Zielsetzung
Ziel der Arbeit war die Entwicklung und Validierung von Modellen zur Prädiktion des Gesamtüberlebens von Patienten mit hepatozellulärem Karzinom (HCC) unabhängig der Tumorstadien mittels Radiomics- und Deep Learning- (Convolutional Neural Network; CNN) Algorithmen.
Material und Methoden
Retrospektiv wurden 114 HCC-Patienten mit einer prätherapeutischen CT der Leber mit arterieller und venöser Kontrastmittelphase eingeschlossen und zufällig in eine Trainings- (n = 85) und Validierungskohorte (n = 29) unterteilt. Neben der Erhebung demographischer und klinischer Parameter, wie Labor-, Therapie- und Überlebensdaten, erfolgte die Bildannotation des Leberparenchyms und des Tumorbefundes in der CT. Unter Berücksichtigung der klinischen Parameter wurden Cox-Regressionen basierend auf konventionellen Radiomics-Parametern der CT sowie CNN-Modelle entwickelt. Die Modellleistungen wurden anhand des Konkordanzindex (C-Index) bewertet. Mittels Log-Rank-Tests wurde die Fähigkeit der Modelle einer Unterteilung in Hoch-/Niedrigrisikogruppen für das Gesamtüberleben überprüft.
Ergebnisse
Die Trainings- und Validierungskohorten waren hinsichtlich der klinischen Parameter balanciert (p > 0,05). Insgesamt erzielte das klinische Cox-Regressions-Modell die beste Vorhersage des Gesamtüberlebens in der Validierung (C-Index [95% Konfidenzintervall (KI)] = 0,74 [0,57 – 0,86]) mit signifikantem Unterschied zwischen den Risikogruppen (p = 0,03). In der Bildanalyse waren die CNN-Modelle (niedrigster C-Index [KI] = 0,63 [0,39 – 0,83]; höchster C-Index [KI] = 0,71 [0,49 – 0,88]) gegenüber den Radiomics-Modellen (niedrigster C-Index [KI] = 0,39 [0,19 – 0,64]; höchster C-Index = 0,66 [0,48 – 0,79]) überlegen. Eine signifikante Risikoeinteilung war hier jedoch nicht möglich (p > 0,05).
Schlussfolgerungen
CNN-Modelle zeigen gegenüber Radiomics-Modellen in der Bildanalyse eine bessere Risikostratifizierung für das Gesamtüberleben von HCC-Patienten und unterstreichen deren Potential in der Bildanalyse.