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胡秀华/胡红杰教授团队影像组学科研成果介绍

影像新视界  · 公众号  · 医学  · 2022-05-20 12:00

正文




— 名家科研 —

邵逸夫医院放射科

影像组学科研

Sir Run Run Shaw Hospital

浙江大学医学院附属邵逸夫医院

科研速递

邵|逸|夫 |医 |院 |放 |射 |科






影像组学又称放射组学,由荷兰学者 Lambin 在 2012 年首次提出,其基础为定量成像技术,其目的是通过深度挖掘临床影像信息,从海量医学图像中获取特征性的定量数据,通过量化分析提高诊断准确率并进行预测。




科研前沿




浙江大学医学院附属邵逸夫医院放射科的影像专家们,一直致力于探索包括影像组学在内的医学影像学的科研前沿,成果丰硕。


今天和大家分享一篇来自邵逸夫医院放射科的文章, 本文利用冠脉斑块的影像组学特征构建了预测模型,可以用于预测冠脉斑块是否会引起血流动力学狭窄。该研究由邵逸夫医院放射科胡秀华/胡红杰团队提出,被收录在国际著名期刊 European Journal of Radiology ( IF:3.528 )。


本研究纳入149例患者174枚斑块,金标准为冠脉造影有创FFR,病变在功能上分为两个亚组无意义狭窄(FFR ≥ 0.8)和有意义狭窄(FFR < 0.8)







该研究应用了syngo.via Frontier中的两款科研原型进行影像和数据分析:


  • 斑块分析斑块软件 syngo.via Coronary Plaque Analysis, version 2.0,(Siemens Healthineers)进行冠脉斑块精细分割和形态特征量化

  • 影像组学分析软件 syngo.via MM Radiomics,version 2.2.0, (Siemens Healthineers) 进行自动影像组学特征提取、分析与建模


syngo.via Coronary Plaque Analysis(上图)

syngo.via MM Radiomics (下图)






影像数据






Coronary Plaque Analysis提取的易损斑块特征


  • 非钙化斑块 (NCP) 体积(HU 值<190 HU)

  • 病灶长度

  • 点状钙化

  • 正性重构(RI)

  • 餐巾环标志(NRS)

  • 狭窄程度


Radiomics软件自动提取的1505个影像组学特征


从斑块分割到影像组学特征提取与分析建模的全流程






研究结果







研究者首先使用“易损斑块特征”建立传统预测模型,其训练集AUC 为0.71(95% CI:0.61–0.80, p = 0.11) ,验证集为0.70 (95 % CI:0.52–0.88,p = 0.58)。


血流流量分数(FFR)小于0.8一例病例


随后,研究者使用提取的1505个影像组学特征,根据Spearman 相关性系数,rho 值 >0.8筛选出 523 个特征,包括 10个形状特征(shape)143个一阶特征( first-order )和 370 个纹理特征( texture features )。进行单变量分析后留下 58 个与有意义狭窄相关的组学特征(p < 0.05)并构建了随机森林模型,其训练集的 AUC 为 0.82(95 % CI:0.73–0.90)和验证集 0.77(95 %CI:0.60–0.93)。


62个影像组学特征和4个常规斑块标记的接收者操作特征散点图



两组建模ROC曲线对比 a)影像组学特征 b)传统的易损斑块特征



此研究表明,两种预测模型对引起血流动力学狭窄的冠状动脉斑块均具有预测价值;


通过性能对比发现,基于影像组学特征构建的模型在预测性能上,优于仅使用易损斑块特征构建的模型。


影像组学在心血管疾病中的科研场景广泛,随着研究者对组学理论和临床应用认识的不断加深,期待会有更多可以临床落地的研究成果,助力全周期的患者关护。










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