基于术前超声的放射组学-临床评分模型用于评估原发性乳腺癌患者同侧锁骨上淋巴结的转移情况：一种基于乳腺和腋窝影像的生物标志物

《Surgical Oncology》：A Preoperative Ultrasound-based Radiomics-clinical Nomogram to Assess Metastasis of Ipsilateral Supraclavicular Lymph Nodes in Patients with Primary Breast Cancer: A Biomarker Based on Breast and Axillary Images

　　

陈周|邱家俊|吴茜|赵海娜|尹金|林荣若|吕青

摘要

背景

患有同侧锁骨上淋巴结（ISLN）转移的乳腺癌患者通常预后较差。因此，需要一种非侵入性的方法来进行ISLN转移的术前诊断。

方法

本研究纳入了疑似ISLN受累的乳腺癌患者。将患者随机分为训练组和验证组（比例为3:2），使用乳腺、腋窝和ISLN的超声（US）图像构建放射组学模型。通过学生t检验、Fisher相关系数和LASSO回归方法开发出放射组学评分（radscore），并在模型构建过程中应用了5折交叉验证（CV）。使用验证组中的接收者操作特征曲线（ROC）评估模型性能。在训练组中，结合radscore（来自最优放射组学模型）和临床病理变量开发了一个诺模图。

结果

本研究共分析了186名合格患者的547张超声图像（训练组112张，验证组74张）。基于LASSO回归的乳腺和腋窝超声图像的放射组学特征组合模型表现出更好的性能。构建了一个结合临床病理特征（包括T分期、HER2状态和CA15-3）和radscore（包含10个放射组学特征）的诺模图。ISLN诊断的ROC曲线下面积（AUC）在验证组为0.876（95% CI 0.818-0.941，P<0.001），在训练组为0.837（95% CI 0.733-0.952，P=0.026）。

结论

从乳腺和腋窝超声图像中提取的放射组学特征对于评估乳腺癌患者的ISLN转移具有价值。基于超声的放射组学-临床诺模图能够有效进行非侵入性预测ISLN转移。

引言

根据2020年全球癌症统计数据[1]，乳腺癌已成为全球诊断最多的癌症。虽然早期乳腺癌的预后显著改善，I期的5年生存率接近100%，但患有同侧锁骨上淋巴结（ISLN）转移（IIIc期）的患者复发、转移和死亡的风险较高，5年生存率降至30-65.6%[2]、[3]、[4]、[5]。

准确判断ISLN状态对于疑似ISLN转移的乳腺癌患者的治疗计划至关重要。病理学上，ISLN细针穿刺（FNA）活检可以识别恶性病变，但其诊断准确性不稳定[6]。作为金标准，ISLN受累可通过ISLN切开术（ISLND）和术后IHC分析准确识别，但这种侵入性操作存在出血、感染和淋巴漏等风险，其临床必要性仍存在争议[7]、[8]、[9]、[10]、[11]。此外，随着新辅助治疗的广泛应用，术前确定ISLN状态变得至关重要。在各种成像方式中，18F-氟脱氧葡萄糖（FDG）正电子发射断层扫描/计算机断层扫描（PET/CT）在检测淋巴结转移方面优于超声和CT，灵敏度超过90%，是判断ISLN状态的首选方法[12]。然而，PET/CT的高成本可能限制其应用。因此，需要一种基于非侵入性测量的高效新方法来辅助术前识别ISLN转移，以支持临床决策。

在乳腺癌患者中，尽管PET/CT具有较高的诊断价值，但由于超声无辐射、成本效益高且操作方便，仍被广泛用于检测淋巴结受累。其重复性允许对疾病进展进行纵向监测。实际上，超声有助于识别可疑淋巴结，Liang等人[13]发现其对腋窝淋巴结（ALN）转移的阴性预测值与FNA相当。最近提高超声诊断能力的努力集中在提取包括淋巴结直径、长短径比、边界、皮质厚度、融合和血管性等特征来构建预测模型[14]、[15]。虽然一些模型的AUC约为0.8，但这些特征受观察者间差异的影响。随着计算机科学的发展，基于超声的放射组学方法可以将超声图像转化为图像生物标志物，从而帮助构建适当的淋巴结诊断模型，适用于乳腺和宫颈恶性肿瘤[16]、[17]、[18]、[19]。放射组学模型在诊断淋巴结转移方面通常优于传统的超声特征或放射科医生的解读。然而，对于乳腺癌患者的ISLN转移，目前缺乏基于超声的放射组学工具来辅助诊断。

尽管放射组学方法在多种恶性肿瘤的淋巴结检测中得到广泛应用，但在乳腺癌ISLN转移中的应用仍然有限。因此，本研究旨在评估基于超声的放射组学生物标志物是否具有ISLN转移的诊断价值。本研究构建并验证了一个基于超声的放射组学-临床诺模图，以探索一种非侵入性的术前预测ISLN转移的方法。

章节摘录

研究人群和数据收集

2010年12月至2020年5月期间，在西华医院通过超声检查疑似ISLN转移的连续女性原发性乳腺癌患者被回顾性地纳入本研究。乳腺癌的诊断和ISLN状态的确定是通过术前活检或ISLND病理学定义的。纳入标准如下：1）原发性乳腺癌患者；2）接受过ISLN活检或ISLND的患者。

患者特征

共有327名疑似ISLN转移的患者接受了ISLN活检或ISLND，排除标准如下：1）缺乏超声图像/活检记录（n=74）；2）缺乏ISLN病理记录（n=34）；3）活检结果为阴性但缺乏术后病理记录（n=32）。最终，共有186名疑似ISLN转移的原发性乳腺癌患者被纳入本研究。然后，这些患者被随机分为训练组和

讨论

术前识别淋巴结转移对于临床决策至关重要。ISLN转移会显著增加复发和死亡风险，这突显了准确术前诊断的必要性。然而，现有的术前检查（包括超声、MRI和淋巴结穿刺活检）在淋巴结诊断方面的效果并不理想。因此，迫切需要一个模型来帮助外科医生和内科医生做出临床决策。

结论

基于乳腺和腋窝超声图像的放射组学特征的模型有助于评估ISLN转移。结合放射组学评分（来自放射组学模型）和临床病理特征（包括T分期、HER2状态和CA15-3）的诺模图能够以非侵入性方式有效预测ISLN状态。需要进一步的前瞻性队列研究来验证这一预测模型。

资金来源的作用

资助方不参与研究设计、数据收集、分析、报告撰写或决定文章发表。

伦理声明

本研究已获得西华医院机构审查委员会的批准。

CRediT作者贡献声明

陈周：撰写——原始草案，正式分析。赵海娜：资源提供。尹金：方法学，数据管理。邱家俊：软件，方法学，正式分析。吴茜：资源提供，项目管理。林荣若：项目管理，数据管理。吕青：撰写——审阅与编辑，方法学，概念化

利益冲突

作者声明本研究在没有任何可能被视为潜在利益冲突的商业或财务关系的情况下进行。

数据可用性声明

本研究的数据可应要求向相应作者索取。

资助

本研究得到了四川大学西华医院（21HXFH011）和四川省科技计划（2025ZNSFSC1686）的支持。

利益冲突声明

? 作者声明以下财务利益/个人关系可能被视为潜在的利益冲突：吕青报告称获得了四川大学西华医院的财务支持。陈周报告称获得了四川省科技部的财务支持。如果有其他作者，他们声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响