Development of a preoperative assessment model for the malignant potential in gastrointestinal stromal tumor based on endoscopic ultrasound and contrast-enhanced computed tomography

doi:10.11958/20253436

Abstract

Abstract:

Objective To explore the preoperative evaluation value of endoscopic ultrasonography (EUS) and enhanced CT for the malignant potential of gastrointestinal stromal tumor (GIST), and to construct a preoperative evaluation model of the malignant potential of GIST based on EUS and CT and verify the model efficacy. Methods Clinical, imaging and histopathological data were retrospectively collected from 191 consecutive patients with pathologically confirmed GIST. Preoperative EUS and CECT image features-including tumor size, boundary definition and enhancement pattern were systematically assessed. Patients were stratified according to the classfication system of the National Institutes of Health (NIH) of the United States. Those classified as "extremely low-risk" or "low-risk" (n = 145) constituted the low-malignant-potential group, those classified as "intermediate-risk" or "high-risk" (n = 46) formed the high-malignant-potential group. The clinical data, EUS and enhanced CT imaging features of the two groups were compared. Multivariable Logistic regression was employed to identify independent predictors of high malignant potential, and a predictive model was constructed based on statistically significant variables. Model performance was evaluated using receiver operating characteristic (ROC) curve analysis and calibration assessment. Results Compared with the low-malignant-potential group, the high-malignant-potential group exhibited significantly longer tumor diameters measured by EUS, a higher prevalence of ill-defined tumor margins on EUS and a greater frequency of irregular and heterogeneous enhancement patterns on CECT（P<0.05). Multivariable Logistic regression identified EUS tumor diameter， ill-defined EUS tumor boundaries and irregular/heterogeneous CECT enhancement as independent predictors of high malignant potential (P<0.05). The result of predictive model achieved an AUC of 0.880 (95%CI: 0.826-0.923), with sensitivity of 82.6% and specificity of 90.3%. Calibration analysis demonstrated excellent agreement between predicted and observed probabilities (Hosmer-Lemeshow χ²=0.396, P=0.508). Conclusion The preoperative assessment model based on EUS and enhanced CT has a high assessment efficacy for the high malignant potential of GIST patients.

Key words: gastrointestinal stromal tumors, tomography, X-ray computed, ultrasonography, endoscopy, malignant potential, evaluation model

CLC Number:

