基于IVIM多参数MRI影像组学术前预测直肠癌T分期

【摘要】目的：探讨基于术前体素内不相干运动（IVIM）功能图像和高分辨T2WI图像建立的多参数影像组学模型对直肠癌术前T分期的预测价值。方法：回顾性分析行直肠高分辨率MRI和IVIM扫描,并在2周内进行手术且经病理证实的83例直肠癌患者的临床及影像资料。以7:3的比例将83例患者随机分为训练组和验证组（分别为58例和25例）。由两位放射科医师使用ITK-Snap软件分别在DWI（b=1000s/mm2）、高分辨率T2WI序列图像上对肿瘤原发灶边缘进行三维勾画,并将DWI-ROI映射到IVIM序列（ADCmap、Dmap、fmap）图像上。使用RIAS软件进行特征提取和分析建模,从高分辨率T2WI、DWI、ADCmap、Dmap、fmap序列的每个ROI中分别提取1427个组学特征,每例患者的图像共提取7135个组学特征。通过最小绝对收缩算子算法（LASSO）选择单序列中预测价值最高的影像组学特征,采用逻辑回归模型进行单序列Rad评分的建立;将每个单序列降维后得到的影像组学特征进行融合,再次使用LASSO算法进行降维,最终得到多序列中最有价值的影像组学特征32个,同样采用逻辑回归模型构建多序列融合T分期预测R评分。结果：T1、T2、T3、T4期直肠癌患者例数分别为6、16、47、14例。使用逻辑回归模型建立了单序列及联合序列Rad评分,其中联合序列Rad评分的诊断效能最佳,其在验证组中的ROC曲线下面积为0.929（95％CI：0.78~1.00）,敏感度、特异度分别为0.81、0.75。结论：基于IVIM功能图像和高分辨率T2WI图像建立的多参数影像组学模型对术前预测直肠癌T分期具有一定价值。     

基于高分辨T2WI的影像组学对直肠癌术前分期的应用价值

【摘要】目的：探讨基于高分辨T2WI影像组学在直肠癌术前T分期中的应用价值。方法：回顾性分析2017年1月-2018年12月在上海长海医院经手术病理证实且术前行3T磁共振高分辨T2WI的直肠癌患者资料。根据病理T分期结果将T1和T2期患者归为未突破肌层组,T3和T4期患者归为突破肌层组。在高分辨T2WI图像上手动勾画病灶ROI后提取影像组学特征,之后采用LASSO算法进行降维选择出对病理T分期有价值的特征。将所选样本按7:3的比例随机分为训练集与验证集进行机器学习,构建支持向量机（SVM）分类器模型,得到训练集和验证集的ROC曲线下面积（AUC）、敏感度、特异度及95%置信区间。结果：纳入病例共154例,男92例,女62例,平均年龄(56.5±10.2)岁,其中T1期26例,T2期41例,T3期76例,T4期11例。训练集106例（未突破肌层组46例,突破肌层组60例）,验证集48例（未突破肌层组21例,突破肌层组27例）。LASSO算法筛选出5个与T分期相关特征。得到SVM模型验证集的AUC、95%CI、敏感度及特异度分别为0.730、0.583~0.848、73.1%、66.7%。结论：基于高分辨T2WI的影像组学SVM模型可以判断直肠癌病灶是否突破固有肌层,对于直肠癌术前T分期具有较高的参考价值。     

磁共振影像组学对直肠癌新辅助治疗后病理完全反应的评估价值

目的:探讨基于M R T2 WI的影像组学方法对直肠癌接受新辅助治疗(nCRT)后病理完全反应(pC R)状态的评估价值.方法:回顾性分析2019年1月-2020年12月在我院接受新辅助放化疗(nCRT)后行手术切除的99例局部进展期直肠癌(locally-advanced rectal cancer,LARC)患者的...     

