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第一部分CT采集和重建参数对肺结节影像组学特征稳定性的影响目的:探讨CT重建算法、辐射剂量和对比剂3种参数对肺结节影像组学特征稳定性的影响。方法:前瞻性选取96例患者共计150枚肺结节,对同一例患者的肺结节的原始图像重建后共获得6种不同参数的序列,使用ITK-SNAP软件分别对不同序列的肺结节进行分割,将所有扫描数据通过美国GE公司的A.K.(Analysis Kit)软件进行肺结节影像组学特征提取,通过组内相关系数选取复测信度好的影像组学特征,使用R语言统计学软件对特征参数进行分析,将不同序列的所有特征值配对比较,分别统计改变采集和重建参数导致变化的影像组学特征,比较不同采集和重建参数对肺结节影像组学特征稳定性的影响。结果:150例肺结节共提取391个影像组学特征,选取经过复测组内相关系数大于0.75的320个特征纳入进一步分析。分别改变重建算法、辐射剂量和对比剂,发生变化的影像组学特征范围分别为25.6%~38.4%、47.2%~63.1%和46.9%~54.1%。对比剂使肺结节影像组学特征发生变化的数目略多于辐射剂量(P=0.08);辐射剂量和对比剂使肺结节影像组学特征发生变化的数目均高于重建算法(P<0.01,P<0.01)。同时改变重建算法、辐射剂量和对比剂3种参数,66.6%(213/320)的影像组学特征发生了变化,其中包括26.7%(4/15)的形态学特征、95.0%(38/40)的直方图特征和64.5%(171/265)的纹理特征,直方图特征和纹理特征发生变化的百分比均高于形态学特征(P<0.01,P<0.01)。当辐射剂量与对比剂均改变时,FBP算法获得的肺结节影像组学特征发生变化的数目略少于50%ASiR-V算法(P=0.67)。结论:CT重建算法、辐射剂量和对比剂会影响肺结节的CT影像组学特征,辐射剂量和对比剂对影像组学特征的稳定性影响大于重建算法。直方图特征和纹理特征较形态学特征更容易受到CT采集和重建算法的影响。当辐射剂量和对比剂参数同时改变时,FBP重建算法获得的影像组学特征的稳定性略优于50%ASiR-V算法。在影像组学分析中应充分考虑到这些参数的影响。第二部分不同密度类型肺结节CT影像组学特征稳定性的比较目的:比较纯磨玻璃密度、部分实性和实性肺结节之间CT影像组学特征稳定性的差异。方法:前瞻性选取纯磨玻璃密度肺结节、部分实性肺结节和实性肺结节各50枚,对同一例患者肺结节的原始图像重建后共获得6种不同参数的序列,使用ITK-SNAP软件分别对不同序列的三种密度肺结节进行分割,将所有扫描数据通过美国GE公司的A.K.(Analysis Kit)软件进行肺结节影像组学特征提取,通过组内相关系数选取复测信度好的影像组学特征。使用R语言统计学软件对特征参数进行分析,将不同序列的所有特征值配对比较,分别统计改变采集和重建参数导致不同密度肺结节变化的影像组学特征的数目,比较不同密度肺结节间影像组学特征稳定性的差异。结果:(1)改变CT采集和重建参数对不同密度肺结节影像组学特征稳定性的影响①对于纯磨玻璃密度肺结节,分别改变重建算法、辐射剂量和对比剂使影像组学特征发生变化的范围为10.6%~40.3%、30.9%~46.3%和50.6%~64.1%。重建算法使纯磨玻璃密度肺结节发生变化的特征少于辐射剂量(P<0.01);辐射剂量使纯磨玻璃密度肺结节发生变化的特征少于对比剂(P<0.01);重建算法使纯磨玻璃密度肺结节发生变化的特征少于对比剂(P<0.01)。②对于部分实性肺结节,分别改变重建算法、辐射剂量和对比剂使影像组学特征发生变化的范围为10.0%~14.1%、8.4%~23.8%和13.8%~1 7.5%。重建算法使部分实性结节发生变化的特征少于辐射剂量(P<0.01);对比剂使部分实性结节发生变化的特征少于辐射剂量(P<0.01);重建算法使部分实性结节发生变化的特征略多于对比剂(P=0.91)。③对于实性肺结节,分别改变重建算法、辐射剂量和对比剂影像组学特征发生变化的范围分别为34.7%~47.7%、20.0%~42.2%和41.3%~55.9%。重建算法使实性肺结节发生变化的特征多于辐射剂量(P<0.01);对比剂使实性肺结节发生变化的特征多于辐射剂量(P<0.01);重建算法使实性肺结节发生变化的特征略少于对比剂(P=0.21)。(2)不同密度肺结节间影像组学特征稳定性的差异改变重建算法、辐射剂量和对比剂参数的12组序列比较中有8组序列比较得到相同的结果,即在改变相同参数的情况下,纯磨玻璃密度肺结节和实性肺结节的影像组学特征稳定性相差不大(P>0.05),部分实性肺结节影像组学特征的稳定性优于纯磨玻璃密度肺结节和实性肺结节(P<0.05)。(3)改变参数后三种不同密度肺结节发生变化的影像组学特征类型比较对结果一致的8组序列比较进行亚组分析,三种不同密度肺结节间稳定性差异性的主要表现为纹理特征的差异,且在参数变化时部分实性肺结节发生改变的纹理特征少于纯磨玻璃密度肺结节和实性肺结节。结论:重建算法、辐射剂量和对比剂,对不同密度肺结节影像组学特征产生影响不尽相同。对于纯磨玻璃密度肺结节,对比剂对其影像组学特征特征稳定性的影响最大,其次是辐射剂量,重建算法对其影像组学特征特征稳定性的影响最小;对于部分实性肺结节,辐射剂量对其影像组学特征稳定性的影响大于重建算法和对比剂;对于实性肺结节,重建算法和对比剂对影像组学特征稳定性的影响大于辐射剂量。在改变相同参数的情况下,纯磨玻璃密度肺结节和实性肺结节之间影像组学特征稳定性基本相同,而部分实性肺结节的影像组学特征稳定性要优于纯磨玻璃密度肺结节和实性肺结节,且三种不同密度肺结节间稳定性差异主要体现在纹理特征,提示未来在对亚实性肺结节的影像组学研究中,宜将纯磨玻璃密度肺结节和部分实性肺结节分开进行研究。