基于CT或PET/CT的影像组学信息预测Ⅰ期非小细胞肺癌立体定向消融放疗疗效的初步研究

背景与目的:影像组学作为极具潜力的新领域,是指从影像图像中提取有价值的图像特征,并将这些特征数据定量化并转换成可挖掘的数据矿用以指导临床.该回顾性研究应用影像组学的方法初步探索PET/CT对比常规CT在Ⅰ期非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)患者接受立体定向消融放疗(stereotactic ablative radiotherapy,SABR)后疗效预测方面的可行性.方法:回顾性收集经病理证实并在复旦大学附属肿瘤医院行SABR治疗的Ⅰ期NSCLC患者,提取治疗前PET/CT和定位CT图像,由放疗科医师勾画病灶,运用影像组学的方法进行特征值的提取、分析和总结,采用NMF聚类法(non-negative matrix factorization)分析这些特征值是否能够对有无局部进展的患者进行区分,所有统计学算法都在R平台(R Development Core Team)上实现.结果:16例患者纳入最终分析,在PET/CT的影像组学PET特征中发现两个差异有统计学意义的特征值(灰度共生矩阵最大相关系数和灰度游程共生矩阵长行程加重),可以用以区分患者是否出现局部进展,而在所有定位CT图像提取的特征值中并没有类似发现.结论:在经过SABR治疗后的Ⅰ期NSCLC患者中应用基线PET/CT及胸部定位CT提供的信息进行影像组学分析后,PET/CT似乎能够提供更具统计效能的PET特征值用以预测疗效,对比胸部定位CT提供的信息,PET/CT所提取的特征值可能更敏感、更全面甚至更具特征性.     

基于CT的影像组学特征预测间变性淋巴瘤激酶阳性Ⅲ/Ⅳ期非小细胞肺癌患者脑转移

背景与目的：间变性淋巴瘤激酶（anaplastic lymphoma kinase,ALK）阳性的非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer,NSCLC）患者的脑转移发生概率为20%~35%,脑部也是患者靶向治疗耐药时常见的转移部位之一。这类患者脑转移情况的早期预测对其预后评价及疗效评估具有重要意义。影像组学是从图像中高通量提取定量特征以宏观描述肿瘤表型和异质性。探讨影像组学在预测ALK阳性的Ⅲ/Ⅳ期NSCLC患者治疗前脑转移情况方面的应用。方法：回顾性纳入2014年6月—2017年9月在复旦大学附属肿瘤医院经病理学检查证实的ALK阳性Ⅲ/Ⅳ期NSCLC患者。在治疗前基线检查中获得患者脑转移信息。收集患者治疗前胸部CT图像,并由两名经验丰富的放疗科医师勾画大体肿瘤体积（gross tumor volume,GTV）,进行影像组学特征的提取。按一定比例将患者分为训练集和验证集（4∶1）。在RIDER NSCLC数据集中进行test-retest,筛选出132个稳定的影像组学特征。进行最小绝对收缩和选择运算符（least absolute shrinkage and selection operator,LASSO）COX回归和leave-one-out cross-validation以确定用于logistic回归分析的最佳组学特征,随后通过logistic回归分析影像组学特征及其他临床特征与患者治疗前脑转移发生的关系。结果：共纳入132例患者,其中27例患者治疗前发生脑转移。在训练集中,发现一个影像组学特征（W_GLCM_LH_Correlation）与脑转移显著相关（P=0.014）,受试者工作特征（receiver operating characteristic,ROC）曲线的曲线下面积（area under curve,AUC）为0.687。该组学特征在验证集中预测性能也尚可（AUC=0.642）。将该影像组学特征与N分期相结合能在一定程度上提高对患者治疗前脑转移的预测能力（训练集：AUC=0.697;验证集：AUC=0.675）。结论：治疗前胸部CT的影像组学特征可能在预测ALK阳性Ⅲ/Ⅳ期NSCLC患者治疗前脑转移的发生方面有一定的价值,这可能有利于此类患者的风险分层。