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基于胸部增强CT影像组学模型用于胸腺瘤分类的研究
蒋佻宴, 贾田颖, 张琴
中国癌症杂志    2024, 34 (6): 581-589.   DOI: 10.19401/j.cnki.1007-3639.2024.06.006
摘要   (240 HTML8 PDF(pc) (1148KB)(1030)  

背景与目的:胸腺瘤术前分类对治疗决策很有帮助,但获取存在一定困难。本研究旨在建立基于增强对比计算机体层成像(contrast-enhanced computed tomography,CECT)影像组学的胸腺瘤风险分类训练模型,并验证其性能、可靠性和泛化能力。 方法:本回顾性队列研究分析了在上海交通大学医学院附属胸科医院2008年1月—2017年12月接受胸腺瘤切除手术的患者(Masaoka-Koga Ⅰ~Ⅲ期)的临床资料。将患者随机分层为训练组(80%)和测试组(20%),将术后病理学检查结果作为金标准。低风险组织学类型包括A、AB和B1。高风险组织学类型包括B2和B3。手动分割术前CECT图像相关肿瘤区域并提取影像组学特征。使用最小绝对收敛和选择算子(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)回归进行特征选择,并将临床特征添加到联合模型中。模型性能指标包括受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线的曲线下面积(area under curve,AUC)、灵敏度和特异度。结果:共纳入478例患者(平均年龄51.3±12.3岁,男性占48.1%)。临床模型、基于CECT的影像组学模型和在测试集上使用临床和CT特征的模型AUC分别为0.666、0.831和0.850。性能最佳的模型的灵敏度为0.829,特异度为0.764。结论:基于术前CECT的影像组学模型在胸腺瘤风险分类中表现良好。



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图2 使用LASSO回归算法进行特征选择以及基线 logistic 回归模型的性能
正文中引用本图/表的段落
本研究中主要采用CT机型:Brilliance 64(荷兰飞利浦公司,n=200)、iCT 256(荷兰飞利浦公司,n=95)、Ingenuity CT(荷兰飞利浦公司,n=34)、Discovery CT750 HD(通用电气医疗系统,n=50)和uCT S-160(上海联影医疗有限公司,n=99)。管电压设定为120 kVp,管电流150 mAs或自动管电流调控。所有图像在注射2 mL/kg体重的碘帕米醇注射液(Iopamiro?,300 mg I/mL;上海百浩信制药有限公司)后60秒扫描,扫描后重建矩阵512×512,扫描层厚为5 mm,准直器宽度64×0.625或128×0.625等,螺距0.915或0.516等,所有图像都采用标准算法重建。
从每个肿瘤ROI中提取851个影像学特征。717个特征显示了良好的观察者一致性(ICC ≥0.75),581个特征显示了非常好的一致性(ICC ≥ 0.9)。当λ值从0.01变化到0.1时,所选择的特征数量从44减少到3。在CV中,LogReg模型的平均准确率范围为0.737 ~ 0.774,并在4个和14个特征处显示了两个局部极大值(图2)。分别使用4个和14个特征训练了分类模型。最终的组合选择了4个特征,充分考虑其对过度拟合的鲁棒性。
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