【摘要】：非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是影響患者治療療效和預(yù)后最重要的臨床因素之一,也是肺癌國(guó)際TNM分期(T代表腫瘤大小,N代表淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況,M代表遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移狀態(tài))的核心指標(biāo)。術(shù)前準(zhǔn)確判斷NSCLC淋巴結(jié)是否發(fā)生轉(zhuǎn)移對(duì)指導(dǎo)臨床治療方案選擇(如是否手術(shù)、淋巴結(jié)清掃范圍等)及評(píng)估預(yù)后有重要的臨床價(jià)值。計(jì)算機(jī)斷層攝影術(shù)(CT)是NSCLC患者術(shù)前評(píng)估的首選影像檢查手段,在臨床實(shí)踐中,臨床醫(yī)師主要基于CT圖像上淋巴結(jié)的徑線大小判斷淋巴結(jié)是否轉(zhuǎn)移,但存在主觀性強(qiáng)、診斷敏感度和特異度均較低的缺點(diǎn),不能滿足現(xiàn)代精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)發(fā)展的臨床需求。隨著醫(yī)學(xué)圖像信息分析技術(shù)的發(fā)展,從腫瘤影像中提取高通量的定量影像特征,將圖像轉(zhuǎn)化為可挖掘的數(shù)據(jù),用于解析臨床信息(如病灶定性、治療療效、預(yù)后等),這種分析方法被命名為影像組學(xué)(Radomics)。通過(guò)影像組學(xué)大數(shù)據(jù)挖掘分析方法,提取關(guān)鍵的影像組學(xué)特征(構(gòu)成的特征組合被稱之為標(biāo)簽[Signaure]),再結(jié)合患者的臨床和病理學(xué)等信息,構(gòu)建預(yù)測(cè)模型,可實(shí)現(xiàn)腫瘤的基因分析、病灶定性、療效評(píng)價(jià)和預(yù)后預(yù)測(cè)(如預(yù)測(cè)患者術(shù)后5年生存概率、腫瘤復(fù)發(fā))等,從而可指導(dǎo)臨床決策,具有重要的臨床意義。作者針對(duì)術(shù)前難以準(zhǔn)確診斷NSCLC淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的臨床挑戰(zhàn)性問(wèn)題,進(jìn)行了影像組學(xué)方法和臨床應(yīng)用研究,基于術(shù)前患者肺癌CT增強(qiáng)掃描圖像,從圖像中提取海量影像組學(xué)定量特征,通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)及機(jī)器學(xué)習(xí)方法,篩選與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移高度相關(guān)的關(guān)鍵影像組學(xué)特征,構(gòu)建影像組學(xué)標(biāo)簽,然后融合多項(xiàng)臨床和病理信息,構(gòu)建了淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移預(yù)測(cè)模型,實(shí)現(xiàn)了術(shù)前個(gè)體化預(yù)測(cè)NSCLC淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)。本研究構(gòu)建的基于CT影像組學(xué)的NSCLC淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移預(yù)測(cè)模型,為臨床醫(yī)生術(shù)前判斷是否發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移提供了無(wú)創(chuàng)的定量診斷工具,可輔助指導(dǎo)臨床決策,具有較高的臨床價(jià)值和科學(xué)意義。在開(kāi)展相關(guān)研究工作的過(guò)程中,本文作者作為第一作者(含共同第一作者)發(fā)表了5篇臨床腫瘤學(xué)領(lǐng)域及醫(yī)學(xué)影像學(xué)領(lǐng)域的SCI論文以及1篇臨床醫(yī)學(xué)影像學(xué)領(lǐng)域的中文核心期刊論文(本研究作者作為所有發(fā)表研究中唯一的工科科研人員,負(fù)責(zé)影像組學(xué)特征提取算法設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理分析),其中以共同第一作者發(fā)表于臨床腫瘤學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊《J Clin Oncol》的研究論著,是截至目前(2018年7月5日)國(guó)際影像組學(xué)研究領(lǐng)域的影像因子最高的研究(2017 IF:26.303)。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括如下:(1)設(shè)計(jì)了一種魯棒性好的NSCLC影像組學(xué)特征提取算法流程。