四川省肿瘤医院胸部放疗一病区的王奇峰团队与胸外科一病区彭林团队于2024年7月在《International Journal of Surgery》杂志上发表了题为《Predicting pathological response in esophageal squamous cell carcinoma with longitudinal CT radiomics and disentangled representation learning: a multicenter retrospective cohort study》的研究。该杂志是外科学领域的高影响力期刊，影响因子12.5，JCR学科类别 “Surgery” 290种期刊中排名第2位。本研究利用四川省肿瘤医院收集的三阶段纵向CT图像进行模型训练及内部验证，并使用天津市肿瘤医院的前瞻性数据进行外部验证，构建了EsopCR模型。通过分解表征学习技术，团队成功预测了食管鳞癌（ESCC）患者接受新辅助放化疗（nCRT）后的病理完全反应（pCR）。

食管癌是全球范围内死亡率极高的癌症之一，而在中国，食管鳞癌（ESCC）是最常见的类型。根据国内外权威指南，术前新辅助放化疗（nCRT）联合手术是局部晚期可切除食管癌的标准治疗方案。临床完全缓解（cCR）虽然能表明nCRT后病变消退，但其无法可靠预测病理完全反应（pCR）。然而，pCR与患者的生存获益显著相关。准确预测术前pCR能够帮助部分患者避免手术，选择“观察-等待”的策略，从而提升生活质量和治疗效果。

既往我团队发表在医学影像TOP期刊《Medical Image Analysis》，研究提出了一种新的多损失分离表征学习（MLDRL）来实现纵向数据中互补信息的有效融合：首先将每个阶段的特征分解为固有成分和特异成分。接着定义了一个多损失函数来确保解缠的有效性和结构性，该函数由跨周期重构损失、固有变异损失和监督分类损失共同组成。最后，应用自适应梯度归一化算法，通过动态调整梯度大小来平衡多个损失项的训练。由于多损失函数和自适应梯度归一化算法的配合，MLDRL 有效地抑制了潜在的干扰，实现了有效的信息融合。本研究基于三阶段（nCRT治疗前、nCRT治疗后、手术前）的纵向CT图像，建立了一个pCR预测影像组学模型EsopCR，旨在研究治疗前后肿瘤动态特征的变化，并评估这些变化与治疗结果之间的相关性（见图1）。该模型利用分解表征学习技术，能够捕捉并量化肿瘤影像特征随时间的变化。

研究结果显示本研究共纳入了来自两家中心的347例接受nCRT的ESCC患者。结果表明，在验证队列中，手术前单阶段CT图像预测准确性最高，分别达到76.49%的曲线下面积（AUC）、70.00%的准确率（ACC）、64.17%的特异性（SPE）和77.78%的敏感性（SEN）。此外，与单阶段CT图像相比，合并两阶段CT图像提供了更好的预测结果。尤其是结合三阶段CT图像的EsopCR方法展示了最高的预测性能。与单阶段CT图像（AUC为69.31%–76.49%）或任意两阶段CT图像组合（AUC为74.44%–79.06%）相比，整合三阶段纵向CT图像的动态影像组学模型显著提高了预测性能，AUC达到83.66%（95%CI 81.46%-85.86%）。同时，ACC、SPE和SEN也有显著改善（见图2A）。

同时生存分析预测也显示：图2B展示了实际pCR与预测pCR之间总生存期（OS）的相关性。在每个验证集中，实际pCR和预测的pCR之间没有观察到统计学上的显著差异（p > 0.05），表明生存曲线在实际pCR状态和预测pCR状态之间拟合良好。这一结果进一步验证了EsopCR模型在临床应用中的潜力。

我们的研究结果表明，EsopCR模型能够有效捕捉nCRT过程中肿瘤的治疗动态变化。三阶段CT模型的结合不仅超越了传统的单阶段或两阶段CT方法的预测性能，还提供了更全面的肿瘤信息。这一创新性的影像组学方法为食管鳞癌患者的新辅助治疗方案选择提供了有力支持，具有重要的临床应用价值。

通过这项研究，王奇峰和彭林团队为食管癌的精准医疗提供了新的思路和方法，展示了先进影像技术在肿瘤治疗中的巨大潜力和应用前景。

本研究在放疗科王奇峰教授，胸外科彭林教授、冷雪峰教授，天津市肿瘤医院章文成教授的指导下开展。电子科技大学2021级放射肿瘤学研究生周小丁及中南大学计算机系博士生岳海林为共同第一作者。本研究诚挚感谢放疗科首席专家郎锦义教授、科主任李涛教授和胸外科韩泳涛教授的大力支持。

我院放疗科和胸外科是我国西部地区最大的食管癌诊疗中心，集肿瘤治疗、科研和教学于一体。每年我们治疗近1000名食管癌患者，凭借先进的医疗设备和技术，诊疗水平达到国际一流水平。在医院和科室领导的重视和支持下，我们不仅专注于高质量的临床工作，还在科研和教学方面取得了显著进展。我们的科研团队积极参与国内外的学术交流和合作，不断探索和创新。在过去几年中，我们已成功联合培养了多名博士和硕士研究生，为肿瘤学领域输送了大量高素质的人才。我们的研究团队在食管癌治疗方面取得了多项重要成果。我们开展了多项临床试验，涉及新型放化疗方法、个体化治疗方案和生物标志物研究等领域。这些研究不仅在国内外学术界引起了广泛关注，还为临床实践提供了宝贵的数据和经验。我们的目标是通过不断的创新和努力，为食管癌患者提供更好的治疗选择和生活质量，并在国际肿瘤学领域树立起新的标杆。

通讯作者：

王奇峰，电子科技大学附属四川省肿瘤医院放疗科副主任兼任胸部放疗一病区主任，2011年获北京协和医学院肿瘤学博士学位，师从中国著名的食管癌放射治疗专家肖泽芬教授，从事胸部肿瘤放疗的基础和临床研究20余年。目前职称:研究员/主任医师;目前主要方向是食管癌的新辅助放化疗，放化疗联合免疫治疗等综合治疗，并作为 PI 或 co-PI 前瞻性地发起多个 II 期相关临床研究。结合目前人工智能、影像组学、分子肿瘤学的发展产生交叉科学，累计发表食管癌专业相关其中 SCI 第一作者或通讯作者 40 余篇。特别是近 5 年以第一或通讯发表 SCI 论文 20 余篇。相关研究结果发表在 Medical Image Analysis，International Journal of Surgery，Endoscopy Ultrasound，IEEE JBHI，Frontiers in Immunology，Onco-Immunology，Annals of Surgical Oncology，Radiation Oncology 等专业杂志。曾 5 次获得美国放射治疗年会分会场发言，曾获得 2010 年美国放射治疗年会优秀论文奖，2018 年获得四川省科技进步三等奖 (第三完成人)。2023 年获得人民好医生金山茶花食管癌领域杰出贡献奖。