Fisher 判别模型在肾透明细胞癌

浙江医学2021年第43卷第7期Fisher判别模型在肾透明细胞癌多层螺旋CT征像及病理学WHO/ISUP分级中的价值陈天昱樊树峰【摘要】目的探讨基于术前多层螺旋CT(MSCT)检查结果及术后病理世界卫生组织/国际泌尿病理学会(WHO/ISUP)分级资料建立肾透明细胞癌(CCRCC)术前病理分级Fisher判别模型的临床应用价值。方法收集2017年5月至2020年5月浙江中医药大学附属第二医院行手术治疗的53例CCRCC患者术前MSCT影像,包括肿瘤位置、是否浸润性生长、肿瘤最长径、边缘是否规则、是否发生液化、坏死及钙化等。将具有统计学意义的CT征像建立术前Fisher判别模型，将术前判别结果与术后WHO/ISUP分级结果进行对比，并检验Fisher判别模型的效能。结果53例CCRCC患者中术后病理低级别组(I、II)28例，高级别组(III、IV)25例。高级别和低级别组肿瘤在肿瘤最长径、边缘是否规则、是否发生液化、坏死及浸润性生长均有统计学意义(均Pv0.05)，其中边缘规则或有假包膜、肿瘤长径小的CCRCC倾向于低级别组(WHO/ISUPI~II级)。长径越大、浸润性生长、发生液化或者坏死的CCRCC倾向于高级别组(WHO/ISUPhl~IV级)。选定具有统计学意义的4项CT征象:肿瘤长径(X1,临界值为5cm),浸润性生长(X2)，发生液化或坏死(X3),肿瘤边缘规则或有假包膜(X4)，判别函数为:Z=0.485X1+0.348X2+0.741X3+0.414X4,Zc=1.24；将判别指标代入判别模型，得出低级别组为31例，高级别组为22例，判别模型将病理结果中5例高级别组判为低级别组，2例低级别组判为高级别组，误判率为13.21%,正确率为86.79%,灵敏度为89.66%,特异度为71.43%。结论Fisher判别方法联合MSCT建立的判别模型对CCRCC术前预测分级具有较高的临床实用价值。【关键词】肾透明细胞癌多层螺旋CTFisher判别WHO/ISUP分级EstablishmentofaFisherdiscriminantmodelforpreoperativegradingofrenalclearcellcarcinomabasedonMSCTfeaturesandEstablishmentofaFisherdiscriminantmodelforpreoperativegradingofrenalclearcellcarcinomabasedonMSCTfeaturesandWHO/ISUPclassification CHENTianyu,FANShufeng.DepartmentofRadiology,theSecondAffiliatedHospitalofZhejiangChineseMedicalUniversity,Hangzhou310005,ChinaCorrespondingauthor:FANShufeng,E-mail:shufengfan@163.com【Abstract 】 Objective To establish aFisher discriminant model forpreoperativepathologicalgradingof renal clearcellcarcinoma(CCRCC)basedonpreoperativeenhancedmultisliceCT(MSCT)findingsandpostoperativeWHO/ISUPclassification.MethodsThepreoperativeenhancedMSCTimagesof53patientswithCCRCCtreatedintheSecondAffiliatedHospitalofZhejiangChineseMedicalUniversityfromMay2017toMay2020wereanalyzedFisherdiscriminantmodelwasestablishedbasedonMSCTfindings,theresultswerecomparedwiththoseofWHO/ISUPclassification,anditsvaliditywastested.ResultsAmong53casesofCCRCC,28caseswereinlowgradegroup(I,I)and25casesinhighgradegroup(h,I).Thelongestdi-ameter,regularandclearedge,liquefactionandnecrosis,andinvasivegrowthoftumorsinhigh-gradeandlow-gradegroupswerestatisticallysignificant(allPv0.05).TheCCRCCwithregularedge(pseudocapsule)andshortertumordiametertendedtobeinlow-gradegroup(WHO/ISUPgradeI~II).TheCCRCCwithlongerdiameter,invasivegrowth,liquefactionornecrosistendedtobehigh-gradegroup(WHO/ISUPgradeIII〜IV).FourCTsignswithstatisticalsignificance:tumorlength(X1)(>5cm),invasivegrowth(X2),liquefactionandnecrosis(X3),regulartumormargin(orpseudocapsule)(X4)wereselectedasdiscriminantindexestoestablishdiscriminantequation,andthemisjudgmentratewascalculatedbycrossvalidationmethod.Fisher'sdiscriminantfunctionwas:Z=0.485X1+0.348X2+0.741X3+0.414X4,Zc=1.24,bysubstitutingthediscriminantindexintothediscriminantmodel,31casesoflow-gradegroupand22casesofhigh-gradegroupwereobtained.Inthepathologicalresults,5casesofDOI：10.12056/j.issn.1006-2785.20020-2256作者单位：310005杭州，浙江中医药大学附属第二医院放射科通信作者：樊树峰,E-mail：shufengfan@163.comhigh-gradegroupwereclassifiedaslow-gradegroup,2casesoflow-gradegroupwereclassifiedashigh-gradegroup,themisjudgmentratewas13.21%,andthecorrectratewas86.79%.Thesensitivitywas89.66%andthespecificitywas71.43%.ConclusionThediscriminantmodelestablishedbyFisherdiscriminantmethodcombinedwithMSCThashighclinicalvalueinpredictingtheCCRCCgrades.【Keywords】ClearcellrenalcellcarcinomaMultisliecsheliealCTFisherdiscriminantmoclelClassificationofWHO/ISUP肾透明细胞癌(clearcellrenalcellcarcinoma,CCR-CC)约占成人肾恶性肿瘤的75%~90%,其预后效果与病理学分级相关，世界卫生组织/国际泌尿病理学会(WorldHealthOrganization/InternationalAssociationofurologicalpathology,WHO/ISUP)级别越高,预后越差,反之越好［1］。不同病理分级的肿瘤治疗方案也不同,如术前影像学评估为低级别组的CCRCC可选肾脏部分切除术或微创射频消融术,对于失去手术机会的高级别组可首选靶向治疗、化疗等非手术治疗方案［2］,因此准确预测其病理学分级对患者临床治疗方案的选择和预后有重要意义。笔者将CCRCC术前多层螺旋CT(multisliecsheliealCT,MSCT)检查结果及术后病理WHO/ISUP分级资料建立术前病理分级Fisher判别模型,并通过与术后病理结果对照,以验证此模型的判别效力,评估临床应用价值。1对象和方法1.1对象收集浙江中医药大学附属第二医院病历系统中2017年5月至2020年5月具有手术病理及术前增强CT检查资料的CCRCC患者53例，男28例，女25例,年龄35耀78岁；其中右肾病灶29例(54.6%),左肾病灶24例(45.2%)。纳入标准：(1)所有患者均为单侧肾脏，单发病灶；(2)病灶局限于肾脏，无邻近脏器及远处转移灶。排除标准：(1)检查前经放、化疗等其它治疗;(2)有肾脏衰竭等其它基础性疾病。术后WHO/ISUP分级玉级16例，域级12例，芋级14例，郁级11例，玉、域级定为低级别组，芋、郁级定义为高级别组。本研究经本院医学伦理委员会审批同意。1.2肾脏CT检查方法、参数及图像征像分析肾脏MSCT检查CT型号为SOMATOMDefinitionAS64排128层4D螺旋CT。所有患者均经肘静脉注射碘佛醇对比剂，流速为3ml/s,行平扫期、皮髓质期、实质期、排泄期扫描。由2位经验丰富的放射科高年资主治医师在PACS系统工作站上对肿瘤的CT形态学征象进行评价、测量并记录，内容包括肿瘤大小、位置，是否浸润性生长，边缘是否规则、有假包膜，是否发生液化、坏死，肿瘤内部是否发生钙化等。1.3病理分级标准目前CCRCC的分级于2016年由WHO将原常用的Fuhrman分级标准修订为WHO/ISUP分级标准，具体标准为根据肿瘤细胞核形态及核仁情况。玉级：400倍光镜下瘤细胞无核仁或核仁不明显；域级：400倍光镜下瘤细胞可见清晰的核仁，但在100倍光镜下核仁不明显或不清晰；芋级：100倍光镜下可见清晰的核仁；郁级：明显多形性的核，瘤巨细胞、肉瘤样或横纹肌样分［3］。1.4统计学处理及建立Fisher判别模型采用SPSS22.0统计软件。两组间CT征像的比较采用单因素字2检验。采用logistic回归分析有统计学差异的CT征象的预测价值。以两组间有统计学差异的CT征象作为建立Fisher判别模型纳入指标并求出判别临界值Z,然后将两组中每例患者CT征像赋值代入公式中，求得每例患者的Zc值。