲线验证模型拟合度,采用决策曲线评估诺曼图的临床收益,采用受试者工作特性(ROC)曲线及曲线下面积(AUC)评估各参数及模型的诊断效能,并将模型带入验证组检验。


研究结果

本研究共纳入163例患者(年龄28~88岁),训练组109人,验证组54人。在临床预测因子中仅FIGO分期展现出统计学差异。在IVIM-DWI参数中,D值和f值显示出预测价值,且敏感组的D值较低,f值较高。在850个纹理参数中,最终筛选出3个稳定性、独立性和统计学意义均较高的纹理参数:original_glcm_InverseVariance、original_glszm_SizeZoneNonUniformity和original_firstorder_10Percentile。

将FIGO分期、D值、f值和3个纹理参数纳入多因素Logistic回归分析构建预测模型,其中除D值以外,其余参数均表现出独立诊断价值。在训练组中,模型AUC为0.987,十折交叉验证AUC为0.975,讲模型进一步带入验证组AUC为0.984,证明模型可靠且高效。Hosmer-Lemeshow检验P为0.947,校正曲线Brier得分0.042,C-index为0.987,表明模型预测疗效与实际疗效间一致性较佳。决策曲线表明在合理的阈值范围内,模型可以为临床增加净效益。






研究结论

IVIM-DWI定量参数和影像组学标签对预测局部晚期宫颈癌CCRT放疗敏感性和放疗抵抗性具有较高的价值,二者与临床预测因子的联合应用可进一步提高预测效能,为局部晚期宫颈癌患者疗前疗效预测和个体化治疗提供客观依据。



第一作者

张羽, 安徽医科大学2020级放射肿瘤学专业、专业学位型2年级硕士研究生。

主要研究方向为妇科肿瘤放射诊断与治疗,以第一作者发表SCI论文3篇(2篇在线发表、1篇接受),北大核心期刊论文3篇(其中2篇中华系列论著、1篇北大核心),论文代表作:

1.张羽,钱立庭,董江宁,郑小敏,李翠平,林婷婷,韦超.宫颈癌原发灶的IVIM-DWI参数及纹理特征预测盆腔淋巴结转移的价值[J].磁共振成像,2021,12(08):38-43.

2.Zhang Yu et al. Feasibility of Predicting Pelvic Lymph Node Metastasis Based on IVIM-DWI and Texture Parameters of the Primary Lesion and Lymph Nodes in Patients with Cervical Cancer.[J]. Academic radiology, 2021, 29(7) : 1048-1057.

3.Zhang Yu et al. IVIM-DWI and MRI-based radiomics in cervical cancer: Prediction of concurrent chemoradiotherapy sensitivity in combination with clinical prognostic factors.[J]. Magnetic resonance imaging, 2022, 91 : 37-44.         

4.Zhang Kaiyue, Zhang Yu, et al. Nomograms of Combining Apparent Diffusion Coefficient Value and Radiomics for Preoperative Risk Evaluation in Endometrial Carcinoma.[J]. Frontiers in oncology, 2021, 11 : 705456-705456.          

5.Zhang Kaiyue, Zhang Yu et al. MRI-based radiomics and ADC values are related to recurrence of endometrial carcinoma: a preliminary analysis[J]. BMC Cancer, 2021, 21(1) : 1266-1266.     


通讯作者

钱立庭,医学博士,教授、主任医师,中国科学技术大学附属第一医院副院长、党委委员,安徽省肿瘤医院院长,博士研究生导师。

研究方向:恶性肿瘤的放射及综合治疗。

社会兼职:中华医学会肿瘤学分会委员,中国抗癌协会放射肿瘤专业委员会委员,安徽医学会肿瘤学分会主任委员,安徽抗癌协会副理事长。

在研项目:基于微流控芯片技术检测肺癌肿瘤标志物群的新型诊疗技术方案研究、安徽省科技厅2017年度重点研究与开发计划、DNA甲基化调控的miR-363-3p在食管鳞癌放疗耐受形成中作用的研究、2015年度第二批安徽省自然科学基金项目等。

获得成果、奖项、荣誉等:1、“PET-CT在脑胶质瘤诊断和精确放疗生物靶区确定的临床和实验研究”获安徽省科学技术三等奖,排名第一。2、“调强适形治疗头颈部肿瘤”获安徽省科技进步三等奖,排名第五。3、指导研究生完成的“中晚期肝癌及门脉癌栓放射治疗的试验研究与临床”获中国人民解放军总后勤部颁发的军队医疗三等奖。4、完成国家863计划“实体肿瘤的适形及调强放射治疗计划临床应用与验证”(863-306ZD13-03-2总体项目2000-2003)子课题“直肠癌术后预防性适形放射治疗的剂量学研究及晚期或复发直肠癌的适形放疗疗效观察”,其研究结果编入我国首届调强放射治疗学习班教材及第三版《肿瘤放射治疗学》等。




通讯作者

董江宁,主任医师、教授、江淮名医、硕士研究生导师;研究生、医学硕士;中国科学技术大学附属第一医院 西区影像科主任、安徽省肿瘤医院首席专家。

研究方向:肿瘤的临床影像、分子影像与影像组学。

社会兼职:《肿瘤影像学》编委,《中华放射学杂志》审稿专家,《European Radiology》、《Academic Radiology》审稿人;匹兹堡大学访问学者。中国抗癌协会肿瘤影像专业委员会常委,安徽省临床肿瘤学会影像专业委员会主任委员。

科研课题:以课题负责人承担国家部委、国家癌症中心和安徽省重点研发等课题7项。

学术成就:以第一作者或通讯作者发表论文130余篇,其中SCI收录25篇、中华系列14篇,获安徽省自然科学优秀论文一、二、三等奖6篇,荣获安徽省科技进步3等奖1项,主编医学影像学专著3部。