結(jié)直腸癌CT放射組學(xué)的研究進(jìn)展

薛婷 綜述 馮峰 審校

結(jié)直腸癌是世界范圍內(nèi)嚴(yán)重威脅人類健康的重要疾病。根據(jù)國(guó)家癌癥中心發(fā)布的最新數(shù)據(jù)，中國(guó)腸癌發(fā)病數(shù)占全球24.3%，死亡數(shù)占全球22.9%，并呈逐年上升趨勢(shì)[1]。大多數(shù)晚期結(jié)直腸癌患者失去手術(shù)治療最佳時(shí)期，而采用新輔助放化療作為主要治療手段。因此，及時(shí)、準(zhǔn)確的診斷對(duì)患者制定治療策略及預(yù)后評(píng)估至關(guān)重要。常規(guī)CT仍作為臨床實(shí)踐中結(jié)直腸癌的首選影像學(xué)檢查[2]，它在結(jié)直腸癌診斷、分期、治療計(jì)劃制定及療效評(píng)價(jià)中發(fā)揮重要作用，但其既不能提供分子與基因水平的生物學(xué)信息，也不能提供個(gè)性化靶向治療所需要的信息，因此不能完全滿足臨床對(duì)結(jié)直腸癌精準(zhǔn)醫(yī)療的需求。CT放射組學(xué)通過對(duì)常規(guī)影像數(shù)據(jù)的充分挖掘，為早期診斷結(jié)直腸癌、反映治療效果以及基因突變檢測(cè)方面提供更客觀、準(zhǔn)確的信息[3]。本文對(duì)CT放射組學(xué)在結(jié)直腸癌分期分化、療效評(píng)估、基因突變預(yù)測(cè)等方面應(yīng)用的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

CT放射組學(xué)在結(jié)直腸癌方面的臨床應(yīng)用

1.評(píng)估腫瘤T分期

準(zhǔn)確的治療前分期是實(shí)現(xiàn)結(jié)直腸癌精準(zhǔn)治療的前提，同時(shí)也是患者療效和預(yù)后評(píng)估的重要指標(biāo)。CT放射組學(xué)預(yù)測(cè)模型中的特征參數(shù)定量描述圖像中相鄰體素之間灰度級(jí)的離散程度，可無創(chuàng)地對(duì)腫瘤內(nèi)部的異質(zhì)性進(jìn)行客觀的、可視化的研究。Liang等[4]發(fā)現(xiàn)在病灶CT圖像中選取作為獨(dú)立預(yù)測(cè)因子的灰度共生矩陣和直方圖特征參數(shù)在T1-2期和T3-4期結(jié)直腸癌之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，通過曲線下面積(area under the curve，AUC)分析建立的CT放射組學(xué)預(yù)測(cè)模型結(jié)果為0.792，診斷效能高于腫瘤最大直徑(AUC為0.590)和臨床特征模型(AUC為0.632)。因?yàn)槟[瘤分期升高，腫瘤細(xì)胞排列更緊密，細(xì)胞異質(zhì)性增加及細(xì)胞質(zhì)比例失調(diào)，使得描述組織結(jié)構(gòu)不均勻性的放射組學(xué)參數(shù)值在高分期癌組織中表現(xiàn)為高水平，而低分期癌組織則表現(xiàn)為相對(duì)正?；虻退?。此外，薩莎等[5]對(duì)611例結(jié)直腸癌患者CT圖像進(jìn)行紋理分析，采用隨機(jī)森林算法(random forest，RF)建立結(jié)直腸癌術(shù)前分期預(yù)測(cè)模型。與Liang等[4]有類似的發(fā)現(xiàn)，RF模型中重要參數(shù)ntree與T分期密切相關(guān)。是當(dāng)ntree=100時(shí)，能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)≤T2期和T3期腫瘤，AUC為0.891。這些放射組學(xué)模型采集的定量參數(shù)，既避免了傳統(tǒng)影像診斷方法中主觀性影響，又精準(zhǔn)地判斷了早期和進(jìn)展期腫瘤。

