影像组学技术研究进展及其在结直肠癌中的临床应用

医学影像包含着大量人眼无法识别的信息,不仅可以全面表达肿瘤的异质性,还可能反映患者预后等重要信息。近年来,随着图像处理与人工智能技术的发展,应用基于医学影像大数据的分析方法来辅助医生决策或者解决临床实践中的棘手问题成为研究热点,这个新兴的领域被称为“影像组学”。另外,结直肠癌是中国主要发病及致死癌种之一,发病人数和致死人数均逐年上升,在其术前、术中和术后3个不同阶段均有许多热点研究问题。从影像组学的基本原理与技术入手,结合其在结直肠癌临床诊疗中的应用研究,针对术前新辅助放化疗的疗效评估、术中手术方案的决策和术后生存分析这3个不同阶段的不同问题,分别介绍影像学组如何发挥其价值。     

结直肠癌肝转移预测及预后的影像组学综述

结直肠癌在国内外都是高发病率和高死亡率的肿瘤疾病,肝脏是结直肠癌血行转移最主要的靶器官,尽早准确地预测结直肠癌肝转移的发生以及监测患者治疗的预后反应,对患者的诊断和治疗尤为关键。新兴的影像组学为精准预测结直肠癌肝转移以及评估预后提供新的可能。对现有的结直肠癌肝转移影像组学研究进行综述,首先介绍结直肠癌肝转移研究的临床意义以及现有研究存在的缺陷,然后阐述结直肠癌肝转移影像组学的分析流程,接着对结直肠癌肝转移影像组学的4个研究方向展开综述,包括肝转移病理生长模式预测、隐匿性肝转移预测、肝转移疗效预后评估、肝转移患者生存期预后评估;阐明各个方向的最新研究进展及存在的缺陷性;最后对结直肠癌肝转移影像组学的未来发展趋势进行展望。     

基于CT影像组学的结直肠癌肝转移与原发性肝癌病灶分类研究

目的 探索结直肠癌肝转移(colorectal liver metastases,CRLM)与原发性肝癌(hepatocellular carcinoma,HCC)影像组学特征的差异,以实现对CRLM的精准识别.方法 纳入河北大学附属医院102例经病例证实的CRLM和HCC患者术前CT增强影像,将其以7:3的比例随机分配到训练集和测试集.首先,采用基于Python的Pyradiomics包从肝脏病灶中提取影像组学特征;然后,利用最小绝对收缩和选择算子(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)和递归消除(recursive feature elimination,RFE)方法选择出最优特征集合;再应用支持向量机(support vector machine,SVM)、K-近邻(k-nearest neighbor,KNN)和随机森林(random forest,RF)、逻辑回归(logistic regression,LR)4种分类器算法训练模型,以受试者工作特征曲线下面积(the area under the receiver operating characteristic curve,AUC)、准确率、敏感度和特异度来评估4种分类器的性能.结果 应用SVM分类器算法训练的模型对CRLM识别效能较高(准确率为93％,特异度为88％,灵敏度为100％,AUC值为0.94).结论 本文应用CT影像组学方法提取病灶异质性特征,并通过特征选择找到训练模型效果最佳的特征集合,应用SVM分类器算法训练的模型能够比较准确地识别出CRLM病灶,对医学诊断具有良好的应用价值.     

影像组学在肺癌诊疗领域的研究及应用进展

影像组学是近5年来在实体肿瘤研究领域快速发展的学科,应用于肺癌诊疗领域已经被大量研究证明具有显著价值。本文以"肺癌"和"影像组学"作为检索条件在中国知网（CNKI）和万方数据库等中文文献库中进行中文文献检索,以"Lung cancer AND Radiomics"作为检索条件在PubMed医学文献检索服务系统等外文数据...     

影像组学分析流程及临床应用的研究进展

目的:总结影像组学的具体分析流程及影像组学技术的临床应用研究进展。方法:以"影像组学""放射组学""机器学习"和"radiomics""machine learning"为中英文关键词,在中国知网、万方数据和PubMed等数据库中检索2020年2月前发表的与影像组学研究相关的文献932篇,其中中文文献258篇、英文文献...     

影像组学在前列腺癌中的应用进展

影像组学是从影像标准图像中提取海量数据特征进行分析处理,进而转换为可挖掘的高维数据库,用于肿瘤的诊断分期、治疗预后及基因分析等.目前影像组学已在多种良恶性肿瘤诊治中展开了研究,包括全球男性发病率较高的前列腺癌.文章就影像组学作一简要概述,详细分析其在前列腺癌中应用,综述了肿瘤诊断与鉴别诊断、格里森分级与侵袭性预测、骨转...     

