يتنبأ نموذج راديومي يعتمد على التصوير المقطعي المحوسب قبل الجراحة، ويجمع بين سمات الورم والسمات المحيطة به، بشكل فعال بالتكرار الموضعي بعد الجراحة والتقدم إلى نقائل بعيدة بعد الاستئصال الكامل لسرطان الرئة غير صغير الخلايا من الدرجتين T3–4.
مقالة منهجية
يتنبأ نموذج راديومي يعتمد على التصوير المقطعي المحوسب قبل الجراحة، ويجمع بين سمات الورم والسمات المحيطة به، بشكل فعال بالتكرار الموضعي بعد الجراحة والتقدم إلى نقائل بعيدة بعد الاستئصال الكامل لسرطان الرئة غير صغير الخلايا من الدرجتين T3–4.
لا يزال النكس الموضعي بعد الجراحة يمثل تحديًا سريريًا كبيرًا لدى المرضى المصابين بسرطان الرئة غير صغير الخلايا (NSCLC) من المرحلتين T3 وT4. ولمعالجة غياب استراتيجية موحدة تعتمد على التصوير قبل الجراحة لتوصيف النكس الموضعي، تم تقديم إطار عمل راديومي يعتمد على التصوير المقطعي المحوسب (CT) لرصد التباين داخل الورم وحول الورم، والتمييز بين النكس الموضعي والانبثاث البعيد بعد الاستئصال الجراحي الكامل (R0 resection). يدمج البروتوكول المقترح السمات الراديومية المستخرجة من مناطق الورم والمناطق المحيطة به من صور التصوير المقطعي المحوسب المعززة بالصبغة قبل الجراحة. شملت مجموعة التطبيق 103 مرضى تم تأكيد إصابتهم مرضياً بسرطان الرئة غير صغير الخلايا من التصنيفات T3–T4، N0–2، M0، والذين خضعوا للجراحة مع استئصال كامل (R0) بين يناير 2013 وديسمبر 2020. أصيب 3 مريضاً بنكس موضعي، بينما أصيب 70 مريضاً بانبثاث بعيد. وقد اقتصرت جميع عمليات المعالجة المسبقة، واختيار السمات، والتقييس، وضبط المعلمات الفائقة، وملاءمة النموذج، وتحديد العتبة على مجموعة التدريب. كما تم تقييم النماذج الراديومية المعتمدة على الورم فقط، والمناطق المحيطة بالورم، والنماذج المدمجة في مجموعة تحقق مستقلة. تم جمع الخصائص السريرية، وموقع الورم، والمعلمات المختبرية قبل الجراحة، ومعلومات العلاج. كما تم بناء وتقييم التمثيلات الراديومية الخاصة بالورم والمدمجة بين الورم والمناطق المحيطة به لتوصيف سلوك إطار العمل المقترح. وفي مجموعة التحقق، أظهر التمثيل الراديومي للمناطق المحيطة بالورم تمييزاً محسناً مقارنة بسمات الورم فقط، بينما أظهر إطار العمل المدمج (الورم والمناطق المحيطة) الأداء الأكثر استقراراً واتساقاً (AUC = 0.80). يعد هذا البروتوكول عرضاً أولياً لسير عمل راديومي موحد بالتصوير المقطعي المحوسب للتمييز بين أنماط الفشل بعد الجراحة عقب الاستئصال الكامل (R0)؛ ويتطلب الأمر إجراء تحقق خارجي متعدد المراكز قبل التطبيق السريري.
لا يزال الاستئصال الجراحي الكامل هو العلاج المعياري للمرضى المصابين بسرطان الرئة غير صغير الخلايا (NSCLC) القابل للاستئصال، بما في ذلك أولئك المصابون بسرطان الرئة غير صغير الخلايا المتقدم موضعياً (LA-NSCLC). ولحالة الحواف الباثولوجية تداعيات إنذارية وعلاجية فورية: حيث يشير R0 إلى عدم وجود ورم متبقٍ، ويشير R1 إلى وجود ورم متبقٍ مجهري، بينما يشير R2 إلى وجود ورم متبقٍ عياني. ويرتبط الاستئصال غير الكامل بنتائج سلبية وقد يؤثر على العلاج بعد الجراحة1,2,3,4. وبناءً على ذلك، يعد التوصيف الدقيق لمخاطر الارتجاع الموضعي مكوناً حاسماً في تخطيط العلاج في حالات سرطان الرئة غير صغير الخلايا المتقدم موضعياً.
