关键词:
肾肿瘤
肾细胞癌
良性肾肿块
影像组学
机器学习
摘要:
目的探讨基于CT影像组学特征和临床特征构建的预测模型区分肾肿瘤良恶性的效能。方法回顾性分析2011年12月至2021年12月郑州大学第一附属医院收治的1395例肾肿瘤患者的病例资料,男842例,女553例。中位年龄55(44,59)岁。中位肿瘤直径3.6(2.7,4.6)cm。所有患者术前均接受增强CT检查,从CT影像的平扫期、动脉期和静脉期图像中提取影像组学特征,基于logistic回归、支持向量机(SVM)、神经网络、随机森林、极端梯度提升等5种机器学习算法构建肾肿瘤良恶性的预测模型,并采用聚合的方法进行集成。所有患者均行肾部分切除术,根据手术日期将患者分为训练组(941例,2011年12月至2020年6月)和验证组(454例,2020年7月至2021年12月)。结合临床特征和CT检查结果,构建临床-影像组学特征预测模型,在验证组中检验模型的预测效能。结果基于logistic回归、SVM、神经网络、随机森林、极端梯度提升算法的CT检查三期联合影像组学模型预测肾肿瘤良恶性的受试者工作特征(ROC)曲线的曲线下面积(AUC)分别为0.838、0.839、0.835、0.841、0.844,均高于5种机器学习算法CT检查单期指标预测肾肿瘤良恶性的AUC(0.744~0.831)。集成5种机器学习算法后的CT检查三期联合影像组学模型预测肾肿瘤良恶性的AUC为0.847,高于5种算法单独的CT检查三期联合影像组学模型。结合临床特征和CT检查结果的临床-影像组学模型在验证组中预测肾肿瘤良恶性的AUC显著高于放射科医生[0.919(95%CI 0.889~0.950)与0.835(95%CI 0.786~0.883),P<0.01]。结论联合CT影像组学特征、临床特征、CT检查结果构建的预测模型对肾肿瘤的良恶性具有出色的区分能力。