CT与PET多模态影像组学在肺癌中的研究进展

CT与¹⁸F-脱氧葡萄糖(FDG)PET/CT已广泛应用于肺癌的诊断、疗效及预后评估和基因型的预测。影像组学高通量地提取病灶的定量图像特征，挖掘病灶的生物学信息，为临床诊断及治疗提供新的依据。目前，大量的研究结果表示PET或者CT影像组学，尤其是多模态的PET/CT影像组学对肺癌的各方面研究均具有重要意义。本文总结近年来CT及¹⁸F-FDG PET/CT影像组学在肺癌诊疗中的研究进展，并简要分析影像组学面临的挑战。     

非小细胞肺癌PET/CT表现与病理特征之间的相关性分析

目的探讨非小细胞肺癌PET/CT与病理特征之间的相关性。方法回顾性分析55例经病理证实的非小细胞肺癌患者的PET/CT与病理学资料,将肿瘤的PET/CT指标SUVavg、SUVmax与肿瘤的Ki-67、EGFR表达水平、MVD之间做相关分析。结果非小细胞肺癌的SUVmax与Ki-67之间呈正相关(r=0.73,P0.05),与MVD之间呈正相关(r=0.58,P0.05)。低分化非小细胞肺癌SUVmax值、EGFR突变率分别为10.92±2.14、69.6%,均大于高分化组(P0.05)。结论非小细胞肺癌的PET/CT表现与肿瘤的病理学特征具有一定关联,可通过SUV值评估肿瘤的细胞增殖水平、微血管密度与EGFR突变情况。     

基于18F-FDG PET影像组学区分结节/肿块性肺结核与非小细胞肺癌

目的:探讨18 F-FDG PET影像组学对结节性或肿块性肺结核(PTB)与非小细胞肺癌(NSCLC)鉴别诊断价值.方法:回顾分析本院行18 F-FDG PET/CT的PTB 40例与NSCLC 178例患者,所有患者均经病理证实,按照1:1比例分为训练集和验证集.使用Python软件从PET图像中提取影像组学特征.采...     

基于18F-PSMA-1007 PET/CT影像组学模型在前列腺癌与前列腺增生鉴别诊断中的价值

目的评估前列腺特异膜抗原(PSMA)PET/CT影像组学模型对前列腺癌和前列腺增生(BPH)鉴别诊断的价值。方法回顾性收集2020年5月至2022年9月在西安交通大学第一附属医院行前列腺穿刺活组织检查和18F-PSMA-1007 PET/CT显像的50例前列腺癌[年龄(70.0±8.8)岁]和25例BPH患者[年龄(66.9±9.4)岁]的资料, 采用随机种子数按7∶3分为训练集(n=53)和测试集(n=22)。基于PET/CT配准图像勾画前列腺ROI, 提取PET和CT影像组学特征, 使用最大相关最小冗余(mRMR)和最小绝对收缩和选择算子(LASSO)算法进行特征筛选。采用logistic回归分别构建PET和PET/CT影像组学模型。通过ROC曲线评价模型的诊断效能, 并与游离前列腺特异抗原(fPSA)/总前列腺特异性抗原(tPSA)比值、PET常规代谢参数以及前列腺癌分子成像标准化评估(PROMISE)等指标和参数进行比较(Delong检验)。结果 PET影像组学模型共纳入7个特征, PET/CT影像组学模型分别纳入3个CT特征和4个PET特征。训练集、测试集中PET和PET/C...     

基于非小细胞肺癌原发灶影像组学的隐匿性淋巴结转移预测

目的 基于非小细胞肺癌(NSCLC)原发灶的影像组学特征构建预测模型,预测NSCLC隐匿性淋巴结转移.方法 搜集曾行胸部薄层对比增强CT(CE-CT)扫描,表现为单发周围型病灶,无淋巴结转移提示,后行根治术,病理结果为有/无淋巴结转移的NSCLC患者.搜集患者的肿瘤CE-CT特征、影像组学特征以及临床特征.采用PCC法...     

影像组学在肺磨玻璃结节中的应用研究进展

影像组学能够从CT、MRI或PET/CT影像中高通量地提取和分析大量定量影像特征,可以提供肿瘤表型及病变微环境信息。目前肺磨玻璃结节（GGN）的影像组学研究主要集中在良恶性的鉴别、侵袭性或病理分型的判断及基因变化的预测。就肺GGN概述、影像组学的发展及在肺GGN中的应用研究进展予以综述。     

基于 18F-FDG PET影像组学预测非小细胞肺癌病理亚型

目的:探讨 18F-脱氧葡萄糖(FDG) PET影像组学特征在非小细胞肺癌(NSCLC)病理分型之间的差异,提高鉴别病理分型的能力。 方法:回顾分析2018年1月至2019年12月于华中科技大学同济医学院附属同济医院行 18F-FDG PET/CT的182例NSCLC患者[男109例,...     