R735

Figures/Tables 6

References 22

[1]	SHARMA A K, KIM T S, BAUER S, et al. Gastrointestinal stromal tumor:new insights for a multimodal approach[J]. Surg Oncol Clin N Am, 2022, 31(3):431-446. doi:10.1016/j.soc.2022.03.007.
[2]	CICALA C M, BAUER S, HEINRICH M C, et al. Gastrointestinal stromal tumor:current approaches and future directions in the treatment of advanced disease[J]. Hematol Oncol Clin North Am, 2025, 39(4):773-784. doi:10.1016/j.hoc.2025.04.006.
[3]	杨易, 冯峰. 影像组学在宫颈癌异质性分析中的研究进展[J]. 放射学实践, 2020, 35(4):564-568.
	YANG Y, FENG F. Research progress of radiomics in heterogeneity analysis of cervical cancer[J]. Radiologic Practice, 2020, 35(4):564-568. doi:10.13609/j.cnki.1000-0313.2020.04.032.
[4]	ASLANIAN H R, MUNIRAJ T, NAGAR A, et al. Endoscopic ultrasound in cancer staging[J]. Gastrointest Endosc Clin N Am, 2024, 34(1):37-49. doi:10.1016/j.giec.2023.09.009.
[5]	XIA F, GUO F, LIU Z, et al. Enhanced CT combined with texture analysis for differential diagnosis of pleomorphic adenoma and adenolymphoma[J]. BMC Med Imaging, 2023, 23(1):169. doi:10.1186/s12880-023-01129-9.
[6]	《胃肠间质瘤病理诊断临床实践指南(2022版)》编写专家委员会(2022版). 胃肠间质瘤病理诊断临床实践指南(2022版)[J]. 中华病理学杂志, 2022, 51(10):959-969.
	Expert Committee for Clinical Practice Guidelines for the Pathological Diagnosis of Gastrointestinal Stromal Tumors(2022 version). Clinical practice guideline for the pathological diagnosis of gastrointestinal stromal tumor(2022 version)[J]. Chin J Pathol, 2022, 51(10):959-969. doi:10.3760/cma.j.cn112151-20220512-00405.
[7]	JANG S H, KWON J E, KIM J H, et al. Prediction of tumor recurrence in patients with non-gastric gastrointestinal stromal tumors following resection according to the Modified National Institutes of Health Criteria[J]. Intest Res, 2014, 12(3):229-235. doi:10.5217/ir.2014.12.3.229.
[8]	STRAUSS G, GEORGE S. Gastrointestinal stromal tumors[J]. Curr Oncol Rep, 2025, 27(3):312-321. doi:10.1007/s11912-025-01636-8.
[9]	ZHU H, YANG G, MA Y, et al. Update of epidemiology,survival and initial treatment in patients with gastrointestinal stromal tumour in the USA:a retrospective study based on SEER database[J]. BMJ Open, 2023, 13(7):e072945. doi:10.1136/bmjopen-2023-072945.
[10]	SUN X, SUN Y, XIONG R, et al. Hidden risk factors for recurrence of jejunoileal gastrointestinal stromal tumors with low NIH classification: implications for surveillance and adjuvant therapy[J]. J Transl Med, 2025, 23(1):1156. doi:10.1186/s12967-025-07163-1.
[11]	刘东鑫, 余荣国, 徐超. 超声内镜对胃肠道间质瘤诊断价值的荟萃分析[J]. 内科理论与实践, 2022, 17(1):63-69.
	LIU D X, YU R G, XU C. Diagnostic value of endoscopic ultrasonography in assessment of gastrointestinal stromal tumors: a meta-analysis[J]. J Intern Med Concepts Pract, 2022, 17(1):63-69. doi:10.16138/j.1673-6087.2022.01.012.
[12]	蒋颖, 闫骏. 胃肠道间质瘤术前及术后诊断的研究进展[J]. 南通大学学报(医学版), 2020, 40(3):272-275.
	JIANG Y, YAN J. Research progress of preoperative and postoperative diagnosis of gastrointestinal stromal tumor[J]. Journal of Nantong University(Medical Sciences), 2020, 40(3):272-275. doi:10.16424/j.cnki.cn32-1807/r.2020.03.020.