当Z>Zc判别为高级别组,ZvZc判别为低级别组,Z=Zc时判别为高、低两组均可，以术后病理结果为金标准来检验判别模型的判别效力，采用交叉核实法计算误判率。PV0.05为差异有统计学意义。2结果两组患者影像学征像的比较低级别组为28例，高级别组为25例，其中肿瘤长径、浸润性生长、边缘规则或有假包膜、发生液化或坏死4项特征在两组间差异均有统计学意义(均PV0.05)；肿瘤生长位置、强化均匀性、肿瘤内部发生钙化3项特征在两组间差异均无统计学意义(均P>0.05)，见表1。logistic回归分析结果及CT影像学、病理学图像特点结果显示，肿瘤长径、是否浸润性生长，边缘是否规则或有假包膜，是否发生液化或坏死，为预测CCRCCWHO/ISUP分级的独立预测因子，见表2。CCRCC患者CT平扫表现为等密度或者稍低密度的软组织肿块，增强扫描发现皮质期肿瘤实质部分强化程度常高于正常肾皮质；皮髓质期、延迟及排泄期肿瘤强化部分明显退出，相对正常肾组织呈相对低密度［4］。低级别组肿瘤CT表现为边界相对清晰且部分患者边浙江医学2021年第43卷第7期表1两组患者影像学征像的比较（例）组别n肿瘤长径（M5cm）肿瘤生长位置（左/右）浸润性生长强化均匀性肿瘤内部发生钙化边缘规则或有假包膜发生液化或坏死低级别组28513/1731512237高级别组251911/1215169821字2值18.0200.20414.3050.5920.26013.67818.449P值0.0000.6730.0000.4420.6100.0000.000表2CCRCC病理分级影响因素logistic回归分析结果影像表现系数值标准误Wald值P值肿瘤长径0.8430.04325.0320.044浸润性生长0.7420.03620.1240.035边缘规则或有假包膜0.9650.05322.7640.027发生液化、坏死0.8130.04229.7520.041注:CCRCC为肾透明细胞癌界存在假包膜征；病理图片示细胞核核形呈类圆形，玉级400倍光镜下无核仁或核仁不明显，域级400倍光镜下可见部分核仁。高级别组肿瘤CT表现边界相对欠清晰，部分患者可见液化、坏死组织或表现为邻近正常肾组织结构侵犯，如肾窦或肾门等；病理图片示细胞核明显不规则、怪异、呈多形性改变。见图1-3。2.3建立判别模型选定具有统计学差异的4项CT征象:肿瘤长径（XI,临界值为5cm）,浸润性生长（X2）,发生液化或坏死（X3）,肿瘤边缘规则或有假包膜（X4）作为判别指标来建立判别方程式，得出判别公式为Z=0.48X1+0.348X2+0.741X3+0.414X4。其中CT征像赋值规则为长径（逸5cm=1,v5cm=0）,是否浸润生长（是=1，否=0），是否发生液化、坏死（是=1，否=0）边缘规则或有假包膜（是=1,否=0）求得函数判别界值:Zc=1.24。判别规则为:ZV1.24判定为高分化CCRCC,即玉耀域级,Z>1.24判定为低分化CCRCC，即芋耀郁级，当Z=1.24时判为高分化组或低分化组皆可。2.4交叉核实法对判别函数的效果评价将判别数据图1 45岁男性左侧肾透明细胞癌（CCRCC）患者WHO/ISUP□级图像［a：CT平扫肿瘤呈类圆形等稍低密度;b：增强扫描皮质期肿瘤呈显著不均匀强化，实质部分强化程度高于肾皮质病灶呈类圆形，假包膜征（+，白箭头示）；c：皮髓交界期肿瘤强化减退明显，呈相对低密度,内见小片坏死密度图；：400倍光镜下示部分细胞核可见清晰核仁］图252岁男性右侧肾透明细胞癌（CCRCC）患者WHO/ISUPW级图像（a：CT平扫肿瘤呈稍低、等密度，边界欠清晰;b：增强扫描皮质期肿瘤呈显著不均匀强化，内见小片相对低密度影;c:排泄期冠状面重建,内见片状液化坏死影,肿瘤侵犯右侧肾窦,右侧肾窦结构欠清晰;d：400倍光镜下示肿瘤细胞核形状明显形态怪异、呈多形性改变，核仁大）病理分级Fisher判别模型分级合计病理分级Fisher判别模型分级合计I、u级叭V级I、11级26228叭IV级52025合计312253表3交叉核实法评估Fisher判别模型判别效果（例）3讨论23例中有19例直径异，导代入判别模型后，判别模型将病理结果中5例高级别组判为低级别组，2例低级别组判为高级别组，误判率为13.21%，正确率为86.79%，灵敏度为89.66%，特异度为71.43%，见表3。目前CCRCC的分级于2016年由WHO将原常用的Fuhrman分级标准修订为WHO/ISUP分级标准，是预测CCRCC生物侵犯和潜在转移能力的有效参数。CCRCC病理学分级越高，5年生存率和手术预后越差，周边组织生物侵犯及潜在转移灶的可能性越大［5-6］。因此术前准确的预测及评估其病理学分级对手术方式的选择、肿瘤切除的可能性就显得尤为重要。CCRCC肿瘤组织病理活检术是判断其病理分级的金标准。但是有学者研究表明，针吸活检术对小肾肿瘤病理分级准确性很高;但是对于较大肿瘤由于液化、坏死等原因导致其均质性较差，针吸活检术可能不能完整的提供肿瘤病理分型和分级所需的信息WCT检查目前是临床诊断肾癌的主要方法，基于CCRCC的CT影像学征像建立的Fisher判别模型具有客观、稳定、高灵敏度的特点，为术前准确评估CCRCC病理学分级提供了可能。有文献研究表明，CCRCC细胞核病理分级与肿瘤的最长径、是否浸润性生长，肿瘤均质性（囊性或实性），肿瘤边缘是否清楚4项指标密切相关;与肿瘤生长位置、患者发病年龄、性别、发