2.評(píng)估術(shù)前分化程度

鑒別不同分級(jí)的結(jié)直腸癌可以在治療前幫助識(shí)別有較高復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的患者，進(jìn)行個(gè)體化治療從而改善預(yù)后。在常規(guī)CT圖像上，有明顯的鑒別不同分化程度的結(jié)直腸腺癌的診斷特征[6]。然而，這些主觀定性分析特征可能會(huì)導(dǎo)致觀察者內(nèi)部和觀察者之間的變異性。高通量定量提取放射特征的放射組學(xué)可能在結(jié)直腸腺癌分級(jí)中發(fā)揮更好的作用[7]。Huang等[8]發(fā)現(xiàn)在低分化結(jié)直腸癌中，代表癌組織微觀結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的參數(shù)值(如紋理特征和小波特征參數(shù))明顯高于高分化癌，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。在此基礎(chǔ)上建立的CT放射組學(xué)模型可獲得較高的預(yù)測(cè)符合率(77.5%)。原因可能在于與高分化腫瘤相比，低分化腫瘤組織和細(xì)胞成熟程度較低，腫瘤異質(zhì)性較大，導(dǎo)致基因、蛋白等分子微觀水平改變較大。而紋理特征和小波特征正好可從病灶內(nèi)不同空間頻率范圍內(nèi)反映腫瘤組織在結(jié)構(gòu)和細(xì)胞形態(tài)上的變化，量化腫瘤內(nèi)部結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性，客觀地反映更細(xì)微的影像圖像信息變化，可以更好地區(qū)分高、低分化結(jié)直腸癌。然而，該研究只是探討了CT放射組學(xué)在鑒別高分化和低分化結(jié)直腸腺癌方面的能力，放射組學(xué)在對(duì)低分化腺癌中進(jìn)一步分層的潛在優(yōu)勢(shì)還沒有充分挖掘，例如術(shù)后不同復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的低分化腺癌，其術(shù)前的CT放射學(xué)特征差異是否有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3.檢測(cè)肝、肺隱匿性轉(zhuǎn)移灶

肝臟是結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移的第一常見器官，發(fā)生率為20%左右。1年后隨訪延遲性肝轉(zhuǎn)移率為4.3%左右，5年后轉(zhuǎn)移率為 14.5% 左右[9]。有研究報(bào)道，在58%～81%結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移患者的肝臟手術(shù)標(biāo)本中找到了微小轉(zhuǎn)移灶，因此推測(cè)延遲性肝轉(zhuǎn)移可能來源于肝內(nèi)隱匿性微小轉(zhuǎn)移灶[10]。為了早期發(fā)現(xiàn)這些隱匿的轉(zhuǎn)移灶，Rao等[11]對(duì)患者肝臟非病灶區(qū)的CT門脈期圖像紋理分析，研究發(fā)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)移組與非轉(zhuǎn)移組相比，熵值更高(P<0.05)，灰度分布的均勻性更低(P<0.05)。而且在后期延遲性肝轉(zhuǎn)移的患者中也觀察到類似的微妙趨勢(shì)。原因在于熵值是描述變量分布混亂度的統(tǒng)計(jì)量，當(dāng)惡性腫瘤結(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí)，細(xì)胞排列紊亂，失去正常的層次和結(jié)構(gòu)，因此熵值也就越大。這說明，通過CT紋理分析不僅能量化結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移患者“正常”肝實(shí)質(zhì)的空間異質(zhì)性，反映肝組織的血流動(dòng)力學(xué)變化，而且還能對(duì)隱匿性肝轉(zhuǎn)移瘤的檢測(cè)有潛在價(jià)值，并檢測(cè)哪些患者有發(fā)展為延遲性肝轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)，從而對(duì)高轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)患者采取個(gè)性化治療策略。

