European Radiology：IDH野生型胶质瘤的影像学生存预测因子

异柠檬酸脱氢酶野生型(IDH-wt)胶质瘤是一种侵袭性恶性脑肿瘤，其预后较差，在临床治疗中具有重大挑战，急需在诊断和治疗策略方面取得进展。准确预测总生存期(OS)对于制定有效的IDH-wt胶质瘤患者治疗策略至关重要。而RANO(神经肿瘤学反应评估)2.0标准则将肿瘤体积作为评估治疗反应的参数。虽然肿瘤体积是一个有价值的预后指标，尤其是术前，但单独使用具有局限性。具体来说，其没有考虑到肿瘤形态的异质性，这可以为肿瘤行为和患者预后提供重要的见解。

结构MRI中的形状特征，如肿瘤的位置、轮廓和几何特性，有助于定性描述肿瘤环境。值得注意的是，这些特征与脑肿瘤的遗传表型有关，并可预测IDH-wt胶质瘤患者的OS。与高阶放射组学等非形状特征不同，形状特征具有高度可重复性，不依赖于强度归一化过程，对图像采集参数和图像噪声的变化具有鲁棒性。无论是手动获取还是从医学图像中提取定量高通量数据，如放射学图像中的形状放射组学，这些特征都为表征病变拓扑提供了定量方法。

尽管形状特征具有潜力，但临床金标准仍然严重依赖于通过成像平面或(半自动)三维体积测量测量肿瘤的二维直径。然而，这种方法忽略了可以提供额外预后信息的详细形状特征。该标准目前的表现在捕捉肿瘤异质性的全部复杂性方面十分有限。

最近，发表在European Radiology杂志上的一篇研究基于形状放射学特征和肿瘤体积检验聚类进一步明确了IDH野生型胶质瘤表型并评估其对总生存期(OS)的影响。

本项回顾性研究纳入了436例连续诊断为IDH-wt胶质瘤的患者，并进行了术前磁共振成像。除了肿瘤总体积外，还使用PyRadiomics框架提取了9个不同形状的放射组学特征。研究在训练数据集(348/436)上使用围绕介质的分区(PAM)聚类识别不同的成像表型，并在测试数据集上评估这些表型预测OS的预后效果(88/436)。外部验证使用公开的UCSF胶质瘤数据集(n = 397)进行。采用决策树算法确定与聚类隶属关系相关的特征的相关性。

PAM聚类在训练数据集中识别出两个聚类:聚类1 (n = 233)具有较高球度和伸长率的患者比例较高，而聚类2 (n = 115)具有较高最大3D直径、表面积、轴长和肿瘤体积的患者比例较高(p < 0.001)。集群之间的OS差异显著:集群1的中位OS为23.8，而集群2的中位OS为11.4个月(p = 0.002)。多因素Cox回归显示，与临床数据单独相比，聚类隶属关系改善了性能(C指数0.67 vs 0.59, p = 0.003)。基于聚类的模型优于单独考虑肿瘤体积的模型(证据比:5.16-5.37)。

表 用于预测测试集中OS的多变量Cox比例风险模型的性能度量

本项研究表明，数据驱动的聚类揭示了成像表型，突出了形状放射组学与肿瘤体积相结合的预后能力，从而在高级别胶质瘤生存结果中优于仅基于肿瘤体积的预测。

原文出处:

Martha Foltyn-Dumitru,Mustafa Ahmed Mahmutoglu,Gianluca Brugnara,et al.Shape matters: unsupervised exploration of IDH-wildtype glioma imaging survival predictors.DOI:10.1007/s00330-024-11042-6