基于多参数MRI影像组学列线图预测直肠癌PD-1表达状态

目的 使用多参数MRI影像组学列线图预测直肠癌患者肿瘤细胞程序性死亡受体1(PD-1)表达状态。方法 回顾性的纳入病理确诊的168例直肠腺癌患者,均接受术前多参数MRI检查与术后PD-1免疫组织化学分析。按7∶3的比例随机分为训练组(n=118)和测试组(n=50)。构建并比较T₂WI、DWI及T₂WI+DWI影像组学模型的性能。根据单、多因素逻辑回归筛选出临床独立危险因素建立临床模型。最后将最佳影像组学评分结合临床特征以构建联合模型,并将其展现为可视化列线图。以受试者曲线下面积(AUC)、校准曲线及决策曲线评估模型的临床价值。结果 经特征筛选最终T₂WI、DWI、T₂WI+DWI序列分别保留8、5、9个影像组学特征,各模型训练集和测试集中的PD-1表达的效能由AUC评估(测试集中,T₂WI为0.64,DWI为0.66,T₂WI+DWI为0.74),组合模式明显优于单一成像方式。临床T、N分期为独立危险因素(P<0.05),其临床模型AUC值为0.6...     

双参数MRI影像组学机器学习预测前列腺癌T分期价值研究

目的:探讨双参数MRI影像组学的机器学习在预测前列腺癌T分期方面的临床应用价值.方法:选择前列腺癌217例,其中T分期为低危组155例,高危组62例.收集所有入组病例的临床及MRI影像学资料,由2名经验丰富的放射科医师与病理科医师共同讨论后,选取每例患者具有最高Gleason评分的临床显著癌进行靶病灶分析,手动勾画前列...     

基于MRI影像组学构建新辅助放化疗后局部进展期直肠癌的预测模型

目的 探讨MRI影像组学模型、临床模型和综合模型对局部进展期直肠癌(LARC)新辅助放化疗(n CRT)疗效的预测价值。资料与方法 回顾性收集2017年1月—2021年12月在河南中医药大学第一附属医院行n CRT后行根治性手术的140例LARC患者的临床病理和影像资料,其中病理完全缓解(p CR)108例、无病理完全缓解(np CR)32例,以7∶3随机分为训练组99例和验证组41例。所有患者治疗前均行直肠MRI检查,收集、提取并筛选患者的：(1)临床特征,包括年龄、性别、癌胚抗原、糖类抗原199、血管通透性参数(K^trans、K_ep、V_e)等;(2)MRI影像组学特征;构建临床模型、影像组学模型及影像组学标签与临床特征相结合的综合模型。采用受试者工作特征曲线下面积(AUC)评估临床、影像组学和综合模型的预测效能,采用决策曲线分析法评价3种模型的临床获益情况,并构建疗效预测的诺模图。结果 训练组中,pCR和np CR患者的K_ep差异有统计学意义(t=3.862,P<0.000 1);验证组中...     

多方位MRI影像组学预测局部进展期直肠癌新辅助放化疗疗效

目的:采用MRI影像组学方法,提取局部进展期直肠癌(LARC)病灶影像组学特征,并联合临床及常规影像特征构建预测模型,探讨模型对新辅助放化疗(nCRT)疗效的预测效能。方法:回顾性分析209例LARC患者nCRT前的临床及影像资料。LARC患者在nCRT后6～8周行全系膜切除术(TME),并评估肿瘤病理退缩分级(TRG)。按疗效分为nCRT反应良好组(TRG0～1级)和反应不良组(TRG2～3级),按照1:1随机分为训练组和验证组对模型进行内部验证。手动勾画T₂WI序列横轴面(TRA)、矢状面(SAG)及冠状面(COR)图像提取影像组学特征,采用LASSO回归筛选特征并构建影像组学标签。通过多因素logistics分析筛选nCRT疗效的独立预测因子并构建联合预测模型,采用ROC曲线及校正曲线对模型进行评估,并使用临床决策曲线评价模型的临床价值。结果:209例患者中nCRT反应良好组61例,反应不良组148例。T₂WI序列横轴面、矢状面、冠状面图像各提取379个影像组学特征,ICC为0.9的特征中TRA 96个,SAG 88个,COR 91个。...     