另外，肺是結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移的第二常見器官，若對(duì)結(jié)直腸癌肺轉(zhuǎn)移進(jìn)行早期診斷，可避免良性結(jié)節(jié)患者的不必要手術(shù)，減少后續(xù)診斷的成本負(fù)擔(dān)和假陽(yáng)性診斷結(jié)果。因此，預(yù)測(cè)隱匿性肺轉(zhuǎn)移灶的精度對(duì)臨床決策非常重要。然而常規(guī)CT對(duì)可疑性肺結(jié)節(jié)的形態(tài)學(xué)評(píng)估鑒別良惡性價(jià)值有限。Hu等[12]發(fā)現(xiàn)CT圖像中定量描述灰度分布離散程度的特征參數(shù)值在轉(zhuǎn)移性肺結(jié)節(jié)和良性結(jié)節(jié)之間有顯著差異(P<0.05)，因?yàn)檫@些特征參數(shù)的差異與腫瘤的病理學(xué)改變有關(guān)。腫瘤過度增殖過程中，病灶內(nèi)腫瘤血管網(wǎng)紊亂，新生的腫瘤血管無法滿足惡性腫瘤的生長(zhǎng)需求，其內(nèi)部的缺血缺氧情況加重，導(dǎo)致腫瘤侵襲性現(xiàn)象增加，獲得較大的異質(zhì)性。在此基礎(chǔ)上建立的臨床放射組學(xué)諾莫圖極大地改善了隱匿性轉(zhuǎn)移性肺結(jié)節(jié)的預(yù)測(cè)性能，AUC由原來臨床特征模型的0.849提高到0.929。故而該諾莫圖定量評(píng)估結(jié)直腸癌患者不確定性肺結(jié)節(jié)的肺轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)，獲得更準(zhǔn)確的診斷并及時(shí)治療，便于解決是否接受放化療、手術(shù)或長(zhǎng)期影像隨訪的臨床決策問題，更具經(jīng)濟(jì)效益和臨床價(jià)值。雖然，目前放射組學(xué)分析似乎很耗時(shí)，但還是顯示出光明的前景，未來可通過人工智能對(duì)復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)預(yù)測(cè)。

4.預(yù)測(cè)結(jié)直腸癌周圍神經(jīng)浸潤(rùn)

結(jié)直腸癌是以神經(jīng)結(jié)構(gòu)的腫瘤性侵犯和沿神經(jīng)鞘的擴(kuò)散為特征，周圍神經(jīng)浸潤(rùn)可作為獨(dú)立的預(yù)后因素，使結(jié)直腸癌切除手術(shù)的復(fù)發(fā)率更高，生存率更低。因此，對(duì)結(jié)直腸癌周圍神經(jīng)浸潤(rùn)程度的有效評(píng)估可給予部分選擇新輔助治療患者額外的益處。但常規(guī)CT預(yù)測(cè)神經(jīng)浸潤(rùn)的價(jià)值有限。Huang等[13]在結(jié)直腸癌患者CT圖像中提取出的直方圖和灰度共生矩陣特征參數(shù)值與周圍神經(jīng)浸潤(rùn)顯著相關(guān)(P<0.05)，綜合放射組學(xué)特征和臨床獨(dú)立預(yù)測(cè)因子的組合模型在周圍神經(jīng)浸潤(rùn)風(fēng)險(xiǎn)方面有良好的鑒別能力(AUC為0.803)。這可能是由于所提取的直方圖特征和灰度共生特征通過評(píng)估像素空間分布關(guān)系來描述腫瘤細(xì)胞的侵襲力，其中熵值反映腫瘤結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性，偏斜度反映像素灰度強(qiáng)度分布的不對(duì)稱性。故熵值、偏斜度越大，圖像灰度的不均勻性越大，腫瘤細(xì)胞的侵襲力越強(qiáng)。周圍神經(jīng)浸潤(rùn)是腫瘤細(xì)胞侵入神經(jīng)結(jié)構(gòu)并通過噬神經(jīng)因子介導(dǎo)的腫瘤間質(zhì)相互作用的復(fù)雜機(jī)制沿神經(jīng)鞘進(jìn)一步傳播的過程[14]。這一組織學(xué)特征與腫瘤細(xì)胞與周圍基質(zhì)相互作用并獲得侵襲性密切相關(guān)。故反映腫瘤侵襲力的特征參數(shù)可直觀、定量的評(píng)估腫瘤周圍神經(jīng)浸潤(rùn)情況，也反映了CT放射組學(xué)預(yù)測(cè)結(jié)直腸癌周圍神經(jīng)浸潤(rùn)的潛力。

5.療效及預(yù)后評(píng)價(jià)