في الممارسة السريرية الحالية، يُعتبر الفحص الباثولوجي هو الطريقة المرجعية القياسية لتحديد الحافة الباثولوجية. ومع ذلك، يوجد انحياز في أخذ العينات بسبب الطبيعة غير المتجانسة للأورام. وبناءً على ذلك، يُعترف على نطاق واسع بأن هذه الطريقة غير مكتملة، حيث توجد معدلات سلبية كاذبة منخفضة ولكنها مؤثرة5. علاوة على ذلك، لا يوجد ضمان بأن أنسجة الرئة المحيطة بالحافة المستأصلة خالية من الخلايا الخبيثة لأن الفحص النسيجي لا يمكنه دراسة جميع جوانب الحافة الجراحية للورم المستأصل. وتسلط هذه القيود الضوء على الحاجة إلى استراتيجيات تكميلية غير بضعية قادرة على رصد الأنماط العيانية والمكانية للمخاطر المتبقية بما يتجاوز أخذ العينات المجهري.
تتيح الراديوميكس (Radiomics) استخراج الميزات الكمية عالية الإنتاجية من الصور الطبية الروتينية، وتوفر نهجاً منهجياً لتوصيف عدم التجانس الورمي على مستوى الآفة بأكملها والمنطقة المحيطة بها6. وقد أثبتت الدراسات الراديوميكية السابقة في سرطان الرئة فائدتها في تصنيف النتائج عبر سياقات علاجية متعددة، بما في ذلك الجراحة في المراحل المبكرة من سرطان الرئة غير صغير الخلايا (NSCLC)7، والعلاج الإشعاعي التوجيهي8، والعلاج المساعد قبل الجراحة9، والعلاج بـ EGFR-TKI10، والعلاج المناعي بـ PD-(L)11 والعلاجات الجهازية. كما استُخدمت الراديوميكس حول الورم لتقدير الواجهة المباشرة بين الورم والرئة كمياً، بما في ذلك التحليلات القائمة على توسعات بمقدار 3 و6 و9 مم12. ومع ذلك، لا تزال سير العمل المعيارية لمقارنة النكس الموضعي مع النقائل البعيدة بعد الاستئصال الكامل (R0 resection) محدودة.
هذا البروتوكول مخصص لمجموعات البيانات البحثية التي تحتوي على صور أشعة مقطعية للصدر بمقاطع رقيقة ومعززة بالصبغة قبل الجراحة، وسجلات كاملة للهوامش الباثولوجية. ويُعد هذا البروتوكول مناسباً عندما يكون الهدف البحثي هو مقارنة التكرار الموضعي مع تطور النقائل البعيدة بعد الاستئصال من نوع R0. وبناءً على ذلك، تم تمثيل سير عمل موحد يدمج الخصائص الراديومية داخل الورم وحول الورم بمسافة 3-mm في حالات سرطان الرئة غير صغير الخلايا (NSCLC) من المرحلتين T3–T4.
صُمم البروتوكول الراديومي المقترح القائم على التصوير المقطعي المحوسب (CT) للتمييز قبل الجراحة بين النكس الموضعي والنقائل البعيدة لدى المرضى المصابين بسرطان الرئة غير صغير الخلايا (NSCLC) من المرحلتين T3-T4. ويتكون سير العمل من اختيار المرضى، واكتساب صور التصوير المقطعي المحوسب ومعالجتها أولياً، وتجزئة المنطقة ذات الاهتمام، واستخراج الميزات الراديومية وتقليلها، وبناء النموذج، وتقييم الأداء.الشكل 1أ–C). وقد وافقت لجنة الأخلاقيات بمستشفى Jinling على هذه الدراسة الاستعادية (رقم الموافقة 2023DZKY-089-01) وأعفت من شرط الحصول على موافقة مستنيرة مكتوبة. جميع البرامج والأدوات المستخدمة في هذه الدراسة مدرجة في الـ جدول المواد.