[13]	ZHANG Y, HUANG Z X, SONG B. Role of imaging in evaluating the response after neoadjuvant treatment for pancreatic ductal adenocarcinoma[J]. World J Gastroenterol, 2021, 27(22):3037-3049. doi:10.3748/wjg.v27.i22.3037.
[14]	SATO R, HARADA R, HASHIMOTO K, et al. Gastrointestinal stromal tumors in the duodenum show increased contrast enhancement compared with those in the stomach on computed tomography[J]. Mol Clin Oncol, 2022, 17(4):144. doi:10.3892/mco.2022.2577.
[15]	罗泰钊, 王盛集, 吴惠凤, 等. 胃肠道间质瘤MSCT影像特征与危险度分级的相关性分析[J]. 影像研究与医学应用, 2024, 8(8):60-62.
	LUO T Z, WANG S J, WU H F, et al. Correlation analysis of MSCT imaging features of gastrointestinal stromal tumors and risk grading[J]. Journal of Imaging Research and Medical Applications, 2024, 8(8):60-62. doi:10.3969/j.issn.2096-3807.2024.08.018.
[16]	马冲菲. 基于增强CT图像的不同影像组学模型在预测胃间质瘤的危险度分级的应用[D]. 石家庄: 河北医科大学, 2021.
	MA C F. The application of different radiomics models based on enhanced CT images in predicting the risk grade of gastric stromal tumors[D]. Shijiazhuang: Hebei Medical University, 2021.
[17]	DOITA S, WATANABE M, OGAWA T, et al. Utility of follow-up computed tomography (CT)and fluorodeoxyglucose-positron emission tomography/CT(FDG-PET/CT)in diagnosing gastrointestinal stromal tumor(GIST)presenting as spontaneous hemoperitoneum: a case report[J]. Cureus, 2024, 16(9):e69799. doi:10.7759/cureus.69799.
[18]	宋时东. 胃肠道间质瘤的CT影像学特征及其诊断价值分析[J]. 影像研究与医学应用, 2024, 8(19):119-121,124.
	SONG S D. Analysis of CT imaging characteristics and diagnostic value of gastrointestinal stromal tumor[J]. Journal of Imaging Research and Medical Applications, 2024, 8(19):119-121,124. doi:10.3969/j.issn.2096-3807.
[19]	王燕. 增强CT及超声内镜对胃肠道间质瘤术前危险度评估及诊断价值分析[D]. 兰州: 兰州大学, 2021.
	WANG Y. Analysis of the diagnostic value of enhanced CT and endoscopic ultrasound in the preoperative risk assessment of gastrointestinal stromal tumors[D]. Lanzhou: Lanzhou University, 2021.
[20]	吴琼, 张瑾, 粱田, 等. 基于CT特征的列线图模型对GIST核分裂象数的预测价值[J]. 临床放射学杂志, 2024, 43(4):610-614.
	WU Q, ZHANG J, LIANG T, et al. The value of the nomogram based on CT feature for predicting the mitotic index of gastrointestinal stromal tumorss[J]. Journal of Clinical Radiology, 2024, 43(4):610-614. doi:10.13437/j.cnki.jcr.2024.04.037.
[21]	陈长波, 马俊, 兰小惠. 胃肠道间质瘤CT诊断及与病理肿瘤恶性潜能相关性分析[J]. 中国CT和MRI杂志, 2022, 20(6):156-158.
	CHEN C B, MA J, LAN X H. CT diagnosis of gastrointestinal stromal tumors(GISTs)and its correlation with pathological malignant potential of tumor[J]. Chinese Journal of CT and MRI, 2022, 20(6):156-158. doi:10.3969/j.issn.1672-5131.2022.06.051.
[22]	WANG T T, LIU W W, LIU X H, et al. Relationship between multi-slice computed tomography features and pathological risk stratification assessment in gastric gastrointestinal stromal tumors[J]. World J Gastrointest Oncol, 2023, 15(6):1073-1085. doi:10.4251/wjgo.v15.i6.1073.

