基于CT影像组学结合机器学习预测复杂性与非复杂性急性阑尾炎.pdf
《基于CT影像组学结合机器学习预测复杂性与非复杂性急性阑尾炎.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于CT影像组学结合机器学习预测复杂性与非复杂性急性阑尾炎.pdf(8页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、本文引文格式:李文武,卜慧萍,姚明哲,等.基于C T影像组学结合机器学习预测复杂性与非复杂性急性阑尾炎J.右江民族医学院学报,2 0 2 4,4 6(1):5 7-6 4.【论著与临床报道】基于C T影像组学结合机器学习预测复杂性与非复杂性急性阑尾炎李文武1,卜慧萍2,姚明哲1,竺仕林1,杨雅量1,葛星月1,唐乾利3(1.右江民族医学院研究生学院,广西 百色 5 3 3 0 0 0;2.广西医科大学第一附属医院放射科,广西 南宁 5 3 0 0 2 1;3.右江民族医学院附属医院,广西 百色 5 3 3 0 0 0)摘 要:目的 探讨和验证不同影像组学模型在复杂性与非复杂性急性阑尾炎的术前鉴别
2、诊断中的价值。方法 回顾性分析2 1 2例经手术病理证实为急性阑尾炎患者的临床资料及C T平扫图像,从C T图像中提取影像组学特征,经过特征的降维和筛选,分别采用L o g i s t i c回归、支持向量机(S VM)和随机森林等算法构建影像组学模型,通过比较受试者工作特征(R O C)曲线下面积(AU C)、准确度、9 5%置信区间(9 5%C I)等指标获得最佳的影像组学模型。此外,应用单因素和多因素L o g i s t i c回归分析来筛选临床特征并建立临床模型。通过多变量逻辑回归将影像组学标签与临床标签相结合,构建一个组合模型。最后,采用R O C曲线分析来评估模型的性能,并利用决
3、策曲线分析(D C A)来评估模型的临床价值。结果 最终筛选出年龄和C反应蛋白2个临床特征。从每个患者C T图像共提取出18 3 4个影像组学特征,并确定了1 6个最有价值的影像组学特征。在影像组学模型中,S VM表现出最佳的预测效率和稳定性,训练集和测试集的AU C分别为0.9 1 6(9 5%C I为0.8 6 20.9 7 0)和0.8 4 2(9 5%C I为0.7 3 90.9 4 5)。在所有模型中,组合模型的诊断效能最佳,训练集和测试集的AU C分别为0.9 4 3(9 5%C I为0.8 9 60.9 9 0)和0.8 5 5(9 5%C I为0.7 5 90.9 5 1)。D
4、 C A提示组合模型具有更好的预测性能和临床价值。结论 结合影像组学特征与临床特征的组合模型对复杂性与非复杂性急性阑尾炎具有良好的预测能力,可以为临床决策提供了一种无创、有效的方法,避免不必要的手术切除。关键词:影像组学;机器学习;急性阑尾炎;临床特征中图分类号:R 4 4 5;R 6 5 6.8 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 1-5 8 1 7(2 0 2 4)0 1-0 0 5 7-0 8d o i:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 0 0 1-5 8 1 7.2 0 2 4.0 1.0 1 1P r e d i c t i o no f c o m p l i c
5、a t e da n du n c o m p l i c a t e da c u t ea p p e n d i c i t i su s i n gC T-b a s e dr a d i o m i c s c o m b i n e dw i t hm a c h i n e l e a r n i n gm o d e l sL iW e n w u1,B uH u i p i n g2,Y a oM i n g z h e1,Z h uS h i l i n1,Y a n gY a l i a n g1,G eX i n g y u e1,T a n gQ i a n l i3
6、(1.G r a d u a t eS c h o o l,Y o u j i a n gM e d i c a lU n i v e r s i t yf o rN a t i o n a l i t i e s,B a i s e5 3 3 0 0 0,C h i n a;2.R a d i o l o g yD e p a r t m e n t,F i r s tA f f i l i a t e dH o s p i t a l o fG u a n g x iM e d i c a lU n i v e r s i t y,N a n n i n g5 3 0 0 2 1,C h
7、i n a;3.A f f i l i a t e dH o s p i t a l o fY o u j i a n gM e d i c a lU n i v e r s i t yf o rN a t i o n a l i t i e s,B a i s e5 3 3 0 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:O b j e c t i v e T oe x p l o r ea n dv a l i d a t et h ev a l u eo fv a r i o u sr a d i o m i c sm o d e l s i nt h ep r e o
8、p e r a t i v ed i s c r i m i n a t i o nb e t w e e nc o m p l i c a t e da n du n c o m p l i c a t e da c u t ea p p e n d i c i t i s.M e t h o d s r e t r o s p e c t i v ea n a l y s i so fc l i n i c a l d a t aa n dC Tp l a i ni m a g e sf r o m2 1 2s u r g i c a l l yc o n f i r m e da c u