基于高分辨T2WI的影像组学中不同分割方法对直肠癌术前T分期的影响

目的:探讨不同分割方法对基于高分辨T2加权成像(T2WI)的影像组学中直肠癌病灶特征提取稳定性以及术前T分期诊断效能的影响.方法:回顾性分析我院2017年1月至2018年12月收治的经术后病理证实且术前行3.0 T磁共振高分辨T2WI检查的直肠癌患者资料,依时间顺序分别纳入训练集及测试集.根据病理结果将T1-2期患者归...     

基于STIR-MRI的影像组学模型评估原发性下肢淋巴水肿的临床分期

【摘要】目的：探讨MRI影像组学模型对原发性下肢淋巴水肿（PLEL）临床分期的评估价值。方法：回顾性搜集2018年1月－2019年12月在本院就诊的132例单侧PLEL患者的临床和影像资料。依据2020年国际淋巴协会（ISL）淋巴水肿临床分期标准,Ⅰ期45例,Ⅱ期51例,Ⅲ期36例。将STIR序列原始图像导入深睿多模态科研平台,连续选择10层肢体肿胀最严重的横轴面图像,逐层在皮下软组织区域内的水肿区手动勾画ROI,提取影像组学特征1743个。采用相关性分析及F-Test算法进行特征的筛选,然后采用logistic回归分类器分别建立Ⅰ期与Ⅱ期、Ⅱ期与Ⅲ期的分类模型,并采用ROC曲线评价模型的鉴别效能。采用决策曲线分析（DCA）评估模型的临床实用性。结果：鉴别Ⅰ期与Ⅱ期,共筛选出10个组学特征构建预测模型,其在训练集中的AUC为0.935（95%CI：0.886~0.983）,在验证集中的AUC为0.917（95%CI：0.858~0.975）。鉴别Ⅱ期与Ⅲ期,共筛选出10个组学特征用于建模,其在训练集中的AUC为0.838（95%CI：0.749~0.927）,在验证集中为0.760（95%CI：0.654~0.866）。DCA验证了影像组学模型鉴别PLEL临床分期的临床实用性。结论：基于下肢MRI建立的影像组学模型可较准确地评估PLEL的严重程度,与PLEL的临床分期一致性高。     

基于多序列MRI影像组学模型预测脑膜瘤病理分级的价值

【摘要】目的：探讨基于多序列MRI影像组学模型预测脑膜瘤病理分级的价值。方法：回顾性分析经手术病理证实的215例脑膜瘤患者的临床及MRI资料。其中,低级别组174例,高级别组41例。将所有患者按照7∶3的比例随机分为训练组和验证组。采用ITP-SNAP软件,分别在T2WI、DWI和对比增强T1WI图像上勾画肿瘤的三维ROI,使用AK软件提取影像组学特征。采用Spearman相关性分析及多元Logistic回归分析筛选组学特征并构建影像组学标签。使用ROC曲线下面积（AUC）评价影像组学模型的预测效能。结果：高级别组与低级别组之间年龄和性别构成的差异均无统计学意义（P>0.05）。基于T2WI、DWI和对比增强T1WI的单序列及多序列联合影像组学模型预测高、低级别脑膜瘤的AUC均大于0.700。基于单序列的影像组学模型中,增强T1WI在训练组和验证组的AUC分别为0.942和0.913,均高于其它两个序列。基于MRI多序列联合的影像组学模型预测高、低级别脑膜瘤的AUC值最高,在训练组的AUC为0.950,在验证组的AUC为0.923。结论：MRI影像组学模型能够预测脑膜瘤的病理分级,尤其是多序列联合的影像组学模型对脑膜瘤病理分级具有较高的预测效能。     

