Construction and validation of a nomogram prediction model for symptomatic radiation pneumonitis after radiotherapy in patients with NSCLC

doi:10.11958/20260425

Abstract

Abstract:

Objective To construct and validate a nomogram prediction model for symptomatic radiation pneumonitis (SRP) in patients with non-small cell lung cancer (NSCLC) after radiotherapy. Methods A total of 360 patients with NSCLC were selected and divided into the training set (270 cases) and the validation set (90 cases) at a 3∶1 ratio using a simple random sampling method. All patients were followed up for 6 months after the end of radiotherapy. Patients in the training set were divided into the SRP group (83 cases) and the non-SRP group (187 cases) according to whether SRP occurred. General clinical data, laboratory indicators and dosimetry parameters were compared between the two groups. Multivariate Logistic regression was used to analyze factors influencing the occurrence of SRP in patients with NSCLC after radiotherapy. A nomogram prediction model for SRP was constructed and validated. Results Compared with the non-SRP group, the SRP group showed higher proportions of patients with history of underlying pulmonary disease, patients with Eastern Cooperative Oncology Group (ECOG) scores of 2 and patients receiving sequential radiotherapy and chemotherapy, and a lower proportion of patients with central-type lesions, higher procalcitonin levels and neutrophil count, lower levels of platelet count and eosinophil count, larger planning target volume (PTV), higher percentage of total lung volume receiving≥5 and ≥20 Gy irradiation (V5, V20, P<0.05). Multivariate Logistic regression analysis showed that having history of underlying pulmonary disease, ECOG score of 2, increased PTV, sequential radiotherapy and chemotherapy and high V20 were independent risk factors for SRP in patients with NSCLC, while central-type lesion was an independent protective factor (P<0.05). The areas under the receiver operating characteristic (ROC) curve of the constructed model for predicting SRP in the training set and the validation set were 0.826 (95%CI: 0.775-0.869) and 0.897 (95%CI: 0.815-0.951), respectively. Hosmer-Lemeshow goodness of fit test showed χ²=3.913, P=0.865 in the training set, and χ²=6.482, P=0.593 in the validation set, indicating good model fit. The calibration curve was relatively close to the ideal curve, and decision curve analysis indicated that the model could obtain net benefits. Conclusion The nomogram prediction model constructed based on risk factors in patients with NSCLC after radiotherapy demonstrates good predictive efficacy.

Key words: carcinoma, non-small-cell lung, radiotherapy, radiation pneumonitis, nomogram, symptomatic radiation pneumonitis

CLC Number:

R734.2，R815

Figures/Tables 8

References 20

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组别		n		年龄/岁		性别						高血压病史			糖尿病史
组别		n		年龄/岁		男			女			高血压病史			糖尿病史
非SRP组		187		59.42±7.61		141（75.4）			46（24.6）			46（24.6）			34（18.2）
SRP组		83		60.96±9.20		55（66.3）			28（33.7）			22（26.5）			18（21.7）
t或χ²				1.342		2.412						0.111			0.454
组别	糖尿病史				肺部基础疾病史		吸烟史			ECOG评分
组别	糖尿病史				肺部基础疾病史		吸烟史			0分			1分			2分
非SRP组	34（18.0）				35（18.7）		118（63.1）			81（43.3）			77（41.2）			29（15.5）
SRP组	18（21.7）				25（30.1）		43（51.8）			13（15.7）			46（55.4）			24（28.9）
χ²	0.454				4.325^＊		3.046			20.451^＊＊
组别			BMI/（kg/m²）					病理类型
组别			BMI/（kg/m²）					肺腺癌			肺鳞癌			其他
非SRP组			23.12±1.98					97（51.9）			77（41.2）			13（7.0）
SRP组			23.46±2.03					53（63.9）			26（31.3）			4（4.8）
t或χ²			1.323					3.364
组别			病灶位置								治疗方式
组别			中央型				周围型				序贯放化疗				非序贯放化疗
非SRP组			106（56.7）				81（43.3）				50（26.7）				137（73.3）
SRP组			13（15.7）				70（84.3）				34（41.0）				49（59.0）
χ²			39.245^＊＊					5.428^＊