作者在前期研究中,設(shè)計(jì)了基于紋理特征的提取方法,并在軟件程序上實(shí)現(xiàn)了 150個(gè)特征的提取;在本項(xiàng)目中,作者進(jìn)一步完善和優(yōu)化了影像組學(xué)特征提取算法,再結(jié)合本研究項(xiàng)目需求及具體的臨床問(wèn)題制定恰當(dāng)?shù)难芯糠桨覆⒂镁幊陶Z(yǔ)言實(shí)現(xiàn),所提取的特征包括灰度直方圖、紋理、小波變換、Gabor變換等4個(gè)類別,合計(jì)591個(gè)特征。(2)提出了一種性能穩(wěn)定的NSCLC影像組學(xué)特征降維和篩選方法。根據(jù)影像組學(xué)特征與患者發(fā)生臨床結(jié)局(是否發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移)的關(guān)聯(lián)映射,作者首先使用可重復(fù)性相關(guān)分析實(shí)現(xiàn)影像組學(xué)特征的降維與初篩,隨之采用L1正則化(Least absolute shrinkage and selection operator,Lasso)Logistic回歸模型對(duì)初篩后的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)鍵影像組學(xué)特征的篩選,繼而融合關(guān)鍵影像組學(xué)特征,構(gòu)建可用于預(yù)測(cè)NSCLC淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的影像組學(xué)標(biāo)簽(即影像組學(xué)特征的集合)。本文作者設(shè)計(jì)采用的特征選擇方法共篩選出了 13個(gè)關(guān)鍵影像組學(xué)特征用于后續(xù)建模分析,并將該系數(shù)非零的特征進(jìn)行線性組合以獲得影像組學(xué)標(biāo)簽。作者發(fā)現(xiàn)其構(gòu)建的影像組學(xué)標(biāo)簽和NSCLC淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移具有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)性,具有較好的鑒別診斷能力(曲線下面積[AUC]為0.734)。(3)提出了一種聯(lián)合影像組學(xué)標(biāo)簽和臨床指標(biāo)的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移預(yù)測(cè)模型構(gòu)建方法,實(shí)現(xiàn)NSCLC患者淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的個(gè)體化預(yù)測(cè)。作者通過(guò)將獲得的影像組學(xué)標(biāo)簽與發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移危險(xiǎn)因素納入多參數(shù)變量Logistic回歸模型進(jìn)行預(yù)測(cè)模型建模,構(gòu)建的預(yù)測(cè)模型具有較好的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移預(yù)測(cè)效能及模型校準(zhǔn)結(jié)果(AUC為0.789);且為了方便在臨床實(shí)踐中使用模型,作者進(jìn)一步繪制了列線圖(nomogram),將預(yù)測(cè)模型進(jìn)行可視化,便于臨床醫(yī)師使用該預(yù)測(cè)模型進(jìn)行術(shù)前個(gè)體化精準(zhǔn)預(yù)測(cè)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,從而指導(dǎo)臨床決策。本文作者設(shè)計(jì)的基于NSCLC患者術(shù)前CT增強(qiáng)掃描圖像的影像組學(xué)特征提取方法、影像組學(xué)特征篩選方法以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移預(yù)測(cè)模型構(gòu)建方法已在作者所在課題組的多項(xiàng)臨床研究中得到很好的應(yīng)用及驗(yàn)證,相關(guān)工作發(fā)表在臨床腫瘤學(xué)及影像學(xué)領(lǐng)域核心SCI期刊,合計(jì)14篇,其中以第一作者發(fā)表于SCI期刊《Sci Rep》(2017 IF:4.122)和臨床醫(yī)學(xué)影像學(xué)領(lǐng)域中文核心期刊《中華放射學(xué)雜志》各1篇;以共同第一作者在《Euro JRadiol》(2017IF:2.843)、《ChinJCancer Res》(2017 IF:3.689)、《AbdomRadiol(NY)》(2017IF:1.506)發(fā)表SCI論文各1篇(均排第二),以及臨床腫瘤學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊《J ClinOncol》(排第三)1篇;其中,發(fā)表在《JClinOncol》的研究論著為截至目前(2018年7月5日)國(guó)際影像組學(xué)研究領(lǐng)域影響因子最高的論著(2017IF:26.303)。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R734.2;R730.44
【圖文】：

