基于CT影像组学的计算机辅助鉴别周围型肺癌与肿块/结节型肺结核的研究

来源 :大连医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xinxinxiangrong1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目的:通过影像组学方法对周围型肺癌和肿块/结节型肺结核CT影像进行辅助鉴别。研究与方法:回顾性收集辽宁省肿瘤医院2017年8月到2018年12月及沈阳市胸科医院2017年9月到2018年10月经病理证实为周围型肺癌的患者206例,肺结核的患者277例,共483例患者。对患者肺窗CT影像通过ITK-SNAP软件进行病灶区域(Region of interest,ROI)人工分割,然后通过Pyradiomics软件对得到的ROI提取影像组学特征,训练构建四种分类器模型,即支持向量机(Support Vector Machine,SVM)、随机森林(Random forest,RF)、logistic回归分析(Logistic Regression,LR)及朴素贝叶斯(Naive Bayesian,NB)模型,并绘制ROC曲线(receiver operating characteristic curve),以评估模型对周围型肺癌和肿块/结节型结核的辅助鉴别能力。再通过箱式图及Delong检验进行评价模型的性能。采用基于Inception v3、VGG 16和VGG 19框架的卷积神经网络(Convolutional neural network,CNN)对数据进行自动学习和分析,鉴别周围型肺癌和肿块/结节型肺结核,绘制ROC曲线。最后,通过语义分割网络(U-Net)模型,对CT影像中的病灶区域进行自动分割,以期减少医生手动勾画的工作量。结果:本研究共纳入483例病例,其中肺癌206例,肺结核277例。1.周围型肺癌组年龄分布为(60.8岁±8.2)岁,其中男性患者113例,女性患者93例,病灶有毛刺192例,分叶138例,胸膜凹陷158例,空洞82例,钙化15例;肿块/结节型肺结核组年龄分布为(43.9岁±16.5)岁,其中男性患者189例,女性患者88例,病灶有毛刺266例,分叶116例,胸膜凹陷251例,空洞115例,钙化129例。2.周围型肺癌组与肿块/结节型肺结核组在分叶、胸膜凹陷、钙化上存在统计学差异(P<0.05),而两组在毛刺、空洞上无明显的统计学差异(P>0.05)。3.从图像中提取特征,并用双样本t检验选出具有显著统计学差异的特征,最终得到20个特征(P<0.05),再用extra Tree提取出这20个特征。建立SVM、RF、LR及NB四种预测模型,鉴别周围型肺癌和肿块/结节型肺结核。SVM、RF、LR及NB模型在测试集的AUC(Area Under Curve,ROC)曲线下方的面积大小)分别为0.96、0.96、0.97及0.92;敏感度(Sensitivity,SEN)分别为0.78、0.76、0.79及0.69,LR模型表现最好。4.通过箱型图的影像组学评分结果可以看出LR,RF,SVM三种模型明显优于NB模型;Delong检验结果说明LR,RF,SVM三种模型明显优于NB模型。5.通过CNN建立的inception v3、VGG 16、VGG 19三种模型,得出测试集的AUC分别为0.92、0.94、0.94,敏感度分别为0.89、0.83、0.86。6.通过U-Net网络学习来自动分割输出的肺癌及肺结核CT图像的ROI图像,与人工勾画比较,边缘更细致,但也存在一些问题。结论:基于胸部CT平扫提取的影像组学特征在鉴别周围型肺癌、肿块/结节型肺结核两种疾病具有一定价值。卷积神经网络对于鉴别周围型肺癌、肿块/结节型肺结核也有较高的应用价值。这两种方法均可以实现对周围型肺癌与肿块/结节型肺结核快速无创性的鉴别诊断,对临床医生的诊断和治疗提供了很大的帮助,为患者减轻病痛及经济负担,提高生活质量;U-Net可以较准确地实现对结节区域的自动勾画,提示影像组学方法是计算机辅助肺部医学影像分析的重要发展方向。
其他文献
目的:通过对肺炎患儿进行刮痧干预,观察患儿经过干预后的体温变化,进一步分析膀胱经刮痧对儿童肺炎的即时退热疗效和持续退热疗效。同时通过对治疗前后肺炎患儿内生致热原含量变化的统计分析,初步探讨膀胱经刮痧对儿童肺炎退热机制,为其临床推广提供试验依据。方法:选取2018年7月至2019年6月北京中医药大学东方医院儿科病房及门诊符合纳入标准的受试者100例作为研究对象,随机分成观察组与对照组各50例,脱落1
我国地域辽阔,在漫长的历史发展过程中使南北方各民族服饰形成了独特的艺术风格。东北区域的少数民族主要的居住方式为:大分散、小聚居,这些民族生活的环境相对较小,相互影响小。从最初的个体一步步的推进,渐渐形成独特的地域文化并传承至今,因此也就成就了如今各民族多样化的服饰特点。这种服饰特点在相对区域中,经过长时间的文化积累,成为了具有该民族文化特色的符号代表。东北区少数民族在地理、政治、经济等因素影响下所
"意境"是艺术辩证法的基本范畴之一,也是中国传统美学着重研究的问题。中国古典建筑是"意境"的物质载体。中国人习惯借以建筑空间设计和建筑形式美诸要素的延伸和拓展来演绎
2021年3月9日,一张警情通报截图在网络上流传,引发网友关注。这条警情通报显示,中南财经政法大学的一名博士生,3月8日接到自称是银监会工作人员的电话,对方以其网上有贷款记
一、世界级先进制造业集群培育初露峥嵘先进制造业集群是现代产业发展的重要组织形式,不仅是地区经济发展的主导力量,而且是国际经济竞争的战略性力量。党的十九大报告明确提
第一部分:理论研究西方医学中定义的支气管哮喘归属于中医学“哮病”的范畴,因患者先天禀赋异常、痰浊内伏、伏痰引动而发病。2012年《支气管哮喘中医诊疗专家共识》中将哮病
人免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus, HIV)被认为是引起人获得性免疫缺陷综合症(acquired immunodeficiency syndrome, AIDS)的最原始病原体,它是一种感染人体免疫
在全党开展党史学习教育,是以习近平同志为核心的党中央立足党的百年历史新起点、统筹中华民族伟大复兴战略全局和世界百年未有之大变局、为动员全党全国满怀信心投身全面建
报纸
随着交通压力的日益增加,智能交通系统(ITS)孕育而生。车载无线通信是智能交通系统应用的一个重要环节。车载无线通信网络设计需要立足于能够准确描述无线信道物理特征的信道
当下教育事业从各个层面紧跟社会共同发展,国家层面越来越注重高中学生的发展。就当下高中思想政治教学的发展来看,国家教育部门关注学生的自身素养;将核心素养理念贯彻到高