乳腺X线摄影和MRI影像组学用于乳腺癌早期诊断和分子分型的研究

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目的:本文基于影像组学探究乳腺X线摄影以及多序列MRI的乳腺良恶性诊断以及乳腺分子分型预测。研究方法:本文实验共有两个阶段任务,第一阶段纳入120例同时进行数字化钼靶(DM),数字乳腺断层扫描(DBT),扩散加权磁共振成像(DW MRI)以及动态增强磁共振(DCE MRI)检查的乳腺癌患者(良性50例,恶性70例),对原始肿瘤区域提取提取特征,然后使用最小绝对值收敛和选择算子(LASSO)进行筛选,利用Logistics分类器分别对四个序列建立单序列模型以及对X线和MRI建立融合序列模型。第二阶段纳入241例进行DM,DBT,DW MRI以及DCE MRI检查的患者(Luminal A 54例,Luminal B 96例,HER2-enriched 47例,TN 44例),在瘤内瘤周区域同时提取特征,使用Mann-Whitney U检验,LASSO以及赤池信息准则(AIC)对特征进行筛选,建立四个序列瘤内瘤周的预测模型。使用ROC曲线下面积AUC,特异性,敏感性等指标对模型进行评估。结果:第一阶段任务结果显示,相比于X线的诊断效果,MRI具有更高的AUC(训练集X线vs.MRI:0.909 vs.0.930;测试集X线vs.MRI:0.880 vs.0.885)以及敏感性(训练集X线vs.MRI:0.826 vs.0.891;测试集X线vs.MRI:0.708 vs.0.875),但具有较低的特异性(训练集X线vs.MRI:0.909 vs.0.849;测试集X线vs.MRI:0.941 vs.0.882)。第二阶段任务的结果表明,DM加DBT比DW加DCE在预测Luminal A和Luminal B时产生了更好的AUCs,训练集(0.859和0.805;0.773和0.747)和验证集(0.906和0.853;0.807和0.784)。对于HER2-enriched和TN的预测,DW加DCE比DM加DBT获得更好的AUC,训练集(0.954和0.857;0.877和0.802),验证集(0.974和0.907;0.938和0.874)。结论:在诊断良恶性方面,X线具有更高的特异性,MRI具有更高的敏感性。在预测分子分型方面,瘤周区域具有重要的预测信息,X线在预测Luminal A和B上表现出了较高的预测性能,MRI在预测HER2-enriched和TN上表现出了更高的预测性能。影像组学模型具有潜在的临床价值,可以辅助医生进行临床诊断和预测。
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