①新輔助放化療后療效評(píng)估。直腸癌是世界范圍內(nèi)常見的惡性腫瘤，占結(jié)直腸癌30%～50%[15]。目前，術(shù)前新輔助放化療是直腸癌晚期患者最常用的標(biāo)準(zhǔn)治療。研究表明，在新輔助放化療后，約11%～42%的患者表現(xiàn)為預(yù)后良好的病理完全反應(yīng)[16]。因此，在新輔助放化療開始前預(yù)測(cè)治療反應(yīng)具有重要的臨床價(jià)值。但傳統(tǒng)影像醫(yī)學(xué)模式預(yù)測(cè)患者的治療反應(yīng)能力有限，發(fā)展能預(yù)測(cè)個(gè)體化治療反應(yīng)的特征一直是臨床上極具挑戰(zhàn)的難題。Benjamin等[17]通過對(duì)晚期直腸癌患者治療前門靜脈增強(qiáng)CT圖像進(jìn)行紋理分析，發(fā)現(xiàn)其中峰度值、偏度值、熵值等特征參數(shù)與治療后腫瘤縮小狀態(tài)顯著相關(guān)(P<0.05)，在此基礎(chǔ)上建立預(yù)測(cè)模型(AUC為0.70)?？赡苁且?yàn)槟[瘤惡性程度越高，有絲分裂速度越快，核多形性越高，分布形態(tài)偏移程度越大，偏度絕對(duì)值和峰度值越大；而這種異質(zhì)性腫瘤可能會(huì)產(chǎn)生更具生物攻擊性的行為和對(duì)放化療抵抗。故峰度值、偏度值、熵值有助于在治療前預(yù)測(cè)患者的放化療反應(yīng)，近一步對(duì)患者進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分層。最近，深度學(xué)習(xí)有望提高預(yù)測(cè)模型的精度成為腫瘤領(lǐng)域的熱門話題。Jean等[18]從患者治療前的CT圖像中提取灰度共生矩陣和強(qiáng)度紋理特征，并首次結(jié)合深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和患者部分臨床資料來預(yù)測(cè)病理反應(yīng)。數(shù)據(jù)表明，與僅使用T分期特征作為預(yù)測(cè)因子的線性回歸模型相比，深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型(包含T分期特征和28個(gè)放射組學(xué)特征)準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)了80%的患者在新輔助放化療后的病理反應(yīng)，遠(yuǎn)高于前者的69.5%。由此可見，深度學(xué)習(xí)可以提高療效評(píng)估模型的精度，有望改變傳統(tǒng)影像學(xué)診斷模式，這將對(duì)部分本可以選擇保守治療的手術(shù)患者有額外的益處。

②靶向治療療效評(píng)估。與傳統(tǒng)化療藥物相比，根據(jù)腫瘤的受體和激酶而發(fā)展的靶向分子治療具有高選擇性和低毒性，在延長(zhǎng)患者生存時(shí)間的同時(shí)改善生活質(zhì)量。例如，以腫瘤中的激酶——TOPO-Ⅱα為靶分子設(shè)計(jì)的各種抑制劑，作為抗腫瘤藥物(如依托泊苷、阿霉素和蒽環(huán)類藥物等)已成為腫瘤化療研究的新熱點(diǎn)[19]。因此，如果能提前評(píng)估TOPO-Ⅱα在結(jié)直腸癌患者中的表達(dá)水平，可為臨床醫(yī)生治療決策提供依據(jù)。Chen等[20]從MR圖像的T2WI序列中提取放射組學(xué)特征，主要包括灰度游程矩陣(Gray scale run length matrix，GLRLM)和灰度共生矩陣(Gray level co-occurrence matrix，GLCM)，建立預(yù)測(cè)模型評(píng)價(jià)患者體內(nèi)TOPO-Ⅱα表達(dá)的AUC、敏感度、特異度分別為0.859、87.2%和73.9%?？梢姡@種無創(chuàng)的MR放射組學(xué)方法能有效評(píng)估直腸癌患者體內(nèi)TOPO-Ⅱα表達(dá)，也提示CT放射組學(xué)在這方面的應(yīng)用值得嘗試。

