Nefrografik Faz BT'de Onkositomayı Kromofob Renal Hücreli Karsinomdan Ayırt Etmede Radyomiks ve Makine Öğrenimi Kullanımı
Öz
Arka plan: Bu çalışma, ameliyat öncesi tanı stratejilerini geliştirmeyi amaçlayarak, nefroğrafik faz bilgisayarlı tomografi (BT) görüntülerini kullanarak kromofob renal hücreli karsinomu (ChRCC) renal onkositomdan (RO) ayırt etmek için bir radyomiks ve makine öğrenmesi metodolojisini araştırmıştır.
Yöntemler: Kontrastlı BT uygulanan 66 hastadan (36 ChRCC, 30 RO) oluşan retrospektif bir kohort analiz edildi. Nefroğrafik faz görüntülerindeki renal kitlelerin manuel 3 boyutlu segmentasyonu 107 radyomiks özellik üretti. LASSO regresyonu, boyut indirgeme için en ayırt edici özellikleri belirledi. Dört makine öğrenmesi algoritması (RFC, SVM, Karar Ağacı, XGBoost), 70:30 veri bölünmesi ve 10 katlı çapraz validasyon kullanılarak eğitildi ve doğrulandı. Tanı performansı duyarlılık, özgüllük ve AUC ile ölçüldü.
Sonuçlar: LASSO regresyonu, ince mimari farklılıkları yansıtan birinci ve ikinci dereceden özellikler (örneğin, GLCM, GLRLM) dahil olmak üzere 10 temel radyomik parametreyi belirledi. XGBoost üstün tanısal performans gösterdi (AUC: 0,979, %95 CI: 0,967–0,991; duyarlılık: %89,75; özgüllük: %94,55). SVM, 0,939'luk bir AUC elde etti (%95 CI: 0,909–0,968; duyarlılık: %91,5; özgüllük: %89,25). Karar Ağacı (AUC: 0,906, duyarlılık: %92,44, özgüllük: %91,75) ve RFC (AUC: 0,90, duyarlılık: %91,3, özgüllük: %88,2) de iyi performans gösterdi. Gruplar arasında yaş veya cinsiyet açısından anlamlı bir fark gözlenmedi (p > 0,05).
Sonuçlar: BT tabanlı radyomik verilerin makine öğrenimi, özellikle XGBoost ile entegre edilmesi, ameliyat öncesi ChRCC ve RO diskriminasyonu için yüksek doğrulukta, invaziv olmayan bir yaklaşım sunmaktadır. Bu yaklaşım, klinik karar verme süreçlerini optimize etme, nefron koruyucu müdahaleleri destekleme ve benign renal onkositomların geniş rezeksiyonunu azaltma konusunda önemli bir potansiyel taşımaktadır.
Anahtar Kelimeler
Radyomik, Makine Öğrenimi, Kromofob Renal Hücreli Karsinom, Böbrek Onkositoması, Bilgisayarlı Tomografi
Radiomics and Machine Learning for Differentiating Oncocytoma from Chromophobe Renal Cell Carcinoma on Nephrographic Phase CT
Öz
Background: This study investigated a radiomics and machine learning methodology for differentiating chromophobe renal cell carcinoma (ChRCC) from renal oncocytoma (RO) using nephrographic phase computed tomography (CT) im-ages, aiming to enhance preoperative diagnostic strategies.
Methods: A retrospective cohort of 66 patients (36 ChRCC, 30 RO) undergoing contrast-enhanced CT was analyzed. Man-ual 3D segmentation of renal masses on nephrographic phase images yielded 107 radiomics features. LASSO regression identified the most discriminative features for dimensionality reduction. Four machine learning algorithms (RFC, SVM, Decision Tree, XGBoost) were trained and validated using a 70:30 data split and 10-fold cross-validation. Diagnostic per-formance was quantified by sensitivity, specificity, and AUC.
Results: LASSO regression identified 10 pivotal radiomics parameters, including first- and second-order features (e.g., GLCM, GLRLM), reflecting subtle architectural differences. XGBoost showed superior diagnostic performance (AUC: 0.979, 95% CI: 0.967–0.991, sensitivity: 89.75%, specificity: 94.55%). SVM achieved an AUC of 0.939 (95% CI: 0.909–0.968, sensitivity: 91.5%, specificity: 89.25%). Decision Tree (AUC: 0.906, sensitivity: 92.44%, specificity: 91.75%) and RFC (AUC: 0.90, sensitivity: 91.3%, specificity: 88.2%) also performed well. No significant age or gender differences were noted be-tween cohorts (p > 0.05).
Conclusion: Integrating CT-based radiomics with machine learning, particularly XGBoost, offers a highly accurate, non-invasive paradigm for preoperative ChRCC and RO differentiation. This approach holds substantial promise for optimizing clinical decision-making, supporting nephron-sparing interventions and potentially reducing overtreatment of benign renal oncocytomas.
Anahtar Kelimeler
Radiomics, Machine Learning, Chromophobe Renal Cell Carcinoma, Renal Oncocytoma, Computed Tomography
Bu çalışma, Helsinki Bildirgesi'nde belirtilen etik ilkelere uygun olarak gerçekleştirilmiştir. Çalışma, Kurumsal Etik Kurulumuz (IRB) tarafından onaylanmıştır; IRB tarafından bilgilendirilmiş onamdan muafiyet verilmiştir.