组别		n	性别				年龄/岁	发病部位
组别		n	男		女		年龄/岁	食管		胃		十二指肠		小肠		直肠
低恶性潜能组		145	71（48.97）		74（51.03）		55.82±10.79	3（2.07）		123（84.83）		10（6.90）		7（4.83）		2（1.38）
高恶性潜能组		46	26（56.53）		20（43.48）		56.91±11.10	1（2.17）		36（78.26）		3（6.52）		4（8.70）		2（4.35）
t或χ²			0.798				0.594	2.576
组别	临床表现
组别	腹痛、腹胀			恶心、呕吐		反酸、烧心、嗳气			胃肠道出血		肠梗阻		黑便		乏力、纳差
低恶性潜能组	126（86.90）			32（22.07）		43（29.66）			27（18.62）		7（4.83）		22（15.17）		7（4.83）
高恶性潜能组	43（93.48）			16（34.78）		19（41.30）			14（30.43）		5（10.87）		11（23.91）		5（10.87）
χ²	1.484			3.000		2.162			2.891		2.165		1.867		2.165

组别		n	性别				年龄/岁	发病部位
组别		n	男		女		年龄/岁	食管		胃		十二指肠		小肠		直肠
低恶性潜能组		145	71（48.97）		74（51.03）		55.82±10.79	3（2.07）		123（84.83）		10（6.90）		7（4.83）		2（1.38）
高恶性潜能组		46	26（56.53）		20（43.48）		56.91±11.10	1（2.17）		36（78.26）		3（6.52）		4（8.70）		2（4.35）
t或χ²			0.798				0.594	2.576
组别	临床表现
组别	腹痛、腹胀			恶心、呕吐		反酸、烧心、嗳气			胃肠道出血		肠梗阻		黑便		乏力、纳差
低恶性潜能组	126（86.90）			32（22.07）		43（29.66）			27（18.62）		7（4.83）		22（15.17）		7（4.83）
高恶性潜能组	43（93.48）			16（34.78）		19（41.30）			14（30.43）		5（10.87）		11（23.91）		5（10.87）
χ²	1.484			3.000		2.162			2.891		2.165		1.867		2.165

组别	n		肿瘤直径/mm				外观不光滑			形状不规则				边界不清晰
低恶性潜能组	145		43.91±13.61				56（38.62）			54（37.24）				15（10.34）
高恶性潜能组	46		49.60±17.29				24（52.17）			24（52.17）				14（30.43）
t或χ²			2.303^＊				2.635			3.223				10.945^＊＊
组别		病灶起源层									回声强度
组别		固有肌层				非固有肌层					低				高
低恶性潜能组		119（82.07）				26（17.93）					136（93.79）				9（6.21）
高恶性潜能组		38（82.61）				8（17.39）					46（100.00）				0
χ²		0.007									1.773
组别		回声不均匀			钙化				囊性病变				局部侵犯
低恶性潜能组		58（40.00）			28（19.31）				33（22.76）				31（21.38）
高恶性潜能组		25（54.35）			15（32.61）				16（34.78）				16（34.78）
χ²		2.926			3.540				2.647				3.382
组别				血流信号
组别				未见信号				信号不丰富				信号丰富
低恶性潜能组				19（13.10）				91（62.76）				35（24.14）
高恶性潜能组				7（15.22）				21（45.65）				18（39.13）
χ²				4.686

组别	n		肿瘤直径/mm				外观不光滑			形状不规则				边界不清晰
低恶性潜能组	145		43.91±13.61				56（38.62）			54（37.24）				15（10.34）
高恶性潜能组	46		49.60±17.29				24（52.17）			24（52.17）				14（30.43）
t或χ²			2.303^＊				2.635			3.223				10.945^＊＊
组别		病灶起源层									回声强度
组别		固有肌层				非固有肌层					低				高
低恶性潜能组		119（82.07）				26（17.93）					136（93.79）				9（6.21）
高恶性潜能组		38（82.61）				8（17.39）					46（100.00）				0
χ²		0.007									1.773
组别		回声不均匀			钙化				囊性病变				局部侵犯
低恶性潜能组		58（40.00）			28（19.31）				33（22.76）				31（21.38）
高恶性潜能组		25（54.35）			15（32.61）				16（34.78）				16（34.78）
χ²		2.926			3.540				2.647				3.382
组别				血流信号
组别				未见信号				信号不丰富				信号丰富
低恶性潜能组				19（13.10）				91（62.76）				35（24.14）
高恶性潜能组				7（15.22）				21（45.65）				18（39.13）
χ²				4.686

组别		n		密度不均匀			形态不规则			边界不清晰
低恶性潜能组		145		35（24.14）			38（26.21）			31（21.38）
高恶性潜能组		46		17（36.96）			26（56.52）			16（34.78）
χ²				2.896			14.404^＊＊			3.382
组别			生长方式
组别			腔内型			腔外型			混合型
低恶性潜能组			67（46.21）			39（26.90）			39（26.90）
高恶性潜能组			17（36.96）			19（41.30）			10（21.74）
χ²			3.429
组别	溃疡				肿瘤血管影			不均匀强化			钙化
低恶性潜能组	46（31.72）				41（28.28）			67（46.21）			10（6.90）
高恶性潜能组	21（45.65）				18（39.13）			39（84.78）			6（13.04）
χ²	2.975				1.927			21.041^＊＊			1.719