③預(yù)測(cè)生存期。最新數(shù)據(jù)顯示：我國(guó)每年新發(fā)結(jié)直腸癌病例已超過17萬，死亡近10萬。在臨床就診的患者中，大多數(shù)中晚期病例由于錯(cuò)過了最佳治療時(shí)機(jī)，5年中晚期結(jié)直腸癌患者年生存率較低[21]。因此，對(duì)結(jié)直腸癌患者的生存期的早期預(yù)測(cè)可以為臨床治療方案的選擇提供重要價(jià)值。有研究發(fā)現(xiàn)，參數(shù)較少的CT圖像比MRI圖像更穩(wěn)定，目前大多數(shù)研究只關(guān)注門靜脈增強(qiáng)CT圖像的放射學(xué)特征對(duì)患者的預(yù)后價(jià)值，而忽略了平掃CT圖像特征的預(yù)后價(jià)值。Wang等[22]對(duì)411例結(jié)直腸癌患者的平掃CT圖像進(jìn)行紋理分析，從中提取出21個(gè)放射組學(xué)特征，最終通過灰度游程矩陣和灰度共生矩陣中得到游程百分比(run percentage，RP)和灰度非均勻性(gray scale non-uniformity，GLN)是具有預(yù)測(cè)性能的指標(biāo)，建立的放射組學(xué)模型的AUC由原來臨床特征模型的0.672提高到0.730，提示RP和GLN是與結(jié)直腸癌總體生存率密切相關(guān)的高度穩(wěn)定的特征，對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)直腸癌的預(yù)后有重要價(jià)值。另外值得一提的是，Bogdan等[23]通過對(duì)常規(guī)CT的掃描圖像價(jià)值的進(jìn)一步有效利用，評(píng)估了從原發(fā)性結(jié)直腸癌的對(duì)比增強(qiáng)和平掃CT圖像中提取的紋理特征之間的關(guān)系，兩者之間的相關(guān)性不高但能提供互補(bǔ)的預(yù)后信息。因此，全面考慮CT圖像的掃描方式來選取有代表性放射學(xué)特征是未來臨床上不容忽視的問題。

6.放射基因組學(xué)

結(jié)直腸癌放射組學(xué)超越單純的解剖學(xué)評(píng)價(jià)，可以提供不同級(jí)別腫瘤表型的整體評(píng)估，并根據(jù)放射學(xué)特征生成患者亞群，這可能顯示出與預(yù)后的相關(guān)性。最新研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤表型的定量放射組學(xué)特征的提取和分析可能與臨床數(shù)據(jù)和基因表達(dá)模式相關(guān)，充分體現(xiàn)了結(jié)直腸癌放射基因組學(xué)分析在未來研究的巨大潛力[24]。

①預(yù)測(cè)KRAS突變狀態(tài)。有30%～40%的結(jié)直腸癌患者存在KRAS基因突變，KRAS突變的存在與針對(duì)靶向表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)的藥物抵抗相關(guān)。因此，確定KRAS突變狀態(tài)對(duì)于準(zhǔn)確預(yù)測(cè)對(duì)EGFR靶向藥物的耐藥性并確定個(gè)體化治療策略至關(guān)重要。而建立一種無創(chuàng)、易重復(fù)、能反映腫瘤內(nèi)異質(zhì)性、有助于識(shí)別基因突變狀態(tài)的方法，對(duì)實(shí)時(shí)輔助組織學(xué)評(píng)估具有重要意義。先前的研究試圖探討結(jié)直腸癌的放射組學(xué)特征與基因突變之間的關(guān)系[25]，最常用的成像技術(shù)是FDG-PET/CT。Kawada等[26]發(fā)現(xiàn)FDG-PET/CT可預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌的KRAS狀態(tài)，符合率為71.4%。當(dāng)最大標(biāo)準(zhǔn)化攝取值(standardized uptake value maximum，SUVmax)截?cái)嘀禐?3時(shí)，敏感度和特異度分別為74%和75%。但相反的是，Krikelis等[27]發(fā)現(xiàn)18F-FDG-PET/CT 的SUVmax與轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌KRAS突變沒有相關(guān)性。因此，僅憑PET/CT單個(gè)參數(shù)判斷與結(jié)直腸癌基因突變的相關(guān)性存在一定的爭(zhēng)議，有待于進(jìn)一步的研究。最近，Miles等[28]發(fā)現(xiàn)多功能成像參數(shù)，包括18F-FDG攝取、CT紋理分析和動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)CT計(jì)算的平均血流量，將預(yù)測(cè)KRAS突變狀態(tài)的符合率從原來的71.4%提高到90.1%。由此可見，聯(lián)合CT圖像紋理分析對(duì)基因狀態(tài)的預(yù)測(cè)具有重要臨床價(jià)值。此外，王國(guó)蓉等[29]探討CT紋理分析技術(shù)用于預(yù)測(cè)直腸癌患者是否伴KRAS基因突變，研究發(fā)現(xiàn)在直腸癌患者CT平掃圖像中，KRAS野生型病灶的熵值高于突變組(P<0.05)。因此，合理利用CT放射組學(xué)紋理分析可以提供常規(guī)診斷之外的遺傳突變信息，能為之后的靶向治療提供指導(dǎo)。