1. اختيار المرضى وجمع البيانات السريرية
2. تعريف التصنيفات والنقاط النهائية السريرية
3. جمع السمات السريرية والدلالية
4. الحصول على صور الأشعة المقطعية (CT)
5. المعالجة المسبقة للصور وإزالة تحديد الهوية
6. تقسيم الورم والمنطقة المحيطة بالورم
7. استخلاص السمات الراديومية
8. تقسيم مجموعة البيانات وتقليل الميزات الراديومية
9. بناء النموذج وتقييمه
10. التحليل الإحصائي
خصائص مجموعة التطبيق
من بين المرضى المؤهلين في البداية، تم استبعاد 12 مريضًا خضعوا لاستئصال من النوع R1، ولم يتم تحديد أي حالات استئصال من النوع R2. وبناءً على ذلك، تكونت المجموعة النهائية من 103 مرضى خضعوا لاستئصال من النوع R0. تم تطبيق بروتوكول الراديوميكس المقترح على مجموعة من 103 مرضى يعانون من سرطان الرئة غير صغير الخلايا (NSCLC) من الدرجتين T3–T4 والذين عولجوا جراحيًا (60.6 ± 8.6 سنة؛ 82.5% ذكور)، بما في ذلك 33 مريضًا عانوا من نكس موضعي بعد الجراحة و70 مريضًا عانوا من نقائل بعيدة. ومن بين 33 مريضًا عانوا من نكس موضعي، تم تأكيد الحالة نسيجيًا لدى 17 مريضًا (51.5%)، بينما تم تشخيص الـ 16 مريضًا المتبقين (48.5%) بناءً على نتائج التصوير المقطعي المحوسب (CT) المتسلسلة والمتابعة السريرية. لم يتم تأكيد أي حالة نكس موضعي عن طريق التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني/التصوير المقطعي المحوسب (PET/CT) وحده. كان لدى 61 مريضًا (59.2%) مرض من الدرجة T3 نسيجيًا، ولدى 42 مريضًا (40.8%) مرض من الدرجة T4. لم تختلف أي من المتغيرات السريرية أو النسيجية المذكورة في الجدول 1 بشكل معتد به إحصائيًا بين مجموعتي النكس الموضعي والنقائل البعيدة (جميع قيم p ≥ 0.064).
تقييم التصوير السيمانتيكي والمتغيرات المرتبطة بالعلاج
لم يختلف فص الورم، والموقع المركزي مقابل الطرفي، وإصابة القصبة الهوائية الرئيسية، وإصابة الأوعية الدموية الكبيرة بشكل ملحوظ بين مجموعة الانتكاس الموضعي ومجموعة النقائل البعيدة (جميع قيم p ≥ 0.272؛ الجدول 2). كانت توزيعات العلاج المساعد المسبق، والعلاج المناعي، والعلاج الإشعاعي متشابهة بين مجموعتي نمط التطور R0 (جميع قيم p ≥ 0.742؛ الجدول 3). وكان العلاج الموجه أقل تكراراً في مجموعة الانتكاس الموضعي مقارنة بمجموعة النقائل البعيدة (2/33 [6.1%] مقابل 15/70 [21.4%]؛ قيمة p الخام = 0.0499). ونظراً لأن العلاج بعد الجراحة قد يؤثر على نمط الانتكاس، يجب التعامل مع هذا الاختلال كعامل مربك محتمل بدلاً من اعتباره دليلاً على تأثير سببي.
أنماط المتابعة وتوزيع نقاط النهاية
من بين 103 مرضى كانت حواف الاستئصال لديهم سلبية، عانى 33 مريضاً من نكس موضعي (متوسط البقاء على قيد الحياة دون تقدم المرض (PFS) بلغ 16.36 ± 14.741 شهراً)، وعانى 70 مريضاً من نقائل بعيدة (متوسط PFS بلغ 11.39 ± 11.388 شهراً). ولم يكن هناك فرق إحصائي بين مجموعتي النكس الموضعي والنقائل البعيدة (p = 0.131). ورغم عدم ملاحظة فرق معنوي في البقاء على قيد الحياة دون تقدم المرض بين نمطي النكس، فإن الهدف من النهج الحالي هو استقصاء ما إذا كان التصوير قبل الجراحة يمكنه تمييز النمط التشريحي لأول تقدم للمرض بعد استئصال R0. وقد يسهل هذا التصنيف للمخاطر قبل الجراحة التطبيق المناسب للعلاج الموضعي لدى المرضى المعرضين لخطر عالٍ من النكس الموضعي، ومن المحتمل أن يحسن نتائجهم؛ ومع ذلك، فإن هذه الفائدة السريرية تتطلب مزيداً من التحقق في دراسات استشرافية.
