Прогностическая ценность клинико-радиомического опухолево-стромного соотношения при местнораспространённом раке прямой кишки

Цель: Разработать и валидировать радиомическую модель на основе T2-взвешенных изображений высокого разрешения и клинико-радиомическую модель для оценки опухолево-стромного соотношения (TSR), используя в качестве эталона TSR, определённое в препаратах прямой кишки без влияния лечения, а затем применить эти модели для прогнозирования исходов у пациентов с местнораспространённым раком прямой кишки (LARC), получавших неоадъювантную химиолучевую терапию.

Методы: В исследование включили 178 пациентов с раком прямой кишки (средний возраст — 59,35 года; диапазон — 20–85 лет; 65 женщин и 113 мужчин), которым с января 2016 года по октябрь 2020 года выполнили только хирургическое лечение. Пациентов случайным образом распределили в соотношении 7:3 на обучающую и валидационную выборки. Два специалиста вручную оконтурили всю опухоль на предоперационных T2-взвешенных изображениях высокого разрешения; старший рентгенолог проверил разметку и утвердил её консенсусом. Затем извлекли 1046 признаков и с помощью встроенного рекурсивного исключения признаков и перекрёстной проверки по принципу «оставь одного» отобрали наиболее информативные признаки. На их основе с использованием классификатора опорных векторов, обученного на патологически определённом TSR, построили модель оценки TSR по данным МРТ (MR-TSR), включавшую 6 отфильтрованных признаков. В обучающей выборке методом пошаговой логистической регрессии радиомическую модель объединили с клиническими факторами, получив клинико-радиомическую модель TSR (Fusion-TSR). Затем модели MR-TSR и Fusion-TSR воспроизвели в валидационной выборке и оценили их диагностическую эффективность. Далее в исследование включили 243 пациента с LARC (средний возраст — 53,74 года; диапазон — 23–74 года; 63 женщины и 180 мужчин), проходивших лечение с октября 2012 года по сентябрь 2017 года: перед операцией им проводили неоадъювантную химиолучевую терапию, а до начала лечения — стандартную МРТ прямой кишки. Для этих пациентов рассчитали MR-TSR и Fusion-TSR, а для сравнения выживаемости в группах с различными значениями MR-TSR и Fusion-TSR использовали метод Каплана—Мейера и лог-ранговый критерий. Отношение рисков (HR) рассчитывали с помощью регрессии пропорциональных рисков Кокса.

Результаты: Обе модели — MR-TSR и Fusion-TSR — продемонстрировали удовлетворительную диагностическую эффективность при валидации. Для MR-TSR площадь под кривой составила 0,77 (p = 0,01; точность — 69,8%; чувствительность — 88,9%; специфичность — 65,9%; положительная прогностическая ценность — 34,8%; отрицательная прогностическая ценность — 96,7%), для Fusion-TSR — 0,76 (p = 0,014; точность — 67,9%; чувствительность — 88,9%; специфичность — 63,6%; положительная прогностическая ценность — 33,3%; отрицательная прогностическая ценность — 96,6%). Эти показатели были выше, чем в обучающей выборке: для MR-TSR площадь под кривой составила 0,65 (p = 0,035; точность — 66,4%; чувствительность — 61,9%; специфичность — 67,3%; положительная прогностическая ценность — 27,7%; отрицательная прогностическая ценность — 90,0%), для Fusion-TSR — 0,73 (p = 0,001; точность — 73,6%; чувствительность — 71,4%; специфичность — 74,0%; положительная прогностическая ценность — 35,73%; отрицательная прогностическая ценность — 92,8%). При последующем прогностическом анализе MR-TSR оказался значимым прогностическим фактором безрецидивной выживаемости у пациентов с LARC, получавших неоадъювантную химиолучевую терапию (p = 0,020; HR = 1,662; 95% ДИ 1,077–2,565), тогда как Fusion-TSR был значимым прогностическим фактором общей выживаемости (p = 0,005; HR = 2,373; 95% ДИ 1,281–4,396).

Выводы: Разработаны и валидированы радиомическая и клинико-радиомическая модели TSR, которые успешно применены для более точной стратификации риска и принятия клинических решений у пациентов с LARC, получающих неоадъювантную химиолучевую терапию.