②預(yù)測(cè)Ⅱ期結(jié)直腸癌患者的微衛(wèi)星不穩(wěn)定性狀態(tài)。近年來，微衛(wèi)星不穩(wěn)定性(microsatellite instability，MSI約15%)和微衛(wèi)星穩(wěn)定(microsatellite steady state，MSS)的結(jié)直腸癌以其獨(dú)特的臨床和病理特征以及對(duì)治療的獨(dú)特反應(yīng)而備受關(guān)注。MSS癌通常預(yù)后不佳，采用基于5-FU的標(biāo)準(zhǔn)方案進(jìn)行治療；而MSI預(yù)后稍好，對(duì)免疫治療反應(yīng)良好[30]。因此，早期檢測(cè)MSI狀態(tài)可以使MSI腫瘤患者避免5-FU化療的副作用，這些患者可從免疫治療中獲益良多。常規(guī)的CT成像對(duì)結(jié)直腸腫瘤MSI狀態(tài)預(yù)測(cè)價(jià)值有限，故Jennifer等[31]基于臨床數(shù)據(jù)模型、CT放射組學(xué)模型以及組合模型對(duì)結(jié)直腸癌MSI狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果表明，組合模型評(píng)估MSI狀態(tài)的AUC為0.8，高于另外兩種模型的AUC(0.76和0.74)，并且組合模型診斷的特異度為92.5%，遠(yuǎn)高于臨床模型的70%。此外，F(xiàn)an等[2]還發(fā)現(xiàn)，與MSS患者相比，MSI與Ⅱ期結(jié)直腸癌的Ki-67低表達(dá)水平顯著相關(guān)。而先前的研究表明Ki-67是評(píng)估腫瘤增殖活性的可靠指標(biāo)，并且可以作為結(jié)直腸癌患者的預(yù)后因素。由此可見，探討基于CT的放射組學(xué)特征、MSI、Ki-67三者之間的潛在關(guān)系非常有臨床價(jià)值，有必要進(jìn)一步研究驗(yàn)證。

挑戰(zhàn)與展望

CT放射組學(xué)在結(jié)直腸癌的分期、分級(jí)診斷及療效評(píng)價(jià)方面的研究逐漸增多，但在對(duì)一些特殊的組織學(xué)特征如周圍神經(jīng)浸潤(rùn)、壁外血管侵犯等的評(píng)估以及一些對(duì)靶向治療有指導(dǎo)意義的基因表達(dá)的預(yù)測(cè)尚處于起步研究階段。

而CT放射組學(xué)在結(jié)直腸癌中的應(yīng)用挑戰(zhàn)與展望在于以下幾個(gè)方面。其一，對(duì)于CT成像來說，不同的圖像重建算法一直是放射性特征再現(xiàn)性的主要挑戰(zhàn)[7]。事實(shí)上，由于不同重建算法的使用而產(chǎn)生的放射性特征變異性妨礙了不同研究組之間的放射性特征的可比性，以及包括各種成像參數(shù)的縱向研究。而利用深度學(xué)習(xí)可以嘗試突破CT放射組學(xué)特征可重復(fù)性差的局限性，提高CT放射組學(xué)模型的預(yù)測(cè)精度，例如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)B30f重建圖像和B50f重建圖像的轉(zhuǎn)換，顯著提高了放射組學(xué)特征的再現(xiàn)性(一致性相關(guān)系數(shù)從0.38提高到0.84)[32]。其二，結(jié)直腸腫瘤大小和形態(tài)各異，生長(zhǎng)方式多樣，且與腸壁間的分界不清楚，依賴放射科醫(yī)生手動(dòng)勾畫不僅主觀性強(qiáng)且耗時(shí)費(fèi)力。尋找可靠的基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的CT影像自動(dòng)分割方法將會(huì)是未來研究的一大方向。其三，目前CT放射組學(xué)研究多為初步探索，大多數(shù)為單中心小樣本研究，有待多中心、大樣本以及隨機(jī)臨床對(duì)照試驗(yàn)的展開，為放射組學(xué)真正投入臨床提供試驗(yàn)依據(jù)。總之，隨著各種成像及后處理技術(shù)的進(jìn)步，CT放射組學(xué)及放射基因組學(xué)在結(jié)直腸癌臨床應(yīng)用中最主要的價(jià)值在于無創(chuàng)、量化、精確地反映腫瘤分期、治療效果及預(yù)后，有助于臨床制定個(gè)體化治療方案，提高治療效果。