سلوك السمات الراديومية للورم وما حول الورم
تم تقييم إمكانية التكرار في مجموعة فرعية مكونة من 25 مريضاً. بعد التصفية القائمة على معامل ارتباط الفئات (ICC)، تم الاحتفاظ بـ 1,820 من أصل 2,207 سمة راديومية داخل الورم، و1,856 من أصل 2,211 سمة راديومية في المنطقة المحيطة بالورم بمسافة 3 mm للتحليل اللاحق. أدت تصفية التباين إلى إزالة 124 سمة من داخل الورم و120 سمة من المنطقة المحيطة بالورم بمسافة 3 mm. لاحقاً، أدت تصفية الارتباط الزوجي بعتبة 0.90 إلى إزالة 1,357 من السمات المتبقية داخل الورم و1,395 من السمات المتبقية المحيطة بالورم، مما ترك 339 و341 سمة على التوالي لاختيار السمات بنظام L1-regularized. وفي النهاية، اختار إجراء L1 تسع سمات من داخل الورم و12 سمة من المنطقة المحيطة بالورم لبناء النموذج. وأظهرت السمات الراديومية المستخلصة من مناطق الورم، والمنطقة المحيطة بالورم، والمناطق المدمجة سلوكيات تنبؤية متميزة. وفي مجموعة التحقق، حققت نماذج الورم، والمنطقة المحيطة بالورم بمسافة 3 mm، والنماذج المدمجة قيم AUC بلغت 0.71 (95% CI, 0.61–0.81)، و0.75 (95% CI, 0.65–0.85)، و0.80 (95% CI, 0.71–0.89)، على التوالي (الجدول 4 والشكل 2A). وفي تحليل حساسية المسافة المحيطة بالورم، حققت نماذج 1 mm و3 mm و5 mm قيم AUC ظاهرة بلغت 0.62 و0.75 و0.59 على التوالي. وبالمقارنة مع نموذج 3 mm، لم يكن الفرق في AUC ذا دلالة إحصائية لمسافة 1 mm (ΔAUC = −0.13, p = 0.078)، ولكنه كان ذا دلالة لمسافة 5 mm (ΔAUC = −0.16, p = 0.040) (الجدول التكميلي 1).
بعد استبعاد 17 مريضاً تلقوا علاجاً موجهاً قبل حدوث التطور الأول للمرض، تبقى 86 مريضاً، منهم 31 مريضاً يعانون من نكس موضعي و55 مريضاً يعانون من تطور بعيد فقط. حقق نموذج الدمج مساحة تحت المنحنى (AUC) بلغت 0.80 (فاصل ثقة 95%، 0.70–0.89)، وهو ما يتفق مع ما ظهر في التحليل الأولي (AUC، 0.80؛ ΔAUC، −0.001؛ فاصل ثقة 95%، −0.034 إلى 0.033؛ p = 0.948). وأشارت هذه النتائج إلى أن أداء نموذج الدمج لم يتأثر بشكل ملموس بالعلاج الموجه الذي تم إعطاؤه قبل تطور المرض.
التقييم المقارن والفائدة السريرية للبروتوكول
لم تحدد اختبارات DeLong الزوجية وجود فروق ذات دلالة إحصائية بين نماذج الورم والنماذج المحيطة بالورم بمقدار 3 ملم (p = 0.533)، أو بين نماذج الورم والنماذج المدمجة (p = 0.168)، أو بين النماذج المحيطة بالورم بمقدار 3 ملم والنماذج المدمجة (p = 0.439). وفي تحليل منحنى القرار، حققت نماذج الورم، والنماذج المحيطة بالورم بمقدار 3 ملم، والنماذج المدمجة فائدة صافية أكبر من استراتيجيتي المرجعية "علاج الجميع" و"عدم علاج أي مريض" عبر احتمالات عتبة تتراوح بين 0.19–0.51 و0.18–0.56 و0.17–0.59، على التوالي (الشكل 2B). وعند عتبة احتمالية متوقعة تبلغ 0.20، حقق النموذج المدمج حساسية بنسبة 66.7% ونوعية بنسبة 77.1%. تصف هذه النطاقات الفائدة الظاهرية في مجموعة التطور المختارة وليست عتبات علاجية معتمدة. وكما هو موضح في الشكل 3A–D، تم تصنيف الآفتين الصلبتين في A و B بشكل صحيح بواسطة النموذج، بينما تم تصنيف الآفات في C و D بشكل خاطئ. احتوت كلتا الآفتين اللتين تم تصنيفهما بشكل خاطئ على مناطق نخر داخل الورم، مما قد يكون قد أدى إلى تغيير توزيع التوهين وتجانس القوام الذي التقطته الميزات الراديومية، مما ساهم في التنبؤات المتضاربة.

