Разработка и валидация интерпретируемой модели машинного обучения для прогнозирования интраоперационной гемодинамической нестабильности при феохромоцитоме и параганглиоме на основе радиомики внутриопухолевой и периопухолевой зон на КТ

Цель: Интраоперационная гемодинамическая нестабильность может приводить к тяжёлым осложнениям у пациентов с феохромоцитомой и параганглиомой (PPGL). Целью исследования была разработка модели машинного обучения для прогнозирования гемодинамической нестабильности на основе радиомических признаков внутриопухолевой и периопухолевой зон на КТ.

Методы: В ретроспективное исследование включили 223 пациентов с диагнозом PPGL из двух медицинских центров. Радиомические признаки внутриопухолевой и периопухолевой зон извлекали из предоперационных компьютерных томограмм, после чего отбирали с помощью алгоритма наименьшего абсолютного сжатия и выбора (LASSO). С использованием восьми методов машинного обучения построили три прогностические модели: на основе внутриопухолевых, периопухолевых и объединённых радиомических признаков. Эффективность моделей оценивали по рабочим характеристикам приёмника (ROC) с расчётом площади под кривой (AUC), а также по калибровочным кривым и кривым принятия решений. Кроме того, для интерпретации оптимальной модели провели анализ SHAP (SHapley Additive exPlanations), ранжировав признаки по их важности.

Результаты: Пациентов случайным образом разделили на обучающую (n = 156) и тестовую (n = 67) выборки. После отбора признаков в модели на основе внутриопухолевых, периопухолевых и объединённых радиомических признаков вошли соответственно 8, 14 и 18 признаков. Модель на основе объединённых радиомических признаков показала наилучшую эффективность прогнозирования гемодинамической нестабильности: AUC составила 0,840 (95% ДИ 0,779–0,901) в обучающей и 0,800 (95% ДИ 0,693–0,907) в тестовой выборке. Калибровочная кривая продемонстрировала высокое соответствие между прогнозируемыми вероятностями и наблюдаемыми исходами; дальнейший анализ кривых принятия решений показал наибольшую клиническую пользу этой модели среди трёх моделей.

Выводы: Модель на основе объединённых внутриопухолевых и периопухолевых радиомических признаков представляет собой перспективный неинвазивный инструмент прогнозирования интраоперационной гемодинамической нестабильности у пациентов с PPGL и может способствовать индивидуализированной оценке риска и ведению пациентов в клинической практике.