基于CT的放射组学列线图在术前鉴别胃间质瘤与胃平滑肌瘤中的个体化应用研究

摘要

本研究基于CT的放射组学列线图，用于准确区分胃间质瘤与胃平滑肌瘤，实现具有高预测性能的无创、个体化术前诊断。

摘要

本方案描述了一种基于计算机断层扫描（CT）的放射组学列线图的建立与验证过程，用于术前无创性鉴别胃肠道间质瘤（GISTs）与胃平滑肌瘤（GLMs）——这两种胃黏膜下病变具有不同的治疗策略和预后意义。研究回顾性分析了172例经病理确诊为GIST或GLM、并在术前30天内接受过增强CT检查的患者。患者被随机分配至训练队列（n = 120）和验证队列（n = 52）。系统评估了人口学变量、CT形态学特征以及从人工勾画的兴趣区域中提取的定量放射组学特征。采用带交叉验证的最小绝对收缩与选择算子（LASSO）回归进行特征筛选。最终预测模型纳入了年龄、肿瘤位置、强化模式以及反映瘤内纹理异质性的放射组学特征NGLDM_Busyness。这些变量被整合以构建适用于临床的个体化列线图。通过受试者工作特征分析、校准曲线和决策曲线分析评估模型性能。该列线图在训练队列和验证队列中均表现出良好的区分能力、校准度及临床应用价值，提示其作为个体化术前无创诊断工具的潜在应用前景。

引言

胃肠道间质瘤（GISTs）是最常见的胃黏膜下肿瘤（SMTs），无论其大小如何，通常被认为具有潜在恶性，其中表现为恶性临床病程的病例约占10%至30%^1,2。根据美国国立卫生研究院（NIH）共识分类³，GISTs的临床恶性风险随分层逐步升高，分为极低危、低危、中危和高危，其分级依据为肿瘤大小和核分裂象计数。对于GIST患者，建议尽早诊断并实施手术切除⁴。相比之下，胃平滑肌瘤（GLMs）为良性肿瘤，转移概率极低，且显然是胃SMTs中最常见的肌源性肿瘤；除肿瘤直径超过5 cm的情况外，通常仅需保守观察或采取微创治疗，无需手术^5,6。因此，由于两者在治疗策略和预后方面存在显著差异，鉴别直径小于5 cm的GISTs与GLMs具有重要意义。然而，对于较小的病灶，这种鉴别尤为困难，因其影像学特征常有重叠，且缺乏明确的临床症状^7,8。

内镜超声引导下细针穿刺活检（EUS-FNA）是胃间质瘤（GISTs）术前诊断中最成熟的技术，已被证实可安全、准确地提....

方案

本研究经医院伦理委员会批准（方案编号：1612167-18）。由于本研究为回顾性研究，豁免了知情同意要求。通过机构记录筛选出2017年1月至2022年7月期间确诊为胃间质瘤（GISTs）或胃平滑肌瘤（GLMs）的患者，所有病例均经术后病理证实。所用试剂和设备列于材料表中。

1. 患者信息

符合以下标准的患者可被纳入研究：（1）胃部病灶最大直径 ≤5 cm；（2）具备完整的病理学诊断资料；（3）接受以根治为目的的手术治疗；（4）术前30天内接受过增强CT检查。有恶性肿瘤病史或术前接受过治疗的患者被排除。因此，本研究共纳入110例胃肠道间质瘤（GIST）患者和62例胃淋巴瘤（GLMs）患者。研究人群的筛选流程见图1。总共纳入172例患者（110例GIST，62例GLMs；男性82例，女性90例），平均年龄为55.05 ± 12.42岁（范围：22–79岁）。采用简单随机化方法（未进行分层）将患者随机分配至训练集（n = 120）和验证集（n = 52）。基线人口学特征数据汇总于表1。

2. CT 图像分析

本研究中的CT扫描在64层CT扫描仪上进行。每位患者需禁食....

结果

人口统计学与临床特征
共纳入172例胃黏膜下肿瘤患者（110例胃肠道间质瘤，62例胃淋巴管瘤）。人口统计学和临床特征总结于 表1, 表2 和 表3本分析旨在识别GIST与GLM之间的基线差异，以指导后续模型的构建。GIST更常见于老年患者胃体部位，且呈中度强化模式；而GLM则更频繁出现在年轻患者贲门部位，且表现为轻度强化（p < 0.05）。GIST 患者在平扫 CT 中的亨氏单位（HU）显著低于 GLM 患者（p < 0.05）。在性别、症状、肿瘤病史、家族史、大小、生长模式、形态、增强扫描CT值、病灶边界以及囊性变或钙化情况方面均未观察到显著差异（p > 0.05）。在确认正态性后，使用独立样本t检验比较连续变量 通过 采用Shapiro-Wilk检验；分类变量通过χ²检验进行评估。

放射组学特征的可重复性与筛选
共提取了10个CT形态学特征和37个放射组学特.......

讨论

在胃肠道间质瘤（GISTs）与胃平滑肌瘤（GLMs）之间进行鉴别诊断在临床上具有重要意义，因为这直接影响治疗决策和患者的预后。本研究开发并验证了一种预测列线图，该模型整合了一项人口学特征（年龄）、两项CT征象（肿瘤位置和强化模式）以及一项影像组学参数（NGLDM_Busyness）。该模型可直接应用于临床术前评估。本研究通过提供一种实用的替代方法，弥补了目前在胃黏膜下肿瘤无创术前鉴别诊断方面缺乏有效手段的空白，避免了诊断效能有限或具有侵入性的传统方法。

在本研究分析中，训练队列中胃肠道间质瘤（GIST）患者的平均年龄为 59.69 ± 8.90 岁，验证队列中为 60.94 ± 9.27 岁，该结果与 He 等¹⁶和 Wang 等¹⁷的研究发现一致。GIST 患者的年龄大于胃底黏膜下病变（GLM）患者，这与既往报道相符¹⁸。Levy 等¹⁹和 Miettinen 等

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
增强CT扫描仪	Siemens Healthineers	SOMATOM Definition AS+	64层CT扫描仪；2017–2022年间中国三级医院的典型设备。扫描参数：120 kV，250–300 mA，1.5 mm层厚，B30f重建核。
glmnet软件包（R）	CRAN	版本4.0（兼容R 3.6.0）	采用10折交叉验证的LASSO回归分析。
碘化对比剂	Bayer AG	优维显370（碘普罗胺 370 mg I/mL）	静脉注射，剂量80–120 mL，流速3.0 mL/s。在中国腹部CT检查中广泛使用的非离子型对比剂。
LIFEx软件	www.lifexsoft.org	版本4.90	用于从CT感兴趣区域（ROI）提取放射组学特征。
R软件	The R Foundation	版本3.6.0	用于统计分析与建模（https://www.r-project.org）。
rms软件包（R）	CRAN	版本5.1-4（兼容R 3.6.0）	用于列线图构建与校准。