الشكل 1: سير عمل تجزئة الورم، واختيار الميزات الراديومية، وتطوير النموذج. (A) تم تجزئة الورم الأولي بشكل شبه تلقائي. تم تعريف منطقة الاهتمام داخل الورم على أنها نسيج الورم، بينما تم إنشاء المنطقة المحيطة بالورم عن طريق توسيع حدود الورم للخارج بمقدار 3 mm مع استبعاد الورم نفسه. (B) تم استخراج الميزات الراديومية داخل الورم والمحيطة به، وتقييم مدى قابلية تكرارها بين القراء ومن قبل القارئ نفسه، ثم تقليلها من خلال تحليل الارتباط واختيار الميزات القائم على تسوية L1. (C) تم تقسيم المرضى المؤهلين عشوائياً إلى مجموعة تدريب (70%) ومجموعة تحقق داخلية (30%). تم بناء نماذج راديومية منفصلة للورم وللمنطقة المحيطة به ثم دمجها في نموذج مشترك. الاختصارات: CT = التصوير المقطعي المحوسب؛ L1 = التسوية القائمة على عامل تقليص واختيار المطلق الأدنى. تم إنشاء الشكل 1 بواسطة المؤلفين باستخدام Microsoft PowerPoint، ولم تكن هناك حاجة لتصاريح حقوق الطبع والنشر. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 2: منحنيات خصائص تشغيل المستقبل وتحليل منحنى القرار للنماذج الراديومية. (A) منحنيات خصائص تشغيل المستقبل لنماذج الورم، والمنطقة المحيطة بالورم بمسافة 3 mm، والنماذج المدمجة للتمييز بين النكس الموضعي والنقائل البعيدة في مجموعة التحقق. كانت قيم AUC المقابلة 0.71 (95% CI, 0.61–0.81)، و0.75 (95% CI, 0.65–0.85)، و0.80 (95% CI, 0.71–0.89)؛ وتم تقدير 95% CIs باستخدام 1,000 عينة إعادة سحب (bootstrap resamples). (B) تحليل منحنى القرار للنماذج الثلاثة عبر احتمالات عتبية تتراوح من 0.01–0.80. تم عرض استراتيجيتي "علاج الجميع" و"عدم علاج أحد" كمرجع. الاختصارات: AUC = المساحة تحت منحنى خصائص تشغيل المستقبل؛ CI = فاصل الثقة؛ DCA = تحليل منحنى القرار؛ ROC = خصائص تشغيل المستقبل. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 3شكل تمثيلي للحالات المصنفة بشكل صحيح وبشكل خاطئ من النموذج الراديومي المدمج. (Aتصنيف صحيح لنكس locally (عودة موضعية) لدى رجل يبلغ من العمر 50 عاماً مصاب بسرطان الخلايا الحرشفية في الرئة اليسرى، حيث حدثت العودة الموضعية بعد مرور 4 أشهر.Bتصنيف صحيح لتطور المرض بعيد المدى فقط في امرأة تبلغ من العمر 44 عاماً، كانت مصابة بسرطان غدي في الفص السفلي الأيسر، وأصيبت بنقائل عظمية عند الشهر 31 دون حدوث نكس موضعي.سي) مثال على نتيجة سلبية خاطئة، حيث صُنِّف التكرار الموضعي على أنه تطور بعيد فقط. (د) مثال على إيجابية كاذبة حيث صُنِّف التقدم البعيد فقط على أنه نكس موضعي. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الجدول 1: الخصائص السريرية والمرضية للمرضى الذين يعانون من تكرار موضعي ونقائل بعيدة. شمل التحليل 103 مرضى: 33 مريضاً يعانون من تكرار موضعي و70 مريضاً يعانون من نقائل بعيدة. يتم عرض البيانات كمتوسط ± الانحراف المعياري أو n (النسبة المئوية للعمود). تمت مقارنة العمر باستخدام اختبار t للعينات المستقلة (Student's t-test). تمت مقارنة المتغيرات الفئوية باستخدام اختبار Pearson chi-square أو اختبار Fisher's exact عندما يكون أي عدد متوقع للخلايا <5. *القيمة الاحتمالية Raw p < 0.05. الاختصارات: ADC = adenocarcinoma؛ SCC = squamous cell carcinoma؛ SD = الانحراف المعياري؛ TNM = tumor-node-metastasis. يرجى النقر هنا لتحميل هذا الجدول.
الجدول 2: خصائص الموقع والمشاركة للمرضى الذين يعانون من انتكاس موضعي ونقائل بعيدة. شمل التحليل 103 مرضى: 33 مصاباً بانتكاس موضعي و70 مصاباً بنقائل بعيدة. يتم عرض البيانات على شكل n (نسبة مئوية للعمود %). تم مقارنة المتغيرات الفئوية باستخدام اختبار مربع كاي لبيرسون أو اختبار فيشر الدقيق عندما كان أي عدد متوقع للخلايا <5. لم تكن هناك بيانات مفقودة. *قيمة p الخام < 0.05. الاختصارات: CT = التصوير المقطعي المحوسب. يرجى النقر هنا لتحميل هذا الجدول.
