Zielsetzung
Unterscheidung histologischer Subtypen von Nierentumoren auf Grundlage der Mehrphasen-Computertomographie (CT) mittels radiologischer Merkmale und maschinellem Lernen in einem multizentrischen Rahmen.
Material und Methoden
Patienten, die sich zwischen 2012 und 2022 an zwei tertiären urologischen Zentren einer chirurgischen Resektion und histopathologischen Beurteilung von Nierentumoren unterzogen, wurden retrospektiv eingeschlossen. Präoperative CTs der Patienten in der arteriellen und venösen Phase aus mehreren Bildgebungszentren wurden segmentiert und standardisierte radiologische Merkmale extrahiert. Nach der Vorverarbeitung wurde ein Extreme Gradient Boosting Tree-basierter (XGB) Algorithmus für maschinelles Lernen (ML) verwendet, um Nierentumor-Subtypen mittels 10-facher Kreuzvalidierung vorherzusagen, bewertet als Multiclass-AUC. Die ML-Algorithmen wurden auf die Daten eines Zentrums trainiert und unabhängig auf Grundlage der Daten des anderen Zentrums getestet.
Ergebnisse
Die Trainingskohorte umfasste n=297 Patienten (n=191 ccRCC, n=40 pRCC, n=22 chRCC, n=28 Onkozytome und n=16 AML) und die Testkohorte n=121 Patienten (n=68/n=20/n=4/n=26/n=3). Der XGB-Algorithmus erreichte eine diagnostische Leistung von AUC=0,81/ 0,64/ 0,8 für die venöse/ arterielle/ kombinierte Kontrastmittelphasen-CT in der Trainingskohorte und AUC=0,75/ 0,67/ 0,75 in der unabhängigen Validierungskohorte. Bei paarweisen Vergleichen zeigte sich die geringste diagnostische Genauigkeit für die Identifikation von Onkozytomen (AUC=0,57-0,69) und die höchste für die Identifikation von AMLs (AUC=0,9-0,94).
Schlussfolgerungen
Zur Differenzierung von Nierentumor-Subtypen liefert die venöse Phase in der CT die relevantesten Bildgebungsinformationen, ohne dass eine zusätzliche arterielle Kontrastphase in der vorliegenden Studie einen offensichtlichen diagnostischen Nutzen zeigt. Die Analyse von Merkmalen, welche aus der klinischen Routine-Schnittbildgebung gewonnen werden, liefert zuverlässige Ergebnisse für die Subtypisierung von Nierentumoren.