组别		n		年龄/岁		性别						高血压病史			糖尿病史
组别		n		年龄/岁		男			女			高血压病史			糖尿病史
非SRP组		187		59.42±7.61		141（75.4）			46（24.6）			46（24.6）			34（18.2）
SRP组		83		60.96±9.20		55（66.3）			28（33.7）			22（26.5）			18（21.7）
t或χ²				1.342		2.412						0.111			0.454
组别	糖尿病史				肺部基础疾病史		吸烟史			ECOG评分
组别	糖尿病史				肺部基础疾病史		吸烟史			0分			1分			2分
非SRP组	34（18.0）				35（18.7）		118（63.1）			81（43.3）			77（41.2）			29（15.5）
SRP组	18（21.7）				25（30.1）		43（51.8）			13（15.7）			46（55.4）			24（28.9）
χ²	0.454				4.325^＊		3.046			20.451^＊＊
组别			BMI/（kg/m²）					病理类型
组别			BMI/（kg/m²）					肺腺癌			肺鳞癌			其他
非SRP组			23.12±1.98					97（51.9）			77（41.2）			13（7.0）
SRP组			23.46±2.03					53（63.9）			26（31.3）			4（4.8）
t或χ²			1.323					3.364
组别			病灶位置								治疗方式
组别			中央型				周围型				序贯放化疗				非序贯放化疗
非SRP组			106（56.7）				81（43.3）				50（26.7）				137（73.3）
SRP组			13（15.7）				70（84.3）				34（41.0）				49（59.0）
χ²			39.245^＊＊					5.428^＊

组别			n	WBC/（×10⁹/L）			PCT/（μg/L）		NEU/（×10⁹/L）
非SRP组			187	6.46±1.40			1.80（1.70，2.00）		4.40（3.40，5.80）
SRP组			83	6.14±1.54			2.20（1.50，2.50）		5.80（3.20，6.30）
t或Z				1.682			2.334^＊		2.372^＊
组别	LYM/（×10⁹/L）					PLT/（×10⁹/L）				MONO/（×10⁹/L）
非SRP组	2.80（2.30，3.10）					304.00（198.00，335.00）				0.60（0.50，0.70）
SRP组	2.60（2.00，3.10）					227.00（184.00，314.00）				0.70（0.50，0.70）
Z	1.521					1.996^＊				0.983
组别		EOS/（×10⁹/L）			hs-CRP/（mg/L）			Hb/（g/L）
非SRP组		0.25（0.20，0.30）			11.00（9.00，12.00）			127.00（118.00，154.00）
SRP组		0.23（0.20，0.26）			13.00（9.00，14.00）			123.00（110.00，153.00）
Z		2.307^＊			1.788			1.703

组别			n	WBC/（×10⁹/L）			PCT/（μg/L）		NEU/（×10⁹/L）
非SRP组			187	6.46±1.40			1.80（1.70，2.00）		4.40（3.40，5.80）
SRP组			83	6.14±1.54			2.20（1.50，2.50）		5.80（3.20，6.30）
t或Z				1.682			2.334^＊		2.372^＊
组别	LYM/（×10⁹/L）					PLT/（×10⁹/L）				MONO/（×10⁹/L）
非SRP组	2.80（2.30，3.10）					304.00（198.00，335.00）				0.60（0.50，0.70）
SRP组	2.60（2.00，3.10）					227.00（184.00，314.00）				0.70（0.50，0.70）
Z	1.521					1.996^＊				0.983
组别		EOS/（×10⁹/L）			hs-CRP/（mg/L）			Hb/（g/L）
非SRP组		0.25（0.20，0.30）			11.00（9.00，12.00）			127.00（118.00，154.00）
SRP组		0.23（0.20，0.26）			13.00（9.00，14.00）			123.00（110.00，153.00）
Z		2.307^＊			1.788			1.703

组别		n	PTV/cm³			处方剂量/Gy
非SRP组		187	152.60（132.30，170.30）			60.00（54.00，68.00）
SRP组		83	167.70（154.60，181.60）			63.00（57.00，70.00）
Z			4.110^＊＊			1.775
组别	MLD/Gy			V5/%	V10/%
非SRP组	655.09±150.07			29.41±6.59	22.00（18.00，26.00）
SRP组	642.27±143.36			31.20±6.02	22.00（19.00，27.00）
t或Z	0.657			2.124^＊	0.626
组别		V15/%		V20/%			V30/%
非SRP组		17.69±5.06		15.00（11.00，18.00）			11.00（10.00，13.00）
SRP组		18.90±4.28		16.00（15.00，19.00）			12.00（10.00，14.00）
t或Z		1.903		3.160^＊＊			1.953