高分辨T2WI影像组学列线图对直肠癌同时性肝转移的预测价值

目的:探讨基于高分辨T2WI图像的影像组学列线图预测直肠癌同时性肝转移的价值.方法:回顾性分析2018年1月至2019年5月期间在我院接受磁共振高分辨T2WI成像检查的127例直肠癌患者.在直肠高分辨T2WI图像上手动勾画病灶容积感兴趣区后提取影像组学特征,采用最小绝对收缩与选择算子(LASSO)算法进行降维,选择对预...     

基于MR T2WI的影像组学对直肠癌新辅助治疗疗效的评估

目的:探讨基于高分辨T2WI的影像组学模型对评估直肠癌新辅助治疗疗效的价值.方法:回顾性分析2018年1月-2018年12月经手术病理证实且在接受新辅助治疗前、后均行MRI检查的80例直肠癌患者的病例资料.根据术后病理检查确定的肿瘤退缩分级(TRG),将TRG为0、1级者纳入疗效良好组,2、3级者纳入疗效不良组.在高分...     

多参数MRI影像组学模型对进展期鼻咽癌局部复发的预测价值

目的：探讨多参数磁共振成像（magneticresonanceimaging,MRI）影像组学模型对进展期鼻咽癌（nasopharyngeal carcinoma,NPC）局部复发的预测价值。方法：回顾并分析经病理学检查证实的86例进展期NPC的临床及影像学资料,将35例经病理学检查证实复发的患者列入复发组,51例随访无复发的患者列入无复发组。所有患者均行MRI扫描,采集初诊、放疗结束时及放疗后6个月共3个时间点的轴位T1加权成像（T1-weighted imaging,T1WI）增强扫描、T2加权成像（T2 weighted imaging,T2WI）-短时间反转恢复（short time inversion recovery,STIR）,采用Spearman相关分析提取特征参数,回归特征消除（recursive feature elimination,RFE）算法对冗余特征进行降维,再通过Ridge Classifier分类器学习得到预测模型,5折交叉验证法训练并验证模型。结果：进展期NPC复发组的复发间隔时间为7～61个月,中位时间为24个月。基于3个时间点T2WI-STIR及T...     

多模态功能成像及影像组学预测直肠癌放化疗疗效研究进展

既往常规影像技术及直肠指检、内窥镜等检查主要基于肿瘤形态学信息对直肠癌新辅助放化疗进行疗效预测,效果欠佳。而弥散加权成像(diffusion-weighted, DWI)、动态对比增强(dynamic contrast-enhanced, DCE)和正电子发射型计算机断层显像(positron emission com...     

