基于18F-FDG PET/CT图像建立的多元影像组学模型对乳腺癌原发灶HER-2表达状态的预测价值

作者：刘建井; 边海曼; 马文娟; 王子阳; 陈薇; 朱磊; 戴东; 徐文贵^*

来源：国际放射医学核医学杂志, 2022, 46(07): 430-440.

• 乳腺肿瘤
• 正电子发射断层显像术
• 体层摄影术, X线计算机
• 氟脱氧葡萄糖F18
• 分子亚型
• 影像组学
• HER-2

目的评估基于18F-氟脱氧葡萄糖(FDG) PET/CT图像建立的多元影像组学模型对乳腺癌原发灶人表皮生长因子受体2(HER-2)表达状态的预测价值。方法回顾性分析2010年1月1日至2019年12月31日于天津医科大学肿瘤医院行18F-FDG PET/CT检查的273例女性乳腺癌患者的临床和影像学资料, 年龄26～78(51.8±10.8)岁。根据乳腺癌原发灶HER-2表达状态的不同将患者分为HER-2阳性组和HER-2阴性组, 比较2组患者的临床特征和PET/CT代谢参数的差异。勾画原发灶的感兴趣区, 提取所有影像组学特征并建立基于PET/CT图像的影像组学特征模型, 将样本中70%的患者作为训练集, 剩余30%的患者作为测试集, 采用受试者工作特征曲线比较PET/CT代谢参数及影像组学模型对乳腺癌原发灶HER-2表达状态的预测能力, 采用十折交叉验证计算预测模型的平均性能。采用Wilcoxon秩和检验比较组间各PET代谢参数是否存在差异。计数资料的比较采用χ2检验, 计量资料的比较采用两独立样本t检验和Mann-WhitneyU秩和检验。结果 HER-2阳性组患者106例、阴性组患者167例。HER-2阴性组患者合并腋下淋巴结转移的比例较HER-2阳性组患者高[85.03%(80/106)对75.47%(142/167)], 且差异有统计学意义(χ2=3.900, P<0.05)。除腋下淋巴结转移情况外, 2组患者的年龄、病理学类型及肿瘤分期间的差异均无统计学意义(t=-0.028, χ2=5.429、1.891, 均P>0.05)。2组患者的PET代谢参数最大标准化摄取值、平均标准化摄取值、标准化摄取值峰值、肿瘤代谢体积、病灶糖酵解总量之间的差异均无统计学意义(Z=-1.583～-0.064, 均P>0.05)。最终筛选出具有较好预测价值的37个影像组学特征建立组学特征模型, 其中, PET影像组学参数8个、CT影像组学参数29个。在训练集中, 影像组学特征模型曲线下面积(AUC)、准确率、灵敏度和特异度分别为0.913(95%CI:0.871～0.954)、0.882(95%CI:0.832～0.922)、0.849(95%CI:0.759～0.910)和0.910(95%CI:0.841～0.952);在测试集中, 影像组学特征模型AUC、准确率、灵敏度和特异度分别为0.820(95%CI:0.723～0.918)、0.830(95%CI:0.738～0.900)、0.875(95%CI:0.701～0.959)和0.807(95%CI:0.683～0.892);经十折交叉验证后, 影像组学模型的AUC、准确率、灵敏度、特异度的均值分别为0.818、0.847、0.908、0.764。结论相较于传统的PET代谢参数, 基于18F-FDG PET/CT图像建立的多元影像组学模型对乳腺癌原发灶HER-2表达状态有较好的预测价值, 有助于临床医师筛选曲妥珠单抗受试人群, 改善患者预后。

• 单位
  天津医科大学; 天津市肿瘤医院