影像組學(xué)特征的提取算法尚未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)＊因此，本文在攻讀碩士學(xué)組學(xué)方法流程進(jìn)行了一整套完整程序?qū)崿F(xiàn)。影像組學(xué)特征提取是本章早期影像組學(xué)研宄中提到的紋理特征提取方法進(jìn)一步完善和優(yōu)化影像法并進(jìn)行軟件程序上的實(shí)現(xiàn)，再結(jié)合科研項(xiàng)目需求及具體的臨床問(wèn)題制案并用編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。本章將從影像組學(xué)特征提取算法軟件研發(fā)的經(jīng)探索實(shí)踐影像組學(xué)研宄方法的過(guò)程，簡(jiǎn)要說(shuō)明本文的實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)的腫瘤病灶分割方法，介紹本文實(shí)驗(yàn)中提取的相關(guān)ＮＳＣＬＣ影像組學(xué)特征的計(jì)＿公式。逡逑流程逡逑介紹本文的總體實(shí)驗(yàn)流程（如圖２－１所示），包括臨床診療數(shù)據(jù)及影像圖瘤病灶分割、特征提取、特征降維及篩選、多參數(shù)預(yù)測(cè)模型的訓(xùn)練、。逡逑訓(xùn)練組逡逑

邐＿南＆＾大學(xué)磺士[x位論文邐逡逑腫瘤病灶的精準(zhǔn)分割。本文的實(shí)驗(yàn)中，影像圖像數(shù)據(jù)均由臨床經(jīng)驗(yàn)豐富的放射科醫(yī)生使逡逑用手動(dòng)分割方式，來(lái)完成對(duì)腫瘤病灶的精準(zhǔn)分割。具體實(shí)現(xiàn)如圖（２－２）所示，本文使用逡逑選取腫瘤病灶最大眉面沿病灶輪廓放置ＲＯＩ。ＲＯＩ的放置是由兩名具有豐富臨床經(jīng)驗(yàn)的逡逑放射科醫(yī)生（分別具有５年和１０年的臨床胸部ＣＴ影像診斷經(jīng)驗(yàn)）來(lái)完成。、同時(shí)去除逡逑ＣＴ值低于５０ＨＵ以及高于３００ＨＵ的像素閾值的氣體、壞死區(qū)及鈣化血管，區(qū)域以進(jìn)一步逡逑調(diào)整腫瘤病灶ＲＯＩ。所有的腫瘤病灶ＲＯＩ文件將以“．ｒｏｉ”格式文件進(jìn)行存儲(chǔ)。逡逑

邐＿南＆＾大學(xué)磺士[x位論文邐逡逑作者基于現(xiàn)有的條件以及研宄任務(wù)的時(shí)效性的需求，結(jié)合Ｍａｔｌａｂ編程語(yǔ)言環(huán)境的逡逑優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)了本文影像組學(xué)研究中的特征提取實(shí)現(xiàn)程序。程序架構(gòu)只要分為三個(gè)部分（如逡逑圖２－３）：原始圖像及病灶ＲＯＩ讀取、特征提取以及結(jié)果輸出Ｂ逡逑

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李家俊;;肺部疾病怎樣選擇影像檢查[J];保健醫(yī)苑;2017年07期

2 黃費(fèi)湘;;青年肺癌150例臨床與病理影像檢查分析[J];中外醫(yī)療;2011年31期

3 黃文彰,鄭寶珍,李子青,程志中,丁寶珍;幾種影像檢查診斷乳腺癌的臨床應(yīng)用[J];實(shí)用癌癥雜志;1988年04期

4 王福權(quán);骨科的影像檢查[J];臨床醫(yī)學(xué)雜志;1988年04期

5 辛洪濤,馬敏厚,王金鳳;多種影像檢查致膈疝誤診一例——理學(xué)診斷的重要性[J];山東醫(yī)藥;1989年03期

6 謝應(yīng)朗;;影像檢查七項(xiàng)注意[J];中國(guó)鄉(xiāng)村醫(yī)藥;2008年01期

7 鈺松;;患者如何選擇影像檢查[J];開(kāi)卷有益(求醫(yī)問(wèn)藥);2006年03期

8 李家俊;;影像檢查之輻射知多少[J];保健醫(yī)苑;2019年02期

9 馬勝琦;;基于電子病歷的影像檢查質(zhì)量監(jiān)控的探索[J];中國(guó)醫(yī)院;2012年11期

10 郭啟勇;李坤成;;影像檢查五花八門 哪種適合您[J];醫(yī)藥與保健;2012年08期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 孫見(jiàn)山;劉雅玨;劉業(yè)政;姜元春;;在分級(jí)診療背景下的區(qū)域影像平臺(tái)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[A];第十三屆（2018）中國(guó)管理學(xué)年會(huì)論文集[C];2018年

2 張燕群;田樹(shù)平;胡向紅;;不同影像檢查在SARS影像診斷方面的作用[A];2003年全國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2003年

3 胡運(yùn)勝;諸慧銘;何之彥;張悅萍;張皓;;評(píng)估性肝臟移植前MR影像檢查的技術(shù)探究[A];2006年華東六省一市暨浙江省放射學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編[C];2006年