影像组学在肺癌中的研究进展

影像组学(radiomics)技术在可视化、精准定量化以及人工智能技术的推动下,高通量地从CT、MRI、PET等方面提取并分析大量高级的定量影像学数据,最终通过肿瘤异质性对肿瘤诊断及鉴别诊断、分型及分期、转移、基因表达、疗效评估以及预后等方面展现出巨大的价值,加快了肿瘤学的临床和转化研究。本文从影像组学协助肺癌诊断、评估治疗反应及预测患者预后三方面进行论述,旨在提高对肺癌影像组学的认识。     

18F-FDG PET/CT代谢参数与非小细胞肺癌病理类型相关性的研究进展

肺癌是一种严重威胁人类生命健康的恶性肿瘤,其病理类型影响着治疗方案的制定及患者的预后。虽然肺癌的诊断和治疗取得了很大的进步,但是,仍有相当一部分患者因某些特殊情况无法明确组织病理学类型或亚型。18F-氟脱氧葡萄糖（FDG） PET/CT作为一种新型无创的影像学检查技术,可以直观地反映肿瘤代谢程度,其代谢参数与非小细胞肺癌（NSCLC）病理类型具有一定的相关性。影像组学是一个发展中的学科,旨在从医学图像中提取自动化的定量成像特征,并能无创地预测肺癌的病理类型。笔者就18F-FDG PET/CT在预测NSCLC病理类型中的应用及进展进行综述。     

基于18F-FDG PET/CT影像组学治疗前预测唾液腺癌颈部淋巴结转移

目的研究氟代脱氧葡萄糖正电子发射计算机断层显像(18F-FDG PET/CT)影像组学在预测唾液腺癌颈部淋巴结转移中的价值。方法对北京大学口腔医学68例唾液腺癌患者进行回顾性研究, 随机分为训练组(40例)、验证组(14例)和测试组(14例)。从PET图像中半自动勾画肿瘤原发病灶并提取影像组学特征。经过特征筛选和降维, 构建人工神经网络(ANN)预测模型。采用受试者操作特征(ROC)曲线、ROC曲线下面积(AUC)、准确度、灵敏度、特异度对模型预测性能进行评价, 采用Delong检验对各模型性能进行比较。结果基于影像组学特征构建的影像组学模型AUC为0.88(95%CI:0.78～0.95), 灵敏度为75%, 特异度为92.3%, 准确度为88.2%。结合PET/CT报告的淋巴结状态(cN)和影像组学特征构建的联合模型的AUC为0.97(95%CI:0.89～0.99), 灵敏度为87.5%, 特异度为100%, 准确度为97.1%。Delong检验显示联合模型与cN的差异具有统计学意义(Z=2.27, P<0.05), 影像组学模型与cN差异无统计学意义(P>0.05)...     

Usefulness of gradient tree boosting for predicting histological subtype and EGFR mutation status of non-small cell lung cancer on 18 F FDG-PET/CT

To develop and evaluate a radiomics approach for classifying histological subtypes and epidermal growth factor receptor (EGFR) mutation status in lung cancer on PET/CT images. PET/CT images of lung cancer patients were obtained from public databases and used to establish two datasets, respectively to classify histological subtypes (156 adenocarcinomas and 32 squamous cell carcinomas) and EGFR mutation status (38 mutant and 100 wild-type samples). Seven types of imaging features were obtained from PET/CT images of lung cancer. Two types of machine learning algorithms were used to predict histological subtypes and EGFR mutation status: random forest (RF) and gradient tree boosting (XGB). The classifiers used either a single type or multiple types of imaging features. In the latter case, the optimal combination of the seven types of imaging features was selected by Bayesian optimization. Receiver operating characteristic analysis, area under the curve (AUC), and tenfold cross validation were used to assess the performance of the approach. In the classification of histological subtypes, the AUC values of the various classifiers were as follows: RF, single type: 0.759; XGB, single type: 0.760; RF, multiple types: 0.720; XGB, multiple types: 0.843. In the classification of EGFR mutation status, the AUC values were: RF, single type: 0.625; XGB, single type: 0.617; RF, multiple types: 0.577; XGB, multiple types: 0.659. The radiomics approach to PET/CT images, together with XGB and Bayesian optimization, is useful for classifying histological subtypes and EGFR mutation status in lung cancer.     

CT影像组学预测局部进展期直肠癌新辅助治疗的效果

目的探讨CT影像组学在治疗前预测局部进展期直肠癌新辅助治疗效果的价值。资料与方法回顾性分析168例新辅助治疗后行根治术的局部进展期直肠癌患者,收集治疗前临床及CT资料,根据术后病理肿瘤退缩分级分组。采用A.K.软件提取CT影像组学特征并构建影像组学标签。通过多变量Logistic回归筛选疗效预测因子并构建诺莫图模型。利用ROC曲线评价模型诊断效能,并对模型进行内部验证、校准度评价及临床应用价值分析。结果每例患者各提取了396个CT影像组学特征,降维后筛选出6个与局部进展期直肠癌新辅助治疗效果高度相关的特征。联合独立预测因子影像组学标签、癌胚抗原≥3.4 ng/ml和临床T分期(cT4)构建的诺莫图模型ROC曲线下面积(0.881)高于影像组学标签(0.791),且具有较高的校准度、内部验证一致性及临床应用价值(P>0.05)。结论基于治疗前CT及临床资料构建的模型对局部进展期直肠癌新辅助治疗效果预测具有较高的预测效能,且联合预测模型的预测效能优于影像组学标签。     