الجدول 3: استراتيجيات العلاج في الفترة المحيطة بالجراحة وبعد الجراحة بين المرضى الذين يعانون من تكرار موضعي ونقائل بعيدة. شمل التحليل 103 مرضى: 33 مصاباً بتكرار موضعي و70 مصاباً بنقائل بعيدة. البيانات معروضة كعدد n (نسبة مئوية للعمود %). تمت مقارنة المتغيرات الفئوية باستخدام اختبار مربع كاي لبيرسون أو اختبار فيشر الدقيق عندما كان أي عدد متوقع للخلايا <5. لم تكن هناك بيانات مفقودة. *القيمة الخام p < 0.05. يرجى النقر هنا لتحميل هذا الجدول.
الجدول 4: أداء النماذج الراديومية، وحول الورم، والنماذج المجمعة للتمييز بين النكس الموضعي والنقائل البعيدة. شمل التحليل 103 مرضى: 33 حالة تعاني من نكس موضعي و70 حالة تعاني من نقائل بعيدة. تم تقدير فترات الثقة 95% CIs باستخدام 1,000 عينة إعادة سحب (bootstrap resamples). الاختصارات: AUC = المساحة تحت منحنى خصائص التشغيل للمستقبل؛ CI = فترة الثقة. يرجى النقر هنا لتحميل هذا الجدول.
الشكل التكميلي 1: مخطط تدفقي لاختيار المرضى. تم فحص المرضى الذين خضعوا لفحص واحد على الأقل بالتصوير المقطعي المحوسب للصدر بين عامي 2013 و2020 وكان لديهم تقارير باثولوجية تحتوي على مصطلحي "lung" و"cancer". وبعد الاستبعادات بناءً على التقارير الباثولوجية وسجلات نظام معلومات المستشفى، تبقى 238 مريضاً. تم استبعاد 45 مريضاً آخرين بسبب عدم توفر صور التصوير المقطعي المحوسب قبل العلاج (n = 39)، أو الإصابة بسرطان التهابي (n = 4)، أو وجود عيوب تصويرية (artifacts) في التصوير المقطعي المحوسب أثرت على تحليل الصور (n = 2). وأخيراً، تم استبعاد المرضى الذين خضعوا لاستئصال R1 (n = 12)، أو الذين فُقدوا أثناء المتابعة (n = 43)، أو الذين لم يحدث لديهم تطور للمرض بنهاية فترة المتابعة (n = 35)، مما أدى إلى الحصول على 103 مرضى لمجموعات التدريب والتحقق. CT: التصوير المقطعي المحوسب؛ HIS: نظام معلومات المستشفى؛ R1: استئصال ذو حواف إيجابية مجهرياً. يرجى النقر هنا لتحميل هذا الملف.
الجدول التكميلي 1: تحليل الحساسية لأداء النموذج عبر مسافات توسع مختلفة حول الورم. تم تقييم تمييز النموذج في مجموعة التحقق باستخدام مناطق حول الورم بمقدار 1 و3 و5 mm. وكان نموذج المنطقة حول الورم بمقدار 3 mm هو المرجع. تمثل ΔAUC الفرق في AUC بالنسبة لنموذج 3 mm، وتم حساب قيم p باستخدام اختبار DeLong ثنائي الجانب. AUC، المساحة تحت منحنى خصائص التشغيل للمستقبل؛ CI، فاصل الثقة. يرجى النقر هنا لتحميل هذا الملف.
يقدم هذا العمل بروتوكولاً للراديوميكس القائم على التصوير المقطعي المحوسب (CT) للتمييز قبل الجراحة بين النكس الموضعي والنقائل البعيدة بعد الاستئصال الجراحي الكامل (R0) لدى المرضى المصابين بسرطان الرئة غير صغير الخلايا (NSCLC) من المرحلتين T3–T4. وبدلاً من التركيز فقط على التنبؤ بالنتيجة، يعمل الإطار المقترح على تفعيل تقييم مخاطر النكس الموضعي من خلال دمج التمثيلات الراديوميكية داخل الورم وحول الورم المستمدة من صور التصوير المقطعي المحوسب الروتينية المعززة بالصبغة. وقد أظهر البروتوكول أداءً مستقراً في مجموعة جراحية ممثلة، حيث حقق النموذج المدمج للورم والمنطقة المحيطة به أعلى مساحة تحت المنحنى (AUC). تم استقصاء العديد من النهج السابقة للجراحة لتقدير مخاطر النكس بعد الجراحة في حالات NSCLC، بما في ذلك النماذج السريرية الإشعاعية، والمعايير الأيضية المستمدة من التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني/التصوير المقطعي المحوسب (18F-FDG PET/CT)، والراديوميكس اليدوي للتصوير المقطعي المحوسب، والتعلم العميق. ويوفر حجم الورم الأيضي وتحلل الجلوكوز الكلي للآفات المستمد من PET/CT معلومات إنذارية بعد الاستئصال الجراحي، ولكنها تتطلب فحصاً إضافياً بالتصوير الجزيئي وتتأثر ببروتوكولات الاستحواذ وإعادة البناء15. ويمكن لنماذج الراديوميكس والتعلم العميق القائمة على التصوير المقطعي المحوسب تقدير مخاطر النكس أو البقاء على قيد الحياة بدون مرض بشكل غير جراحي16، وقد أظهرت الدراسات السابقة قيمة دمج المعلومات المحيطة بالورم أو الجمع بين التصوير والمتغيرات السريرية17,18. ومع ذلك، ركزت هذه النهج السابقة بشكل أساسي على ما إذا كان النكس قد حدث أو متى حدث، خاصة في سرطان الرئة الغدي في مراحله المبكرة، بدلاً من التركيز على النمط التشريحي لأول تطور للمرض. وتكمن الميزة المحتملة للإطار الحالي في استخدامه للتصوير المقطعي المحوسب الروتيني المعزز بالصبغة قبل الجراحة، ودمجه للمعلومات داخل الورم والمعلومات المحيطة به المجاورة مباشرةً للتمييز بين النكس الموضعي وتطور النقائل البعيدة بعد الاستئصال الكامل (R0) لدى المرضى المصابين بـ NSCLC من المرحلتين T3–T4.
