简介:摘要目的建立基于多参数MRI影像组学及临床特征的机器学习预测模型,并评价其治疗前预测鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma, NPC)远处转移风险的效能及临床应用价值。材料与方法回顾性分析2010年6月至2017年9月来自三家医院的1393例经病理证实的NPC患者的临床资料及MRI图像(训练队列1049例、外部验证队列344例)。用ITK-SNAP勾画感兴趣区并用Pyradiomics包逐层提取特征。使用相关性分析、单因素分析和递归特征消除法筛选特征,最后通过梯度提升机(Gradient Boosting Machine, GBM)算法构建模型。通过受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线比较模型的预测效能,以及决策曲线分析评估临床实用性。利用SHAP(SHapley Additive exPlanation)算法赋予最佳预测模型可解释性。结果经筛选后最终保留10个影像组学特征。基于影像组学特征、临床特征、影像组学+临床特征三种特征组合构建了GBM_R、GBM_C和GBM_RC模型。三者在训练集上的ROC曲线下面积(area under the curve, AUC)值分别为0.938、0.724和0.938;GBM_RC(命名为NPC-Wise)在外部验证集中取得了最高的AUC值,为0.775。N分期是NPC-Wise预测过程中最重要的特征。SHAP模型预测力图能直观可视化特征影响NPC-Wise预测远处转移风险的过程。结论基于多参数MRI影像组学及临床特征的可解释性机器学习预测模型NPC-Wise在预测NPC远处转移风险方面具有较高效能,SHAP算法为其提供了个体水平的可解释性,能为个性化治疗提供有价值的决策依据。
简介:摘要膀胱癌(bladder cancer, BCa)发病率居全球泌尿系统恶性肿瘤前列,具有高复发率和高死亡率等特点,早期精准诊断BCa病理分级、淋巴结转移、肌层浸润对于治疗决策制订和疗效及预后评估具有重要作用。多参数磁共振成像(multiparameter magnetic resonance imaging, mpMRI)以其较高的软组织分辨率和结构功能多层次信息呈现,为BCa早期精准诊断提供了关键成像手段。近年来,随着影像组学智能诊断技术的发展,磁共振影像组学挖掘隐藏在多序列图像中的微观尺度信息,在肿瘤诊断、疗效评估、预后预测方面具有重要的临床应用价值。本文系统综述了mpMRI影像组学在BCa术前分级预测、淋巴结转移、肌层浸润和疗效及预后评估等方面的研究进展。