肺结节CT影像组学特征的稳定性研究

来源 :北京协和医学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:loop
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
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。
其他文献
研究目的估算中国归因于人乳头瘤病毒(HPV)感染的肿瘤负担及其变化趋势,为评估HPV疫苗的潜在应用价值和制定肿瘤防控策略提供数据支持。探讨云南HIV感染女性肛门生殖道HPV感染及相关肿瘤发生率和可能的影响因素,评价细胞学检查、HPV检测、醋酸染色和碘染色肉眼观察(VIA/VILI)作为初筛和分流方法在HIV感染女性宫颈癌筛查中的临床效果,探索适宜的宫颈癌筛查策略,为HIV感染女性HPV感染相关肿瘤
食管鳞癌是一种具有中国特色的消化系统恶性肿瘤,起病隐匿、进展快。因此,阐明食管鳞癌发生发展的分子机制对食管鳞癌的诊治至关重要。肿瘤在进展过程中经历的癌基因突变、代谢需求增加、营养缺乏等多种内外环境压力的改变,引发内质网应激反应。为适应内质网应激,肿瘤细胞诱发非折叠蛋白反应,通过自噬、细胞重编程、上皮细胞-间充质转化(Epithelial-to-mesenchymal transition,EMT)
研究背景及目的:急性心肌梗死具有高死亡率及致残率,缺血心肌血流的及时恢复可显著减小心肌梗塞面积,使患者的临床结局得到改善。然而,心肌缺血再灌注(IR)损伤可加重心肌细胞死亡,使心脏功能恶化。当前,尚没有避免心肌IR损伤的有效治疗方案,寻找新的心肌IR损伤治疗策略至关重要。大蒜素药理属性广泛,具有心血管保护作用。本文旨在研究大蒜素在心肌IR损伤中的作用,并阐明其潜在机制。研究方法:给予30只实验用小
第一部分 小鼠心房纤维化模型的microRNA表达谱分析目的:心房颤动(房颤)是临床上最常见的一种心律失常。已有多项研究发现,与窦性心律患者相比,房颤患者心房组织中microRNA(miRNA)分子表达有显著差异,提示miRNA可能参与了房颤的发生发展过程。血管紧张素Ⅱ持续给药诱导的小鼠心房纤维化模型被大量用于房颤相关基础分子机制的研究。但是目前尚无文献报道该模型中心房miRNA的表达情况。因此本
目的:探讨我国左心衰竭患者中肺动脉高压的发生率、基线特征和预后特点,寻找与发生左心衰竭所致肺动脉高压(PH-LHD)相关的危险因素及影响PH-LHD生存的危险因素;比较单纯毛细血管后性肺动脉高压(Ipc-PH)与毛细血管前后混合性肺动脉高压(Cpc-PH)的基线特征和预后特点,初步探讨与Cpc-PH发生相关的危险因素。方法:于2012年10月至2016年11月在全国11家中心前瞻性入选射血分数保留
研究背景婴幼儿主动脉弓畸形合并心内病变的一期矫治是目前的首选手术方式,传统区域性脑灌注(Standard Regional Cerebral Perfusion,SRCP)或脑-心联合灌注(Cerebro-myocardial Perfusion,CMP)的体外循环灌注方式被选择性应用于这类矫治手术。研究目的在匹配良好的情况下,探讨脑-心联合灌注与传统区域性脑灌注的应用在一期复杂主动脉畸形矫治手术
研究背景:近年来3D生物打印技术发展迅速,已成为创建体外组织和器官等生物模型的重要方法之一。3D生物打印皮肤、软骨、胰腺、肾脏、肺和心脏等复杂的组织和器官被陆续报道,这些组织和器官不仅具有人体对应组织和器官的形态特征,部分还具有良好的生物学功能。肝脏是人体最大的消化腺,具备生物合成、药物代谢和凝血等众多关键的生理功能,而药物性肝损伤、病毒性肝炎、肝硬化和肝癌等众多累及肝脏的相关疾病已成为威胁人类健
第一部分 内镜黏膜下剥离术治疗早期下咽癌及癌前病变临床应用价值的研究背景和目的:目前,早期下咽癌及癌前病变的治疗方式仍以外科手术和放射治疗为主,内镜黏膜下剥离术(Endoscopic submucosal dissection,ESD)治疗早期下咽癌及癌前病变的报道甚少。本研究通过回顾性分析我院经ESD治疗的早期下咽癌及癌前病变患者,探讨ESD治疗早期下咽癌及癌前病变的安全性和有效性。方法:回顾性
冠状动脉粥样硬化性心脏病(coronary heart disease,CAD)是最常见的心血管疾病。随着全球范围内人口老龄化加剧,尽管在预防性用药广泛应用的背景下,冠状动脉粥样硬化病变导致的缺血性心肌病(Ischemic cardio-myopathy,ICM)发病率仍逐年升高,急性心肌梗死的死亡率总体呈上升趋势。尽早恢复血流灌注是治疗心肌缺血的最有效策略,然而在尚未血运重建之前,如何挽救存活心
研究背景MAIT细胞(Mucosal-Associated Invariant T cells,MAIT,粘膜相关恒定T细胞)作为人体固有免疫的重要组分,参与抗细菌病毒、炎性反应、变态反应等,参与构建免疫防御的第一道防线,在自身免疫[1-7]、肿瘤免疫[8,9]、以及SARS-COV-2(Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,严重急性呼吸系