من منظور منهجي، ينبع الدافع السريري لهذا البروتوكول من المحدودية الجوهرية لتقييم الحواف الباثولوجية. ورغم أن الفحص الهيستوباثولوجي لا يزال هو المعيار المرجعي، إلا أنه مقيد بطبيعته بانحياز أخذ العينات والتغطية المكانية غير الكاملة للحافة الجراحية. وقد وجدت الدراسات أنه بالنسبة لسرطان الرئة غير صغير الخلايا (NSCLC) في المرحلة IA، يكون معدل الانتكاس الموضعي بعد استئصال الإسفين أعلى بكثير منه بعد استئصال الفص19. ويُعزى ذلك بشكل أساسي إلى عدم تشخيص الخلايا الورمية المتبقية في الحافة الجراحية ومعدل الانتكاس الموضعي العالي الناتج عن الاستئصال غير الكامل. بالإضافة إلى ذلك، من الممكن ملاحظة الخلايا الورمية في الحافة الجراحية من خلال مراجعة المقاطع الباثولوجية للمرضى الذين يعانون من انتكاس موضعي لسرطان الرئة غير صغير الخلايا (NSCLC)20. وقد أظهرت السلاسل الجراحية السابقة أن الاستئصال غير الكامل والمرض المتبقي الخفي يزيدان بشكل كبير من خطر الانتكاس الموضعي ويؤثران سلباً على البقاء على قيد الحياة على المدى الطويل، بينما يمكن للتصوير استقصاء الخصائص الورمية العيانية والمكانية قبل الجراحة. لذا، يجب النظر إلى البروتوكول الحالي كمنهجية بحثية تكميلية لتوصيف أنماط الانتكاس بدلاً من كونه بديلاً لفحص الحواف الباثولوجية. ويتجنب هذا التمييز تصنيف الانتكاس الموضعي من نوع R0 بأثر رجعي كدليل على وجود حافة جراحية إيجابية أو عالية المخاطر بطبيعتها.
يتمثل عنصر التصميم المركزي للإطار المقترح في الدمج الصريح للميزات الراديومية المحيطة بالورم. تقوم الحلقة المحددة مسبقاً بقطر 3-mm بأخذ عينات من الواجهة المباشرة بين الورم والرئة، حيث قد تعكس أنماط التصوير الغزو، أو التفاعل الليفي التنسجي، أو الوذمة، أو التغيرات الوعائية، أو التفاعلات بين الورم والمضيف. في تحليل الحساسية، كانت قيم AUC الظاهرية لنماذج 1-mm و3-mm و5-mm هي 0.62 و0.75 و0.59 على التوالي. وكان نموذج 1-mm أقل عددياً من نموذج 3-mm، مع عدم وجود فرق ذو دلالة إحصائية بينهما، بينما كان أداء نموذج 5-mm أسوأ بشكل ملحوظ. تدعم هذه النتائج تعريف 3-mm المحدد مسبقاً في هذه المجموعة، ولكنها لا تثبت أن 3 mm هي المسافة المثلى عالمياً. فقد تشمل الحلقات الأوسع أنسجة غير رئوية أو تراكيب تشريحية مجاورة في أورام T3–T4.
