基于椎体钙抑制CT影像组学模型预测鼻咽癌化疗诱导骨髓抑制的研究

本研究创新性地利用双层探测器CT（DLCT）钙抑制（CaSupp）技术，结合影像组学和临床指标构建预测模型，首次证实椎体骨髓影像特征可有效预测局部晚期鼻咽癌（LANPC）患者化疗后骨髓抑制风险。通过提取腰椎CaSupp图像（CaSupp-I 25%）的1130个组学特征，筛选出与造血功能相关的关键纹理参数（如wavelet.LLH_glszm_SizeZoneNonUniformityNormalized），联合年龄、预后营养指数（PNI）等临床因素，使联合模型在训练集和测试集中对首疗程（IC-1）和全程化疗（IC-n）骨髓抑制的预测AUC分别达0.859/0.790和0.889/0.806，显著优于单纯临床模型（P<0.05）。该研究为DLCT技术应用于骨髓微环境定量评估提供了新思路。

　　

引言

鼻咽癌（NPC）作为东亚地区高发的头颈部恶性肿瘤，70%以上患者在确诊时已处于局部晚期（III-IVa期）。尽管以铂类药物为基础的诱导化疗（IC）能有效杀灭肿瘤细胞，但会同步损伤骨髓造血干细胞，导致骨髓抑制——表现为白细胞<4×10⁹/L、中性粒细胞<2×10⁹/L等，进而引发感染、治疗延迟等临床问题。传统预测主要依赖年龄、血常规等临床指标，但精度有限。新兴的双层探测器CT（DLCT）通过钙抑制算法（CaSupp）可虚拟去除椎体钙化成分，突出骨髓脂肪与软组织信号，为骨髓储备功能评估提供了全新视角。

材料与方法

研究纳入150例接受IC治疗的LANPC患者，采集基线期腰椎DLCT图像（CaSupp-I 25%），使用3D-slicer手动勾画第2/4腰椎松质骨ROI。经Z-score标准化和灰度离散化（bin=25）预处理后，提取形状、一阶统计量及纹理特征（GLCM/GLRLM等5类共1130个）。通过最大相关最小冗余（mRMR）和LASSO回归筛选特征，构建放射组学评分（Rad_score）。联合临床独立预测因子（年龄、PNI等）建立列线图模型，通过ROC曲线和决策曲线分析（DCA）评估性能。

结果

骨髓抑制组椎体Rad_score显著低于非抑制组（IC-1：-1.22 vs 0.59，P<0.001），关键特征反映骨髓异质性增高（如original_glcm_InverseVariance降低提示纹理不均）。联合模型在训练集中对IC-1和IC-n的预测AUC分别达0.859和0.889，显著优于单纯临床模型（ΔAUC=0.143/0.118，P<0.05）。校准曲线显示预测概率与实际发生率高度吻合（Hosmer-Lemeshow检验P>0.05）。值得注意的是，骨髓抑制患者椎体表现出更高脂肪含量特征（wavelet.HHL_firstorder_Mean降低），这与老年患者造血微环境脂肪化趋势相符。

讨论

该研究首次揭示椎体CaSupp影像组学特征与化疗骨髓毒性的关联机制：

1. 1.

   技术优势：DLCT钙抑制技术克服了传统CT对骨髓信号的低敏感性，25% CaSupp-I可最大限度消除钙化干扰，突出红/黄骨髓成分差异；

2. 2.

   生物学意义：特征wavelet.LLH_glszm_SizeZoneNonUniformityNormalized升高反映骨髓区域体积异质性增加，提示造血干细胞生存微环境恶化；

3. 3.

   临床转化：联合模型将PNI等血清指标与影像组学整合，使IC-n预测准确率提升23.6%，为个性化化疗方案制定提供量化工具。

局限性

单中心回顾性设计可能引入选择偏倚，未来需开展多中心前瞻性验证。此外，未纳入骨盆等造血活跃区域影像，且未与MRI/PET功能成像直接对比。

结论

基于DLCT钙抑制影像的放射组学模型可无创评估骨髓储备功能，其预测性能显著优于传统临床指标。该技术有望成为LANPC患者化疗前风险评估的常规检查手段，为优化治疗策略提供影像学生物标志物。