9、 t ea p p e n d i c i t i sc a s e sw a sc o n d u c t e d.R a-d i o m i c f e a t u r e sw e r ee x t r a c t e df r o mC Ti m a g e s,f o l l o w i n gf e a t u r e r e d u c t i o na n ds e l e c t i o n.V a r i o u sa l g o r i t h m s75第4 6卷 第1期 右江民族医学院学报 V o l.4 6N o.12 0 2 4年2月 J o u r n a l
10、o fY o u j i a n gM e d i c a lU n i v e r s i t yf o rN a t i o n a l i t i e s F e b.2 0 2 4基金项目:广西特聘专家项目(桂人才通字2 0 1 91 3号);广西医学高层次领军人才培养“1 3 9”计划项目资助(桂卫科教发2 0 1 82 2号)第一作者:李文武,在读硕士研究生,研究方向:普外科疾病的基础与临床研究,E-m a i l:l i w e n w u 6 61 6 3.c o m 通讯作者:唐乾利,二级教授、主任医师,博士/硕士研究生导师,研究方向:胆石症和创面修复的基础与临床研究,E-m
11、 a i l:h t-m g x 1 6 3.c o mi n c l u d i n gL o g i s t i cR e g r e s s i o n,S u p p o r tV e c t o rM a c h i n e(S VM),a n dR a n d o m F o r e s tw e r ee m p l o y e dt oc o n-s t r u c t r a d i o m i c sm o d e l s.M o d e l p e r f o r m a n c ew a se v a l u a t e db yc o m p a r i n gm e
12、 t r i c ss u c ha st h eA r e aU n d e rt h eR e c e i v e rO p e r a t i n gC h a r a c t e r i s t i c(R O C)C u r v e(AU C),a c c u r a c y,a n d9 5%c o n f i d e n c e i n t e r v a l s(9 5%C I)t od e t e r m i n e t h eo p t i m a l r a d i o m i c sm o d e l.A d d i t i o n a l l y,u n i v a
13、r i a t ea n dm u l t i v a r i a t eL o g i s t i cR e g r e s s i o na n a l y s e sw e r ep e r f o r m e dt os e l e c t c l i n i c a l f e a t u r e sa n de s t a b l i s hac l i n i c a lm o d e l.Ac o m b i n e dm o d e lw a sd e v e l o p e db yi n t e g r a t i n gr a d i o m i c l a b e l
14、 sw i t hc l i n i c a l l a b e l su s i n gm u l t i v a r i a t e l o g i s t i c r e g r e s s i o n.F i n a l l y,R O Cc u r v e a n a l y-s i sw a sc o n d u c t e dt oa s s e s s t h em o d e l sp e r f o r m a n c e,a n dD e c i s i o nC u r v eA n a l y s i s(D C A)w a sc o n d u c t e dt o
15、e-v a l u a t e i t sc l i n i c a lu t i l i t y.R e s u l t s T h e f i n a l s e l e c t i o ni n c l u d e da g ea n dC-r e a c t i v ep r o t e i na st h et w oc l i n i c a lf e a t u r e s.F r o me a c hp a t i e n t sC Ti m a g e s,at o t a lo f18 3 4r a d i o m i cf e a t u r e sw e r ee x
16、t r a c t e d,1 6m o s tv a l u a b l ef e a t u r e s i d e n t i f i e d.Am o n g t h e r a d i o m i c sm o d e l s,S VMe x h i b i t e d t h eh i g h e s t p r e d i c t i v e e f f i c i e n c ya n ds t a b i l i t y,w i t hAU C so f 0.9 1 6(9 5%C I:0.8 6 20.9 7 0)i nt h et r a i n i n gs e ta
17、n d0.8 4 2(9 5%C I:0.7 3 90.9 4 5)i nt h et e s t s e t.I na l lm o d e l s,t h ec o m b i n e d m o d e ls h o w e dt h eb e s td i a g n o s t i cp e r f o r m a n c e,w i t hAU C so f0.9 4 3(9 5%C I:0.8 9 60.9 9 0)i nt h e t r a i n i n gs e t a n d0.8 5 5(9 5%C I:0.7 5 90.9 5 1)i nt h e t e s t
