Опухолевое почкование (tumor budding, TB) — гистопатологический маркер агрессивности опухоли и установленный прогностический фактор при колоректальном раке. При раке прямой кишки TB обычно оценивают на биопсийном или резекционном материале, и надёжный результат может быть недоступен на этапе планирования предоперационного лечения. Целью работы была разработка и внутренняя валидация радиомной модели для предоперационного различения низкой и промежуточной/высокой степени TB у пациентов с раком прямой кишки, которым планируется первичная операция без неоадъювантного лечения.

В ретроспективное исследование включили 139 пациентов с морфологически подтверждённым раком прямой кишки, не получавших неоадъювантной терапии. TB оценивали на послеоперационных резекционных образцах. Анализировали T1WI, T2WI, артериальную фазу контрастного усиления T1WI и DWI. Радиомные признаки извлекали из трёх зон интереса (ROI): ядра опухоли (core), расширенной зоны опухоль + 2 мм, и изолированного внешнего кольца 2 мм. Оценивали семь наборов признаков и четыре алгоритма машинного обучения; основную модель выбирали по наивысшему AUC при повторной перекрёстной валидации. Фильтрацию, импутацию, отбор признаков и масштабирование выполняли внутри обучающей части каждого разбиения. Эффективность модели оценивали с помощью стратифицированной 5-fold перекрёстной валидации, повторённой 5 раз, и out-of-fold (OOF) вероятностей на уровне пациентов.

Основная модель Elastic Net на ядре опухоли (core-ROI) достигла AUC при повторной перекрёстной валидации 0.825 (диапазон 0.809–0.839 по повторениям), с PR-AUC 0.781, чувствительностью 0.604, специфичностью 0.851 и Brier score 0.173. Средний OOF AUC на уровне пациентов составил 0.829 (95% CI 0.755–0.896 при 2000 парных bootstrap-репликаций). При пороге вероятности 0.50 чувствительность на уровне пациентов была 0.607, специфичность — 0.867.

При парных bootstrap-сравнениях модель на ядре опухоли показала более высокие AUC, чем клиническая модель, модель на перитуморальном кольце, клиническая + расширенная, клиническая + ядро и клиническая + ядро + кольцо (скорректированный по Benjamini-Hochberg P = 0.004–0.005). Разница с моделью на расширенной ROI была меньше и не достигла статистической значимости после коррекции (P = 0.052).

Радиомные признаки мультипараметрической МРТ из ядра опухоли показали многообещающую способность к внутренней дискриминации низкой и промежуточной/высокой степени TB у пациентов, которым выполняется первичная операция без неоадъювантного лечения. Модель может поддержать предоперационную стратификацию риска TB в этой популяции, но перед клиническим применением требуется внешняя валидация.