基于MRI影像组学模型与临床模型预测乳腺癌新辅助化疗病理完全缓解效能分析

目的 比较基于动态增强磁共振成像（DCE-MRI）、表观扩散系数（ADC）图的影像组学模型以及基于临床特征模型预测乳腺癌新辅助化疗(NAC)病理完全缓解（PCR）的效能。 方法 回顾性收集91例行乳腺癌NAC并有疗效病理评估结果的女性病人,平均年龄（48.45±9.49）岁。将91例病人按照7∶3比例分为训练组（63例）和验证组（28例）。2组均进行NAC疗效病理评估,训练组中PCR者16例、病理部分缓解（PPR）者47例,验证组中PCR者7例、PPR者21例。所有病人均在NAC前行DCE-MRI和扩散加权成像（DWI）检查。采用单因素Logistic回归对病人年龄、雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）、人表皮生长因子受体2（HER-2）、肿瘤增殖细胞核抗原（Ki-67）表达状态进行分析,然后基于有统计学意义的临床特征建立临床模型。提取并筛选影像组学特征,采用多元Logistic回归构建DCE模型和ADC模型,计算相应模型影像组学评分（DCE-Radscore和ADC-Radscore）。采用t检验、卡方检验或Fisher确切概率检验比较训练组和验证组中PCR者和PPR者间的临床特征和影像组学评分。采用受试者操作特征（ROC）曲线评估模型的预测效能,并计算其敏感度、特异度和曲线下面积（AUC）。采用决策曲线评估模型的临床应用价值。 结果 训练组中,PCR者的ER、PR阴性率、DCE-Radscore均高于PPR者（均P<0.05）,并在验证组中得到验证（P<0.05）。训练组中PCR者的ADC-Radscore高于PPR者（P<0.05）,但未得到验证组验证（P>0.05）。训练组中,临床模型预测PCR的AUC值（0.823）及敏感度（0.875）最高,其次是ADC模型,DCE模型最低（AUC为0.750,敏感度为0.688）。验证组中,临床模型预测PCR的AUC值最高（0.793）而敏感度（0.571）最低,ADC模型AUC（0.639）最低但敏感度(1.000)最高。决策曲线分析显示应用临床模型具有最大的净获益,其次是ADC模型,DCE模型最低。 结论 ADC模型、DCE模型和临床模型均能预测PCR,其中临床模型预测效能和净获益最高。     

多参数磁共振组学预测甲状腺乳头状癌淋巴结转移的价值

目的:探讨基于术前原发肿瘤的多参数磁共振图像所构建的组学模型在预测甲状腺乳头状癌颈部淋巴结转移中的价值。方法:回顾性分析129例病理证实的甲状腺乳头状癌术前磁共振资料。从T₂WI、DWI、多期T₁WI增强图像中提取影像组学特征,按照7:3比例随机将129例患者为训练组和验证组,在训练集中采用最小冗余最大关联度(mRMR)和最小绝对收缩选择算子(LASSO)筛选最优影像组学特征,构建组学特征模型。采用受试者操作特征(ROC)曲线评价多参数磁共振组学模型术前预测颈部淋巴结转移的预测效能,并在验证集中验证。结果:分别从T₂WI、DWI、多期T₁WI增强提取396个影像组学特征,经预处理及筛选最终获得18个最佳组学特征,根据最优影像组学特征及相应权重系数建立影像组学预测模型并计算影像组学评分,训练组和验证组中影像组学评分淋巴结转移组高于无淋巴结转移组。训练组的AUC值为0.92,敏感度为83.3%,特异度为88.9%,验证组的AUC值为0.80,敏感度为78.9%,特异度为77.8%。结论:基于多参数磁共振...     

基于影像组学模型预测胶质母细胞瘤患者术后一年死亡风险

目的 开发新的临床影像组学列线图模型,用于对胶质母细胞瘤患者术后1年死亡风险进行预测,为胶质母细胞瘤患者的预后提供指导。方法 纳入100例胶质母细胞瘤患者,分成训练组(n=50)和验证组(n=50)。开发一种纳入患者相关临床因素和MRI影像组学特征的列线图。提取患者增强扫描感兴趣区的影像组学特征,通过最小绝对收敛和选择算子(LASSO)筛选出用于建模的特征,并计算出影像组学评分。单因素多因素分析寻找有意义的临床变量。建立单独基于影像组学评分构建的单一模型以及基于临床变量和影像组学评分构建的联合模型。在训练组和验证组中分别使用ROC曲线、临床决策曲线对两种模型进行评价,筛选出最优模型用于指导临床。结果 从胶质母细胞瘤患者增强图像的感兴趣区筛选出有意义的影像组学特征并计算出影像组学评分。从患者相关临床因素中筛选出2个独立危险因素,分别为病灶水肿程度和病灶有无出血。联合模型的AUC在训练组和验证组中分别为0.890和0.879。单一模型的AUC在训练组和验证组中分别为0.842和0.798。临床决策曲线说明模型具有较高的临床实用性。结论 联合模型优于单一模型。结合影像组学评分和相关临床变量构...