Radiomics in Oncological PET/CT: Clinical Applications

¹⁸F–fluorodeoxyglucose (FDG) positron emission tomography/computed tomography (PET/CT) is widely used for staging, evaluating treatment response, and predicting prognosis in malignant diseases. FDG uptake and volumetric PET parameters such as metabolic tumor volume have been used and are still used as conventional PET parameters to assess biological characteristics of tumors. However, in recent years, additional features derived from PET images by computational processing have been found to reflect intratumoral heterogeneity, which is related to biological tumor features, and to provide additional predictive and prognostic information, which leads to the concept of radiomics. In this review, we focus on recent clinical studies of malignant diseases that investigated intratumoral heterogeneity on PET/CT, and we discuss its clinical role in various cancers.     

18F-FDG PET/CT在肺癌疗效评估中的价值

肺癌的精准分子靶向及免疫治疗的研究和临床应用已成为当前肺癌治疗领域的热点。18F-FDG PET/CT是结合形态学与分子代谢的影像学技术,与传统的影像学检查如CT、MRI相比,18F-FDG PET/CT能够及时反映肿瘤细胞的活性,对指导肺癌的精准放化疗及监测疗效有重要价值。笔者主要就18F-FDG PET/CT在肺癌病灶的靶区勾画、疗效评估及预后评价中的价值进行探讨。     

胸部CT瘤周影像组学在非小细胞肺癌精准诊疗中的应用与挑战

影像组学通过提取医学图像中感兴趣区的定量图像特征,并与肿瘤的生物学特征与异质性进行关联,为个性化精准诊疗提供了关键信息和依据。肿瘤周边蕴含了丰富的微观生物学信息,胸部CT瘤周影像组学通过挖掘肿瘤周围组织的深层异质性信息,为非小细胞肺癌患者提供定量的非侵入性评估方法,展现其在未来临床应用的广阔前景。相信随着计算机、医疗大数据的飞速发展,未来多中心、高质量、大样本数据等工作的深入开展,有望实现影像组学研究的规范化、可重复,推动影像组学研究的临床转化和应用,为肺癌患者精准诊断、治疗和随访等方面奠定基础。     

Einsatz der PET/CT zur Diagnostik und Therapiestratifizierung des Bronchialkarzinoms

With the introduction of positron emission tomography (PET) and more recently the hybrid systems PET/CT, the management of cancer patients in the treatment strategy has changed tremendously. The combination of PET with multidetector CT scanning enables the integration of metabolic and high resolution morphological image information. PET/CT is nowadays an established modality for tumor detection, characterization, staging and response monitoring. The increased installation of PET/CT systems worldwide and also the increased scientific publications underline the importance of this imaging modality. PET/CT is particular the imaging modality of choice in lung cancer staging and re-staging (T, N and M staging). The possible increased success of surgery in lung cancer patients and also the expected reduction in additional invasive diagnostics lead to benefits for both the individual patient and the healthcare system. In this review article PET and PET/CT is presented for diagnostic and therapeutic stratification in lung cancer. The fundamentals of glucose metabolism, staging, tumor recurrence and therapeutic monitoring are presented.     

18F-FDG PET/CT预测非小细胞肺癌EGFR基因突变状态的新进展

肺癌是全球第2大常见癌症,其中非小细胞肺癌（NSCLC）为主要类型。在NSCLC的发展中,表皮生长因子受体（EGFR）起重要作用,并成为NSCLC治疗中的重要靶点。EGFR酪氨酸激酶抑制剂已被广泛用于NSCLC的靶向治疗中,并被证明可以有效延长EGFR基因突变患者的生存期,其疗效和预后与EGFR基因突变状态密切相关,18F-氟脱氧葡萄糖（FDG）PET/CT显像可以非侵入性地对NSCLC进行评估,在预测NSCLC的EGFR基因突变状态方面有重要意义。笔者就近期与EGFR基因突变状态相关的18F-FDG PET/CT代谢参数、影像组学研究新进展作一综述。     

Synchronous Bronchioloalveolar and Squamous Cell Lung Cancer With Different 18F-FDG Avidity on PET/CT

ABSTRACT: We report a case of synchronous multiple primary lung cancer diagnosed by F-FDG PET/CT. A 78-year-old man underwent staging FDG PET/CT that demonstrated intense tracer uptake in the primary, and a second lesion with low uptake. Histopathologic evaluation revealed synchronous squamous cell and bronchioloalveolar carcinoma, representing 2 distinct primaries. FDG PET/CT may identify and diagnose synchronous multiple primary lung cancer on the basis of different morphologic and metabolic features of distinct tumor entities. Moreover, pulmonary lesions with low FDG avidity may still represent malignant disease, even in the context of biopsy-proven FDG-avid lung cancer.