典型印象病例伟德国际
医学印象网欢迎您!
医学印象伟德确诊学ppt课件
医学印象经典病例剖析
医学印象解剖病理确诊常识
医学印象图库
医学印象资源下载
医学印象技能
医学印象论坛
医学印象网回来主页
您当时的方位:主页 > 印象资讯 > 印象展开

印象组学的前沿研讨与未来应战

时刻:2017-12-09  来历:肿瘤印象学  作者:郭翌等 【仿制同享】【谈论-纠错】【告发

 因为成像技能的迅速展开,医学印象已成为疾病办理中的重要形式,为临床供给了全面的视角和丰厚的信息,在疾病筛查、前期确诊、医治挑选和预后评价等方面发挥着无足轻重的效果。现已知病灶形状或功用上的改动是由患者个别的基因、细胞、生理微环境、生活习惯和生计大环境等许多要素一起决议的。若在惯例印象学确诊根底上,经过深度发掘数据,寻觅出疾病的内在特征,然后反映人体安排、细胞和基因水平的改动,将会对临床医学发生严重影响。根据这一理论,印象组学(radiomics)应运而生。它从医学印象中提取高通量特征来量化肿瘤等严重疾病,在肿瘤表型分型、医治计划挑选和预后剖析等方面体现出巨大优势,是临床医学和生物医学工程的研讨抢手。本文系统整理印象组学前史,从多方面论说这一学科的运用和展开。DX5印象园m88eqb.com
DX5印象园m88eqb.com
1.印象组学概念及办法结构DX5印象园m88eqb.com
DX5印象园m88eqb.com
2012年,荷兰学者Lambin初次提出印象组学概念,其思维来历于肿瘤异质性。实体肿瘤在基因、蛋白质、细胞、微环境、安排和器官层面上体现出的空间与时刻的异质性,使伟德注册和分子学等有创检测办法效果的准确性及代表性受到限制。医学印象可全面、无创、定量调查肿瘤全体形状,对肿瘤的展开过程和医治反响随时进行监测,然后为肿瘤异质性问题供给了牢靠的解决计划;一起,印象组学假定微观层面的基因或蛋白质形式改动可在微观印象学特征上有所表达。因而,Lambin以为印象组学为“高通量地从伟德印象中提取很多特征,选用主动或半主动剖析办法将印象学数据转化为具有高分辨率的可发掘数据空间”。Kumar等进一步扩展,将印象组学界说为“高通量地从CT、MRI和正电子发射型计算机BETVICTOR显像(positron emissiontomography,PET)中提取并剖析很多高档的定量印象学特征”。Doroshow等在Nature ReviewsClinical Oncology宣布文章,指出印象组学是转化医学未来展开方向之一。2014年,北美伟德学会(Radiological Society of North America,RSNA)峰会主题即为“Radiomics: From Clinical Imagesto Omics”。Gillies在大会主题陈述中提及,经过对印象的深化剖析可量化微环境,猜测肿瘤遗传异质性的程度。他以为,相较于传统的临床医学仅仅从视觉层面解读医学印象,印象组学可深化发掘图画的生物学本质并供给临床决议计划支撑。近年来,越来越多的学者重视印象组学,在肿瘤确诊、医治和预后等方面进行探究,取得了很多效果,加快了肿瘤学的临床和转化研讨。DX5印象园m88eqb.com
DX5印象园m88eqb.com
印象组学办法结构一般分为5个部分:① 高质量规范化印象学数据获取;② 手动或主动图画切割与重建;③ 高通量特征提取与挑选;④临床猜测模型树立;⑤ 构建同享数据库。印象组学是一种大数据剖析办法,其研讨效果必须在多中心进行验证,对数据的规范化、算法的可重复性和牢靠性提出了很高要求,故结构中每一部分都极具应战。DX5印象园m88eqb.com
DX5印象园m88eqb.com
2.印象组学的临床运用DX5印象园m88eqb.com
DX5印象园m88eqb.com
印象组学经过从不同模态印象中提取高通量特征并加以数据发掘,可用于肿瘤分子分型、辨别确诊、医治计划挑选、效果检测和预后评价等多方面。现在,其在肺癌、头颈癌、乳腺癌、脑肿瘤、直肠癌、食管癌、前列腺癌、肝癌等多种肿瘤疾病中展开了开始探究。DX5印象园m88eqb.com
