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膵管内乳頭状粘液性新生物の多相CTラジオグラフィーによる悪性腫瘍の予測
Multiphase computed tomography radiomics of pancreatic intraductal papillary mucinous neoplasms to predict malignancy.
PMID: 32655269 PMCID: PMC7327792. DOI: 10.3748/wjg.v26.i24.3458.
抄録
背景:
膵管内乳頭粘液性新生物（IPMN）は、浸潤性膵管腺癌に発展する可能性のある非浸潤性膵臓前駆体病変である。現在、IPMNsに関する国際的なコンセンサスガイドライン（ICG）は、コンピュータ断層撮影（CT）画像上でIPMNsの疑いがあるかどうかを評価するための基準となっている。ICGを使用しているにもかかわらず、IPMNが外科的切除を必要とするような高悪性度または浸潤性の病変を有しているかどうかを正確に予測することは依然として困難である。放射線医学の補助的な定量的ツールであるラジオミクスは，IPMN の放射線学的評価の診断精度を向上させる可能性がある．我々は，ICGと併用してCT全病変のラジオミクス特徴を使用することで，IPMNの組織学的予測の診断精度が向上するのではないかと仮説を立てた．
BACKGROUND: Intraductal papillary mucinous neoplasms (IPMNs) are non-invasive pancreatic precursor lesions that can potentially develop into invasive pancreatic ductal adenocarcinoma. Currently, the International Consensus Guidelines (ICG) for IPMNs provides the basis for evaluating suspected IPMNs on computed tomography (CT) imaging. Despite using the ICG, it remains challenging to accurately predict whether IPMNs harbor high grade or invasive disease which would warrant surgical resection. A supplementary quantitative radiological tool, radiomics, may improve diagnostic accuracy of radiological evaluation of IPMNs. We hypothesized that using CT whole lesion radiomics features in conjunction with the ICG could improve the diagnostic accuracy of predicting IPMN histology.
エイム:
IPMN の全病変 CT ラジオミック解析による悪性組織学的予測を国際的なコンセンサスガイドラインと比較して評価する。
AIM: To evaluate whole lesion CT radiomic analysis of IPMNs for predicting malignant histology compared to International Consensus Guidelines.
方法:
このレトロスペクティブコホートには、当院で膵臓外科的切除術を受け、組織学的にIPMNを示し、術前のCT画像が利用可能な51例が含まれている。全病変の半自動セグメンテーションはHealthmyneソフトウェア（Healthmyne, Madison, WI）を使用して各術前CTで行った。各病変から39の関連する放射線学的特徴が、利用可能な各造影位相で抽出された。39のラジオミクス特徴の一変量解析を各造影期について行い、ロジスティック回帰を用いて悪性IPMN群と良性IPMN群の間で値を比較した。従来の定量的および定性的CT測定値もグループ間で比較し、(カテゴリカル)変数とMann Whitney(連続)変数を用いた。
METHODS: Fifty-one subjects who had pancreatic surgical resection at our institution with histology demonstrating IPMN and available preoperative CT imaging were included in this retrospective cohort. Whole lesion semi-automated segmentation was performed on each preoperative CT using Healthmyne software (Healthmyne, Madison, WI). Thirty-nine relevant radiomic features were extracted from each lesion on each available contrast phase. Univariate analysis of the 39 radiomics features was performed for each contrast phase and values were compared between malignant and benign IPMN groups using logistic regression. Conventional quantitative and qualitative CT measurements were also compared between groups, (categorical) and Mann Whitney (continuous) variables.
結果:
高悪性度または浸潤性の腫瘍組織学を有する29人（男性15人、年齢71±9歳）を「悪性」コホートとし、低悪性度の腫瘍組織学を有する22人（男性11人、年齢70±7歳）を「良性」コホートとした。放射線医学的解析では、プレコントラストで18/39例、動脈相で19/39例、静脈相で21/39例の特徴が悪性IPMNと良性IPMNを区別することが示された（<0.05）。ICG基準のみを含む多変量解析では、2つの有意な変数が得られた：肥厚して肥厚した嚢胞壁と肥厚した硬膜結節<5mmで、AUC（95%CI）は0.817（0.709-0.926）であった。多変量解析後の造影ラジオミクスでは、動脈相ラジオミクスを含むモデルでは0.87（0.767-0.974）、静脈相ラジオミクスを含むモデルでは0.834（0.716-0.953）のAUC（95％CI）を達成した。従来の変数と動脈相ラジオミクス特徴量を含む多変量モデルの組み合わせでは、AUC（95%CI）は0.93（0.85-1.0）、5倍のクロスバリデーションAUCは0.90を達成した。
RESULTS: Twenty-nine subjects (15 males, age 71 ± 9 years) with high grade or invasive tumor histology comprised the "malignant" cohort, while 22 subjects (11 males, age 70 ± 7 years) with low grade tumor histology were included in the "benign" cohort. Radiomic analysis showed 18/39 precontrast, 19/39 arterial phase, and 21/39 venous phase features differentiated malignant from benign IPMNs ( < 0.05). Multivariate analysis including only ICG criteria yielded two significant variables: thickened and enhancing cyst wall and enhancing mural nodule < 5 mm with an AUC (95%CI) of 0.817 (0.709-0.926). Multivariable post contrast radiomics achieved an AUC (95%CI) of 0.87 (0.767-0.974) for a model including arterial phase radiomics features and 0.834 (0.716-0.953) for a model including venous phase radiomics features. Combined multivariable model including conventional variables and arterial phase radiomics features achieved an AUC (95%CI) of 0.93 (0.85-1.0) with a 5-fold cross validation AUC of 0.90.
結論:
多相CTラジオミクス評価はIPMNsの悪性腫瘍診断における予測能力を向上させる役割を果たす可能性がある。今後の大規模研究により、我々の所見の臨床的意義を決定するのに役立つかもしれない。
CONCLUSION: Multi-phase CT radiomics evaluation could play a role in improving predictive capability in diagnosing malignancy in IPMNs. Future larger studies may help determine the clinical significance of our findings.
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