4 武曉芳;王振毅;;乳腺影像檢查優(yōu)勢(shì)及X線檢查主要事項(xiàng)[A];2009中華醫(yī)學(xué)會(huì)影像技術(shù)分會(huì)第十七次全國(guó)學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2009年

5 李安源;佟濱;;影像檢查在膽道梗阻診斷的價(jià)值[A];第十二屆全國(guó)臨床醫(yī)學(xué)影像學(xué)術(shù)會(huì)議、第四屆東北三省放射學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2002年

6 王恩國(guó);;PACS系統(tǒng)工作流程[A];2009中華醫(yī)學(xué)會(huì)影像技術(shù)分會(huì)第十七次全國(guó)學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2009年

7 謝小英;趙鐵耘;;原發(fā)性醛固酮增多癥180例臨床分析[A];2008內(nèi)分泌代謝性疾病系列研討會(huì)暨中青年英文論壇論文匯編[C];2008年

8 周志光;;PACS的構(gòu)建與效益分析[A];2006年華東六省一市暨浙江省放射學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編[C];2006年

9 葉濱賓;;影像檢查在兒童常見(jiàn)遺傳代謝性腦病診斷及鑒別診斷中的作用[A];中國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)放射醫(yī)師分會(huì)首屆會(huì)員大會(huì)暨第四屆醫(yī)學(xué)影像山東論壇、山東省第16次放射學(xué)會(huì)議暨山東省第14屆醫(yī)學(xué)影像學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年

10 王子干;許春梅;朱建常;周峰;馮秀云;杜明明;丁曉玲;;小兒蹄形腎裂傷并發(fā)腎周尿囊腫超聲表現(xiàn)及8次影像檢查誤診分析一例[A];中國(guó)超聲醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)第四屆全國(guó)淺表器官及外周血管超聲醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2013年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 特約記者 喻芳 陳英;重慶推動(dòng)影像檢查結(jié)果互認(rèn)[N];健康報(bào);2018年

2 本報(bào)記者 朱萍;影像云格局變革：銳珂醫(yī)療借力醫(yī)聯(lián)體布局[N];21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道;2017年

3 麥迪信;3D立體影像檢查更“聰明”[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2003年

4 宋磊;影像檢查準(zhǔn)確與否看病種[N];保健時(shí)報(bào);2005年

5 記者 張巍巍;英開(kāi)發(fā)新型乳房影像檢查系統(tǒng)[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

6 記者 洪雷;22家醫(yī)院影像檢查結(jié)果互認(rèn)[N];大眾衛(wèi)生報(bào);2009年

7 王平;從美國(guó)限制影像檢查說(shuō)起[N];健康報(bào);2007年

8 北京市醫(yī)學(xué)影像質(zhì)量控制和改進(jìn)中心主任 李坤成 本報(bào)記者 吳衛(wèi)紅 整理;影像檢查互認(rèn) 難![N];健康報(bào);2012年

9 劉璐璐;湖南：三甲醫(yī)院影像檢查結(jié)果互認(rèn)[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2005年

10 四川雅安市人民醫(yī)院主任醫(yī)師 謝應(yīng)朗;影像檢查7點(diǎn)注意[N];健康報(bào);2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 周瑩;影像組學(xué)在預(yù)測(cè)肝癌部分肝切除術(shù)后病人預(yù)后中的應(yīng)用研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2018年

2 闞楊楊;影像組學(xué)在預(yù)測(cè)宮頸癌同步放化療療效及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的研究[D];大連醫(yī)科大學(xué);2018年

3 羅敏;PACS的研究與應(yīng)用[D];重慶大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 何蘭;基于CT影像組學(xué)術(shù)前預(yù)測(cè)非小細(xì)胞肺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的研究[D];華南理工大學(xué);2018年

2 李唐;軟組織模擬腫物影像—病理面對(duì)面、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)精準(zhǔn)對(duì)照方法的實(shí)驗(yàn)研究[D];大連醫(yī)科大學(xué);2018年

3 吳迪;基于云平臺(tái)的眼科影像存儲(chǔ)與管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];蘇州大學(xué);2018年

4 張雨晨;直腸癌的影像組學(xué)標(biāo)簽構(gòu)建及無(wú)病生存期分析[D];電子科技大學(xué);2018年

5 劉子堅(jiān);基于纖鏡的肛腸影像檢查系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[D];電子科技大學(xué);2006年

6 龍東兵;腦血管影像檢查在急診顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的臨床診斷價(jià)值對(duì)比研究[D];中南大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2776840