影像组学及分析工具浅谈

影像医学已成为疾病检出与定性、治疗方案建立、疗效观察和预测全诊疗程中的主要方法。基于医学影像的影像组学（radiomics）展现出广阔的临床应用前景,主要步骤包括图像采集、感兴趣区勾画、特征提取及选择、统计分析及建模。如何快速有效地进行影像组学研究并应用于临床已成为研究者们关心的热点问题。文章介绍了影像组学的概念、分析流程（获取影像数据、感兴趣区分割、特征提取、特征选择、模型建立与结果分析）、分析工具（分割工具、特征提取工具、建模工具）和质量评估及挑战,提出量大、高质的数据集和共享能提高研究的有效性,也是影像组学的发展方向。联合计算机领域或生物医学工程背景的专业人员进行相关软件的开发,以提高模型的鲁棒性,不断为实现精准医疗和临床实践而努力。     

影像组学在神经系统疾病中的应用研究

医学影像学在疾病诊断、分期或分级、治疗以及预后判断中都有着不可或缺的地位。影像组学（radiomics）是一种高通量数据分析方法,从影像中获取标准的、量化的数据并以之建立模型,具备准确性、客观性以及可重复性,可结合多种成像方式,为医学影像学在临床实践中提供帮助。这种非侵入性的检查在神经系统疾病的诊治中应用广泛,因此,本文主要综述影像组学在神经系统疾病中应用的最新研究进展。     

高频超声内镜检查在结直肠癌患者术前分期诊断中的应用价值分析

目的分析高频超声内镜检查在结直肠癌患者术前分期诊断中的应用价值。方法选取2018年2月～2019年12月本院收治的68例结直肠癌患者作为研究对象,以病理结果作为诊断金标准,分析高频超声内镜检查对结直肠癌患者术前TNM分期的诊断准确率。结果高频超声内镜检查T分期诊断总准确度为95.58%,N期总准确度为70.58%,M期总准确率为97.05%,T、M期诊断总准确率与病理学检查结果比较无明显差异(P0.05),N期诊断总准确率明显低于病理学检查(P0.05)。结论高频超声内镜检查用于结直肠癌患者术前分期诊断时,对于肿瘤较大及淋巴结转移的患者N分期的明确诊断存在一定局限性,建议联合其他影像学检查进行确诊。     

生物标记物在结直肠癌早期诊断及预后评估中的研究进展

近年来基因诊断在结直肠癌中的应用越来越广泛,该文综述生物标记物在结直肠癌早期诊断及预后评估中的研究进展.目前,早期诊断和预后评估为结直肠癌生物标记物探索的新方向,有望成为提高结直肠癌诊治效率的新检查方法.     

基于代谢组学的干细胞研究进展

代谢组学是一种定性和定量分析复杂生物样品中所有小分子代谢物的组学方法,主要考察生物体系受刺激或扰动后内源性代谢物的变化,是系统生物学的重要组成部分.近年来代谢组学在评判细胞功能状态及决定细胞命运的代谢途径的研究中取得了很大的进展.干细胞治疗作为一种再生医学,为各种退行性疾病的治疗带来了新的希望,成为目前的研究热点,本文重点综述了代谢组学在分析各种干细胞研究中的进展.     

结直肠癌检测的生物标志物研究进展

结直肠癌在我国肿瘤中发病率和死亡率位居前五,早期结直肠癌不易被发现,因此影响了结直肠癌的诊断和预后。相对于临床检查,生物标志物的检验更为方便直接,也利于结直肠癌的早期发现,但由于现有标志物灵敏度、特异性较低,急需开发出更多的结直肠癌预后或预测的生物标志物。本文介绍了目前在蛋白质组学、基因组学等多个方面对结直肠癌检测的生物标志物进行的研究,有利于新的潜在检验生物标志物的发现以及结直肠癌治疗能力的提高。     

基于影像组学和剂量组学的放射性肺炎预测研究

目的：旨在利用影像组学和剂量组学的多组学方法,建立并验证一个有效的基于CT图像的放射性肺炎（RP）预测模型。方法：对2019年至2021年在广州医科大学附属肿瘤医院接受放疗的91例非小细胞肺癌患者进行回顾性分析。将除去临床靶区的全肺（Lung-CTV）作为感兴趣区域,从Lung-CTV区域的CT图像和剂量分布中提取影像组学和剂量组学特征。将单独的剂量体积直方图（DVH）特征、影像组学结合DVH(radio+DVH)特征、影像组学结合剂量组学（radio+dose）特征,分别输入11个不同的分类器来构建预测模型,采用五倍交叉验证法来完成分类实验。利用接受者操作特征（ROC）曲线下的面积（AUC）、准确性、精确性、召回率和F1值来评估预测模型的性能。结果：与DVH模型相比,radio+DVH和radio+dose的AUC值更高,差异有统计学意义（P<0.05）。与DVH和radio+DVH模型相比,radio+dose的准确率和F1值更高,差异有统计学意义（P<0.05）。结论：使用基于机器学习的影像组学和剂量组学的多组学方法预测RP的性能更好,有望为临床治疗提供指导。     