قد يؤدي العلاج بعد الجراحة إلى تغيير موقع وتوقيت التكرار، وبالتالي، يظل مصدراً محتملاً للعوامل المربكة. كان العلاج الموجه أقل تكراراً في مجموعة التكرار الموضعي مقارنة بمجموعة النقائل البعيدة (6.1% مقابل 21.4%؛ القيمة الاحتمالية الخام p = 0.049)، بينما لم تختلف توزيعات العلاجات الأخرى بشكل ملحوظ. وفي تحليل الحساسية الذي استبعد 17 مريضاً تلقوا علاجاً موجهاً قبل تطور المرض، حافظ نموذج الدمج على مساحة تحت المنحنى AUC بلغت 0.80 (فاصل ثقة 95%، 0.70–0.89)، وهو ما يتطابق تقريباً مع نتائج التحليل الأساسي (ΔAUC = −0.01؛ فاصل ثقة 95%، −0.034 إلى 0.03؛ p = 0.948). وتشير هذه النتائج إلى أن أداء التمييز لنموذج الدمج لم يكن مدفوعاً بشكل جوهري بالعلاج الموجه الذي سبق تطور المرض.
تعد استقرارية السمات وقابلية تكرارها من الاعتبارات الحاسمة في منهجية الراديوميكس. في هذا البروتوكول، التزم استخراج السمات بإرشادات مبادرة توحيد المؤشرات الحيوية التصويرية (Image Biomarker Standardization Initiative)21. كما تم تقييم المتانة بشكل منهجي باستخدام اختبارات قابلية التكرار بين القراء وداخل القارئ الواحد. وكانت السمات الأكثر تأثيراً في النموذج المدمج مشتقة بشكل أساسي من المنطقة المحيطة بالورم، مما يعز الأهمية المنهجية للتحديد الموحد للمنطقة المحيطة بالورم. وتعز هذه الخطوات مجتمعةً موثوقية البروتوكول المقترح وقابلية نقله.
يجب الإقرار بوجود عدة قيود في هذا البروتوكول. أولاً، تم تطوير الإطار والتحقق من صحته باستخدام بيانات من مؤسسة واحدة، وقد يعكس اختيار المرضى الممارسات الجراحية الخاصة بتلك المؤسسة. ثانياً، لم تكن فترات المتابعة موحدة، وقد يؤثر فقدان المتابعة على توصيف حالات التكرار. ثالثاً، بينما يحدد البروتوكول الميزات الراديومية المرتبطة بمخاطر التكرار المتعلقة بالحواف، فإنه لا يوضح الآليات الباثولوجية الكامنة بشكل مباشر. يجب أن يركز العمل المستقبلي على التحقق من الصحة في مراكز متعددة، وتنسيق البيانات عبر منصات التصوير المختلفة، والدمج مع الارتباطات الباثولوجية والجزيئية لزيادة تحسين التفسير البيولوجي للميزات الراديومية. وفي الختام، تقدم هذه الدراسة بروتوكولاً راديومياً موحداً يعتمد على التصوير المقطعي المحوسب (CT) للتوصيف قبل الجراحي لنمط التكرار في حالات NSCLC من الدرجتين T3-T4. ومن خلال الدمج الصريح للمعلومات الراديومية المحيطة بالورم، يُقصد بهذا الإطار أن يكون بروتوكولاً بحثياً قابلاً للتكرار؛ وهو يتطلب التحقق الخارجي في مراكز متعددة والتقييم في مجموعة غير مختارة من المرضى بعد الجراحة قبل التطبيق السريري أو اتخاذ قرارات العلاج.
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح. لم يتم استخدام أي أداة ذكاء اصطناعي توليدي لإنشاء أو تعديل الأشكال في هذه المخطوطة.
نتوجه بالشكر لشركة LetPub (www.letpub.com.cn) على مساعدتها اللغوية أثناء إعداد هذه المخطوطة. تم دعم هذا العمل من خلال مشاريع الابتكار العلمي والتكنولوجي 2030-المشاريع الكبرى (2020AAA010950).
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| منصة Deepwise للأبحاث متعددة الوسائط | Deepwise | version 3.1.3 | تُستخدم لعمليات التجزئة واستخراج الميزات الراديومية وبناء النماذج |
| Python | Python Software Foundation | https://www.python.org | version 3.9.13 |
| R | R Foundation | https://www.r-project.org | version 4.3.2 |
| Somatom Definition | Simens | none | تُستخدم للحصول على صور الأشعة المقطعية (CT) |
| Somatom Definition Flash | Simens | none | تُستخدم للحصول على صور الأشعة المقطعية (CT) |
| Somatom Emotion | Simens | none | تُستخدم للحصول على صور الأشعة المقطعية (CT) |
| Somatom Perspective | Simens | none | تُستخدم للحصول على صور الأشعة المقطعية (CT) |