能譜CT增強圖像的影像組學特征在周圍型肺癌的生物學行為評價中的應(yīng)用
發(fā)布時間:2021-01-23 05:36
目的基于周圍型肺癌CT增強圖像的影像組學特征預(yù)測其免疫組化指標VEGF、EGFR、Ki-67及MVD的表達,并對影像組學特征在預(yù)測肺結(jié)節(jié)生物學行為的可行性及應(yīng)用價值進行客觀評價。方法本研究回顧性分析了涉及48例經(jīng)手術(shù)后病理證實為周圍型肺癌的患者,術(shù)前均行能譜CT雙期增強掃描。使用ITK-SNAP于CT增強圖像(動脈期+靜脈期)上勾畫感興趣區(qū)(ROI),在Artificial Intelligence Kit(GE Healthcare,Life Science,China)上對其進行影像組學分析。使用LASSO回歸模型選取VEGF、EGFR、Ki-67的關(guān)鍵特征、使用線性回歸模型選取MVD的關(guān)鍵特征分別建立模型,并以免疫組化染色檢測組織中VEGF、EGFR、Ki-67及MVD的表達水平為參考標準。利用ROC曲線、曲線下面積(AUC)來評價模型預(yù)測免疫組化指標表達水平的效能,使用單變量回歸線來觀察免疫組化指標MVD與影像組學特征間的關(guān)系。結(jié)果根據(jù)EGFR、Ki-67、VEGF及MVD的表達水平,分別于動脈期選取了2、3、1、4個關(guān)鍵特征建模,靜脈期選取了2、4、2、2個關(guān)鍵特征建模。動脈...
【文章來源】:寧夏醫(yī)科大學寧夏回族自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:45 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
動脈期ROI勾畫及分割的示意圖,于橫軸位(A)手動勾畫,同時得到矢狀位(B)、冠狀位(C)ROI進行校正和補充,使用update獲取3DROI圖像(D)
寧夏醫(yī)科大學碩士學位論文結(jié)果9模型的AUC值為0.78(95%CI:0.60~0.95),Ki-67模型的AUC值為0.84(95%CI:0.70~0.98),VEGF模型的AUC值為0.71(95%CI:0.56~0.86)。靜脈期EGFR模型的AUC值為0.76(95%CI:0.59~0.93),Ki-67模型的AUC值為0.83(95%CI:0.65~1.00),VEGF模型的AUC值為0.77(95%CI:0.64~0.91)?梢詮倪@些模型中得出放射學評分(Rad-score),動脈期的系數(shù)分別為0.0578(EGFR)、0.0522(Ki-67)、1.2281(VEGF),靜脈期的系數(shù)分別為0.0422(EGFR)、0.0451(Ki-67)、0.008(VEGF),其中動脈期VEGF模型評分較高(圖4)。MVD為計量資料,采用線性回歸模型,MVD模型中通過單變量回歸線可看出根據(jù)動脈期圖像所獲取的uniformity特征表現(xiàn)最佳,其值在[-1,1]區(qū)間與MVD表達的相關(guān)性最高(圖5)。表3對LASSO建立的3個預(yù)測模型進行分類ab圖3EGFR(紅色)、Ki-67(綠色)、VEGF(藍色)影像組學預(yù)測模型的ROC曲線。a.EGFR預(yù)測模型的AUC為0.78(95%CI:0.60-0.95),Ki-67預(yù)測模型的AUC為0.84(95%CI:0.70-0.98),VEGF預(yù)測模型的AUC為0.71(95%CI:0.56-0.86);b.EGFR預(yù)測模型的AUC為0.76(95%CI:0.59-0.93),Ki-67預(yù)測模型的AUC為0.83(95%CI:0.65-1.00),VEGF預(yù)測模型的AUC為0.77(95%CI:0.64-0.91)。模型類別AUC(95%CI)靈敏度特異度精確度APVPAPVPAPVPAPVPEGFRKi-67VEGF0.776(0.60-0.95)0.840(0.70-0.98)0.709(0.56-0.86)0.761(0.59-0.93)0.828(0.65-1.00)0.774(0.64-0.91)0.8680.7300.5450.7110.8380.6060.7000.9090.8670.8000.8180.9330.8330.7710.6460.7290.8330.708