18、s e t.D C As u g g e s-t e dt h a t t h ec o m b i n e dm o d e lh a ds u p e r i o rp r e d i c t i v ep e r f o r m a n c ea n dc l i n i c a lv a l u e.C o n c l u s i o n T h ec o m-b i n e dm o d e l i n t e g r a t i n gr a d i o m i ca n dc l i n i c a l f e a t u r e sd e m o n s t r a t e s
19、r o b u s tp r e d i c t i v ea b i l i t yi nd i s t i n g u i s h i n gb e t w e e nc o m p l i c a t e da n du n c o m p l i c a t e da c u t ea p p e n d i c i t i s,p r o v i d i n gan o n-i n v a s i v ea n de f f e c t i v ea p p r o a c hf o rc l i n i c a l d e c i s i o n-m a k i n ga n dp
20、 o t e n t i a l l ya v o i d i n gu n n e c e s s a r ys u r g i c a l r e s e c t i o n.K e yw o r d s:R a d i o m i c s;M a c h i n eL e a r n i n g;A c u t eA p p e n d i c i t i s;C l i n i c a lF e a t u r e 急性阑尾炎(a c u t ea p p e n d i c i t i s,AA)为临床常见急腹症,起病急且进展迅速,根据病理亚型AA可分为复杂性急性阑尾炎(c o m
21、p l i c a t e da c u t ea p p e n d i c i t i s,C A)和非复杂性急性阑尾炎(u n c o m p l i c a t e da c u t ea p-p e n d i c i t i s,U C A)两种,C A指的是伴随坏疽、穿孔或局部脓肿形成的AA,二者分别可采取手术和非手术的治疗方式,但两者在临床上鉴别较为困难1。因此,寻找一种能够在术前准确鉴别二者的方法极为重要。计算机断层扫描(c o m p u t e dt o m o g r a p h y,C T)影像学特征和临床特征均在一定程度上有助于预测AA病理亚型,有助于不同AA的术前
22、诊断和优化治疗。近年来,影像组学已成为一个前景广阔的新兴领域,它通过高通量提取大量影像学特征,分析病变形状和纹理特征,对医学图像进行深入的探索和分析,揭示肉眼无法观测到的图像中隐藏的、复杂的细节,不受医师的工作经验及主观因素的影响,能够根据不同疾病的异质性反映潜在的相关表型信息以提供对疾病的全面定量分析2。为了进一步深入探索影像组学在AA中的应用价值,本研究通过C T影像组学特征结合临床特征构建模型来鉴别C A和U C A,为患者精准治疗提供临床决策依据。1 材料与方法1.1 患者群体 经医院机构伦理审查委员会的批准,本课题组收集了2 0 1 9年7月至2 0 2 3年3月期间在本院经手术病理
23、诊断为AA的患者病例资料。纳入标准:年龄1 4岁;有手术记录和组织病理学结果;患者术前2 4h行腹部或盆腔C T平扫;发病后没有使用抗生素治疗;临床资料完整。排除标准:呼吸、胃肠道蠕动或金属伪影所致的影像质量不佳;因严重的阑尾周围积液、粘连或肠管重叠而在C T上看不清阑尾轮廓;经手术组织病理学证实为非急性阑尾炎(如慢性阑尾炎、阑尾黏液囊肿、阑尾黏液性肿瘤、阑尾神经内分泌肿瘤或阑尾癌等);合并精神病患者;同期实施其他手术;合并有免疫系统或血液系统相关疾病或肿瘤。经上述标准最终纳入2 1 2例患者,其中C A6 3例(男性3 1例、女性3 2例),U C A1 4 9例(男性8 1例、女性6 8例
24、),按73的比例随机分为训练集(C A4 4例、U C A1 0 4例)和测试集(C A1 9例、U C A4 5例)。1.2 仪器及扫描范围 仪器使用美国G E公司6 4排计算机断层扫描仪常规螺旋扫描,取仰卧位,扫描范围从横膈膜到耻骨连合。主要扫描参数:螺距0.9 8 4,管电压1 0 01 2 0k V,有效管电流2 0 03 0 0mA s,扫描层厚5mm。1.3 影像及临床资料分析 患者的C T影像和临床数据来自本院的常规临床记录和图像存档与通信系统(p i c t u r ea r c h i v i n ga n dc o mm u n i c a t i o ns y s t e
25、 m,P A-C S)和医院信息系统(h o s p i t a li n f o r m a t i o ns y s t e m,H I S)系统。本课题组回顾性分析的临床资料包括性别、年龄、白细胞(WB C)、中性粒细胞(N E UT)、血红蛋白(HG B)、血小板(P L T)、白蛋白(A L B)、球蛋白(G L O)、C反应蛋白(C R P)、中性粒细胞与淋巴细胞比值(N L R)、血小板与淋巴细胞比值(P L R)和术后病理诊断结果。1.4 图像分割 所有图像以数字化医学影像与通信(d i g i t a l i m a g i n ga n dc o mm u n i c a
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 CT 影像 结合 机器 学习 预测 复杂性 急性 阑尾炎
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。