DX5印象园m88eqb.com
2.1基因、分子符号和病理分型DX5印象园m88eqb.com
DX5印象园m88eqb.com
印象组学以为,肿瘤微观印象特征与微观基因、蛋白质和分子改动休戚相关。2007年,Segal等在Nature Biotechnology宣布文章,提出CT印象学特征与原发性肝癌全基因表达之间存在相关性,28个印象学特征可重建78%的基因信息,从而猜测肝癌的细胞增殖、肝脏的组成功用和患者的预后,因而肝癌的基因活动可被印象学无损解码。Yoon等经过对539例肺腺癌患者进行研讨,寻觅CT和PET印象学特征与间变性淋巴瘤激酶(anaplastic lymphoma kinase,ALK)/c-ros原癌基因1酪氨酸激酶(c-ros oncogene 1 receptortyrosine kinase,ROS1)/原癌基因RET (rearranged during transfection proto-oncogene)表达形式之间的联络,发现这些印象学特征在ALK基因阳性与ROS/RET交融基因阳性组之间有明显差异。Gevaert等运用CT印象组学特征猜测非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)中骤变型表皮生长因子受体(epidermal growthfactor receptor,EGFR),受试者作业特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线的曲线下面积(area under curve, AUC)为0.89。其间肺气肿、气道变形与EGFR野生型有关,而毛玻璃样变预示EGFR骤变。Yu等研讨脑胶质瘤MRI图画特征与异柠檬酸脱氢酶1 (isocitrate dehydrogenase 1,IDH1)基因骤变的联络,在110例二级脑胶质瘤患者术前MRI图画中提取671个高通量特征,挑选出110个高相关特征并树立猜测模型,取得80%的IDH1分类准确率。Dang等运用MRI纹路特征猜测头颈部鳞状细胞癌的肿瘤按捺蛋白p53,也取得81.3%的准确率。在乳腺癌方面,Wan等和Li等对动态增强MRI (dynamic contrast-enhanced MRI,DCE-MRI)图画展开研讨,提取巨细、形状、鸿沟、纹路和动力学等特征,剖析其与MammaPrint、Oncotype DX等基因检测系统的相关,猜测乳腺癌复发。Zhu等剖析了DCE-MRI图画特征与基因骤变、微核酸表达、蛋白表达、基因通路表达、仿制数变异等肿瘤微观结构的联络。DX5印象园m88eqb.com
DX5印象园m88eqb.com
在分子分型方面,Wu等研讨印象组学特征与肺癌安排学亚型(腺癌和鳞状细胞癌)的联络,从350例患者术前CT图画中提取440个形状、巨细、灰度和纹路特征,单要素剖析发现53个特征与肿瘤安排学明显相关;多要素剖析中,特征挑选后由5个最相关特征树立的分类模型所得AUC为0.72。Yang等从MRI T1WI和T2抑水像(T2 fluid-attenuated inversion recovery,T2Flair)横截面、矢状面和冠状面图画中提取了5类共976个纹路特征,选用随机森林分类器进行脑胶质瘤分子分型和12个月生计期猜测。Li等提取定量化MRI图画特征,进行滋润性乳腺癌的分子分型。研讨发现,侵袭性强的肿瘤较大,内部回声不均匀,增强纹路中熵特征与分子分型相关性更大。进一步,Guo等运用印象组学与基因组学联合猜测滋润性乳腺癌的表型,包含病理分级、淋巴结搬运和免疫安排化学目标,共提取38个印象组学特征和144个基因组学特征,效果标明基因组学在免疫安排化学目标猜测方面体现优异,印象组学更适用于猜测病理分级,两种组学的联合运用并没有明显添加猜测率。DX5印象园m88eqb.com
DX5印象园m88eqb.com
2.2确诊与辨别确诊DX5印象园m88eqb.com
DX5印象园m88eqb.com