寧夏醫(yī)科大學碩士學位論文結(jié)果10圖4VEGF模型使用LASSO回歸方法進行特征選擇。在LASSO模型中使用了3折交叉驗證來選擇調(diào)節(jié)參數(shù)(Lambda)。利用最小標準和1個標準誤差的最小標準(1-SE標準)繪制AUC與log(Lambda)的關(guān)系曲線,以得到最佳值的垂直線。根據(jù)3折交叉驗證,選擇的Lambda值為1.2281,log(Lambda)為0.0892(1-SE標準)。ab圖5MVD預(yù)測模型于動脈期(a)提取4個特征(MaxIntensity、uniformity、GLCMEntropy_AllDirection_offset4_SD、SmallAreaEmphasis)、于靜脈期(b)提取2個特征(HighGreyLevelRunEmphasis_AllDirection_offset7_SD、ShortRunLowGreyLevelEmphasis_AllDirection_offset1_SD)的相關(guān)回歸系數(shù)圖,深藍色實線為擬合直線,淡藍色區(qū)間95%置信區(qū)間,其范圍越小代表模型預(yù)測能力越好,其中動脈期uniformity特征表現(xiàn)最佳,其值在[-1,1]區(qū)間預(yù)測MVD表達的效能最好。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]建立CT影像組學標簽預(yù)測非小細胞肺癌Ki-67表達水平[J]. 顧潛彪,馮智超,梁琪,李美姣,王維,容鵬飛. 中南大學學報(醫(yī)學版). 2018(11)
[2]孤立性肺結(jié)節(jié)的影像學研究進展[J]. 單文莉,柏根基,郭莉莉. 醫(yī)學綜述. 2018(15)
[3]CT影像組學在指導(dǎo)肺癌精準放療中的應(yīng)用進展[J]. 路玉昆,鞏貫忠,仇清濤,尹勇. 中國腫瘤臨床. 2018(02)
[4]miRNAs與非小細胞肺癌EGFR突變及放療相關(guān)性研究進展[J]. 許齊真,張大昕. 中華放射腫瘤學雜志. 2017 (10)
[5]肺癌CT能譜成像:定量分析及與TTF-1和EGFR表達水平的相關(guān)性[J]. 周航,武峰. 放射學實踐. 2017(08)
[6]肺浸潤性腺癌能譜CT碘基物質(zhì)分析與Ki-67表達的相關(guān)性研究[J]. 李夢穎,金鳳強,李智勇,胡帥,張晨,劉義軍,劉愛連. 臨床放射學雜志. 2017(02)
[7]非小細胞肺癌靶向治療藥物的研究進展[J]. 產(chǎn)翠翠,田靜,金藝鳳. 中國臨床藥理學與治療學. 2016(03)
[8]VEGF、EGFR的表達與非小細胞肺癌生物學行為的相關(guān)性[J]. 孟誼,楊楊,樊祥山,錢曉萍,劉寶瑞,王立峰. 現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學. 2015(05)
[9]熒光原位雜交技術(shù)檢測非小細胞肺癌EGFR基因狀態(tài)及與VEGF、D2-40、Ki-67表達相關(guān)性臨床意義研究[J]. 韓影,刁文卓,陳萍,程薇. 中國實驗診斷學. 2014(12)
[10]EGFR和K-ras在肺癌中的表達及其臨床意義[J]. 趙俊,胡向陽. 安徽醫(yī)科大學學報. 2012(07)
本文編號:2994653
【文章來源】:寧夏醫(yī)科大學寧夏回族自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:45 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
動脈期ROI勾畫及分割的示意圖,于橫軸位(A)手動勾畫,同時得到矢狀位(B)、冠狀位(C)ROI進行校正和補充,使用update獲取3DROI圖像(D)
寧夏醫(yī)科大學碩士學位論文結(jié)果9模型的AUC值為0.78(95%CI:0.60~0.95),Ki-67模型的AUC值為0.84(95%CI:0.70~0.98),VEGF模型的AUC值為0.71(95%CI:0.56~0.86)。靜脈期EGFR模型的AUC值為0.76(95%CI:0.59~0.93),Ki-67模型的AUC值為0.83(95%CI:0.65~1.00),VEGF模型的AUC值為0.77(95%CI:0.64~0.91)?梢詮倪@些模型中得出放射學評分(Rad-score),動脈期的系數(shù)分別為0.0578(EGFR)、0.0522(Ki-67)、1.2281(VEGF),靜脈期的系數(shù)分別為0.0422(EGFR)、0.0451(Ki-67)、0.008(VEGF),其中動脈期VEGF模型評分較高(圖4)。MVD為計量資料,采用線性回歸模型,MVD模型中通過單變量回歸線可看出根據(jù)動脈期圖像所獲取的uniformity特征表現(xiàn)最佳,其值在[-1,1]區(qū)間與MVD表達的相關(guān)性最高(圖5)。