基于多模态磁共振图像的直肠癌TN分期方法研究进展

直肠癌是我国常见的消化道恶性肿瘤之一,准确、合理地评估直肠癌术前分期可以显著提升治疗效果,改善患者预后。磁共振成像是直肠癌局部分期的首选技术,在直肠原发肿瘤(T)和肠周淋巴结(N)的诊断上具有显著优势。围绕多模态磁共振图像,综述了传统影像组学和深度学习方法在直肠癌术前TN分期预测方面的研究思路和进展,以期为实现全自动的直肠癌TN分期算法提供新的思路。     

血液检查在结直肠癌诊断中的应用

利用病人血清作为检测样本,测定血液DNA水平及一系列相关基因及其表达产物的改变,可进行结直肠癌易感人群的筛选,肿瘤的早期诊断,转移及预后判断等,为结直肠癌的防治提供了较为有效的信息。     

武汉地区1998例结直肠癌临床病理特征分析

目的分析武汉地区结直肠癌的临床病理特征及发病特点。方法回顾性分析1998年至2013年在武汉市第八医院收治的1 998例结直肠癌临床及病理资料,比较其主要症状、性别、年龄、肿瘤部位、组织类型、病理分级及临床病理分期的差异。结果本组最常见症状为血便及大便次数增多,好发部位主要位于直肠,组织学类型以管状腺癌腺癌为主,淋巴结转移与肿瘤的分化程度、侵袭程度及TNM分期有关。结论武汉地区男性结直肠癌的发病率显著高于女性,老年人仍是结直肠癌的高发人群,但青壮年也占相当大的比例。大部分患者就诊时已是中晚期。     

结直肠癌肝脏转移标志物研究进展

结直肠癌是人类常见消化系统肿瘤,据统计全球每年新增结直肠癌患者一百三十多万例,同时约五十二万患者死于此肿瘤疾病[1]。近年来,随着生活水平的提升及饮食结构的改变,我国结直肠癌的发病率逐年升高,最新统计报道结直肠癌2008年的发病率位居所有肿瘤的第三位,而死亡率居肿瘤死亡的第五位。城市地区人口中结直肠癌的发病率居于第二     

阿尔茨海默病海马结构异常的影像组学研究

目的 探讨阿尔茨海默病 (AD) 患者的左右侧海马影像组学特征,建立和比较左右侧海马的影像组学分类模型,并分析其在AD患者诊断中的价值。方法 前瞻性对照研究。纳入2016年9月—2018年6月在浙江省人民医院记忆专科门诊就诊的59例AD患者为AD组,健康促进中心44名志愿者为正常对照组(NC组)。采用 GE 3.0 T MR成像系统对两组受试者行全脑扫描,分别获取三维磁化准备快速梯度回波成像序列 (MPRAGE)。使用一种基于学习的可变形模型对左右侧海马进行分割。对分割后的左右侧海马两组数据分别进行特征计算和特征选择,基于选择的特征建立logistic回归模型。结果 经过计算后两组数据分别得到385个特征。左右侧海马数据经过特征选择后分别剩下5个特征。右侧海马logistic回归模型评价指标的准确性、曲线下面积、特异度、灵敏度、阳性预测值、阴性预测值分别为0.69、0.74、50%、83%、68%、70%,左侧海马分别为0.75、0.83、79%、72%、81%、69%。结论 海马的影像组学特征具有作为诊断AD的生物标志物的潜力。左侧和右侧的海马影像组学模型有助于AD的诊断,其中左侧海马模型的诊断价值高于右侧。     

超声影像在新生儿常见疾病中的应用

随着超声仪器的性能和检查技术的进步，特别是高分辨力超声的应用，使超声诊断视野更加开阔，尤其在新生儿疾病诊断方面，越来越多的新生儿疾病被超声所发现。对新生儿疾病早期诊断和治疗是降低新生儿死亡率、减少后遗症的重要方法之一。因而我们在学习国内外先进经验的基...