印象组学是大数据技能与医学印象辅佐确诊的有机交融。传统的计算机辅佐确诊办法多用于肿瘤筛查和辨别确诊,而添加了高通量特征和数据发掘的印象组学办法将有用进步确诊准确率。DX5印象园m88eqb.com
DX5印象园m88eqb.com
Pham等从271例肺癌患者CT图画中提取两类纹路特征,完成了纵隔淋巴结良恶性辨别,AUC为0.89,灵敏度为75%,特异度为90%。有研讨对肺部图画印象数据库(The Lung ImageDatabase Consortium,LIDC)中的CT图画进行高通量特征提取,构建肺癌印象组学猜测模型,用于肺癌良恶性评价。进一步,He等对240例孤立性肺结节患者别离选用一般CT和增强CT进行扫查,比较比照剂、重建层厚和卷积核对确诊的影响。效果标明,一般CT扫描、1.25 mm薄层CT和规范卷积核可为孤立性肺结节的确诊供给更多有价值的信息。在头颈肿瘤方面,Brown等将印象组学用于甲状腺结节良恶性辨别,从多中心收集26例患者的分散加权成像(diffusion weightedimaging,DWI)数据,从表观分散系数(apparentdiffusion coefficient,ADC)图画中提取21个纹路特征,树立线性判别剖析模型,分类准确率、灵敏度和特异度均超越90%。Fruehwald-Pallama等也将DWI纹路特征用于腮腺肿块的辨认。Park等从DCE-MRI参数图中容积转运常数(Ktrans)、速率常数(Kep)和血管外细胞外容积分数(Ve)提取直方图特征用于辨认口咽鳞状细胞癌和恶性淋巴瘤,两种癌症的Ktrans直方图中值和众数,以及Ve直方图的众数、偏度和峰度差异较大。Ve峰度是最有用的辨认特征(准确率86%,灵敏度83%,特异度90%)。DX5印象园m88eqb.com
DX5印象园m88eqb.com
Cameron等和Khalvati等别离在多参数MRI中提取印象组学纹路特征,完成前列腺癌的主动检测,准确率达87%和88%。Khalvati等的研讨进一步标明,添加相关分散成像(correlated diffusion imaging,CD)和高b值DWI (computed high-b DWI,CHBDWI)图画可有用进步检测的灵敏度和特异度。Wibmer等研讨发现,从MRI图画提取灰度共生矩阵(gray level co-occurrence matrix,GLCM)特征有助于前列腺癌外周带与移行带的辨认,并可用于Gleason评分。在T2WI和ADC图画上,外周带与高熵值、高慵懒值、低能量值、低相关性和低均匀性有关(P<0.000 1~0.008)。DX5印象园m88eqb.com
DX5印象园m88eqb.com
移行带与ADC图画特征(P<0.000 1)及T2WI图画的相关性(P=0.041)和慵懒值(P=0.001)强相关,而Gleason评分与高熵值和低能量值有关。Litjens等经过研讨70例前列腺全切患者术前多参数MRI图画,发现CHB-DWI辨别前列腺癌与良性增生更有用,DCE-MRI可用于辨别前列腺癌与前列腺萎缩或炎症,且ADC是确诊高档别前列腺癌最有用的特征。相同,印象组学也可在DCE-MRI中辨认三阴性乳腺癌,将肿瘤区域特征与布景本质强化特征相结合后,取得的辨认准确率AUC可达0.88。Hassan等在功用MRI图画中提取与异质性相关的纹路特征,辨别脑部真实的功用活动区域。GLCM的不相联络数、熵、和方差、熵差值与脑功用相关性最强,回归模型的辨认准确率高达80.19%。

  参考文献:郭翌等,肿瘤印象学2017年第26卷第2期
| 转到上一篇 | 转到下一篇 | 仿制链接 | 加入收藏 | 回来主页 | 同享到:
颅内脱髓鞘假瘤印象学体现
颅内脱髓鞘假瘤影
肝脏感染性病变印象学辨别确诊和潜在圈套(一)
肝脏感染性病变影
滋润型肝癌:伟德科医师需求知道些什么?(一)
滋润型肝癌:伟德
中枢神经细胞瘤(central neurocytomas)印象学特色总述
中枢神经细胞瘤(
    相关内容:
宣布谈论 共有条谈论
用户名: 暗码:
验证码: 匿名宣布
引荐伟德国际
赞助商链接
抢手内容
印象解剖
赞助商链接
最新内容