表3對LASSO建立的3個預(yù)測模型進行分類ab圖3EGFR(紅色)、Ki-67(綠色)、VEGF(藍色)影像組學預(yù)測模型的ROC曲線。a.EGFR預(yù)測模型的AUC為0.78(95%CI:0.60-0.95),Ki-67預(yù)測模型的AUC為0.84(95%CI:0.70-0.98),VEGF預(yù)測模型的AUC為0.71(95%CI:0.56-0.86);b.EGFR預(yù)測模型的AUC為0.76(95%CI:0.59-0.93),Ki-67預(yù)測模型的AUC為0.83(95%CI:0.65-1.00),VEGF預(yù)測模型的AUC為0.77(95%CI:0.64-0.91)。模型類別AUC(95%CI)靈敏度特異度精確度APVPAPVPAPVPAPVPEGFRKi-67VEGF0.776(0.60-0.95)0.840(0.70-0.98)0.709(0.56-0.86)0.761(0.59-0.93)0.828(0.65-1.00)0.774(0.64-0.91)0.8680.7300.5450.7110.8380.6060.7000.9090.8670.8000.8180.9330.8330.7710.6460.7290.8330.708
寧夏醫(yī)科大學碩士學位論文結(jié)果10圖4VEGF模型使用LASSO回歸方法進行特征選擇。在LASSO模型中使用了3折交叉驗證來選擇調(diào)節(jié)參數(shù)(Lambda)。利用最小標準和1個標準誤差的最小標準(1-SE標準)繪制AUC與log(Lambda)的關(guān)系曲線,以得到最佳值的垂直線。根據(jù)3折交叉驗證,選擇的Lambda值為1.2281,log(Lambda)為0.0892(1-SE標準)。ab圖5MVD預(yù)測模型于動脈期(a)提取4個特征(MaxIntensity、uniformity、GLCMEntropy_AllDirection_offset4_SD、SmallAreaEmphasis)、于靜脈期(b)提取2個特征(HighGreyLevelRunEmphasis_AllDirection_offset7_SD、ShortRunLowGreyLevelEmphasis_AllDirection_offset1_SD)的相關(guān)回歸系數(shù)圖,深藍色實線為擬合直線,淡藍色區(qū)間95%置信區(qū)間,其范圍越小代表模型預(yù)測能力越好,其中動脈期uniformity特征表現(xiàn)最佳,其值在[-1,1]區(qū)間預(yù)測MVD表達的效能最好。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]建立CT影像組學標簽預(yù)測非小細胞肺癌Ki-67表達水平[J]. 顧潛彪,馮智超,梁琪,李美姣,王維,容鵬飛. 中南大學學報(醫(yī)學版). 2018(11)
[2]孤立性肺結(jié)節(jié)的影像學研究進展[J]. 單文莉,柏根基,郭莉莉. 醫(yī)學綜述. 2018(15)
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[4]miRNAs與非小細胞肺癌EGFR突變及放療相關(guān)性研究進展[J]. 許齊真,張大昕. 中華放射腫瘤學雜志. 2017 (10)
[5]肺癌CT能譜成像:定量分析及與TTF-1和EGFR表達水平的相關(guān)性[J]. 周航,武峰. 放射學實踐. 2017(08)
[6]肺浸潤性腺癌能譜CT碘基物質(zhì)分析與Ki-67表達的相關(guān)性研究[J]. 李夢穎,金鳳強,李智勇,胡帥,張晨,劉義軍,劉愛連. 臨床放射學雜志. 2017(02)
[7]非小細胞肺癌靶向治療藥物的研究進展[J]. 產(chǎn)翠翠,田靜,金藝鳳. 中國臨床藥理學與治療學. 2016(03)
[8]VEGF、EGFR的表達與非小細胞肺癌生物學行為的相關(guān)性[J]. 孟誼,楊楊,樊祥山,錢曉萍,劉寶瑞,王立峰. 現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學. 2015(05)
[9]熒光原位雜交技術(shù)檢測非小細胞肺癌EGFR基因狀態(tài)及與VEGF、D2-40、Ki-67表達相關(guān)性臨床意義研究[J]. 韓影,刁文卓,陳萍,程薇. 中國實驗診斷學. 2014(12)
[10]EGFR和K-ras在肺癌中的表達及其臨床意義[J]. 趙俊,胡向陽. 安徽醫(yī)科大學學報. 2012(07)
本文編號:2994653
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