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协调多CT设备间肝脏影像组学特征的一致性

Harmonizing the consistency of liver radiomic features across multiple CT devices

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摘要目的评估健康肝脏影像组学特征在多种CT扫描仪中的一致性,并探究基于图像和基于特征的协调方法对结果的影响.方法回顾性收集2015年1月1日～2023年1月1日赣州市人民医院4台CT设备的243例健康成年人的腹部CT检查结果(Optima CT660:n=83,Revolution 512 CT:n=56,Emotion 16:n=69,Definition AS+CT:n=35).对每位患者在肝门层面选择肝实质勾画直径为30 mm的三维感兴趣区域,使用Pyradiomics提取93个影像组学特征.采用均值中心化、Z-Score、重采样、直方图匹配和ComBat方法协调设备间的差异.使用Mann-Whitney U检验比较两台扫描仪之间以及应用协调方法前后特征的一致性,并计算Cohen's d值,以评估不同方法的影响大小.结果肝脏影像组学特征总体一致性为55.38%,其中在相同制造商设备中为87.10%,在不同制造商设备为39.52%;经均值中心化、Z-Score、重采样、直方图匹配和ComBat方法协调后,总体保持一致的特征比例分别为:44.82%、68.82%、66.49%、76.52%和100%;d值分别为-0.57、0.62、0.57、0.78、1.59.结论肝脏CT影像组学特征在不同设备之间的一致性较差,仅在同一制造商的扫描仪中保持良好.基于图像和特征的协调方法能有效减少由不同CT制造商和设备型号引起的特征变异;其中,重采样和直方图匹配依赖于具体的参数设置和参考图像的选取;基于特征的ComBat协调表现最佳,使得所有特征在不同设备之间均能保持一致,对未来跨设备或跨中心的研究具有积极影响.

作者 周创辉 ^[1] 周建伟 ^[2] 麦迪娜·巴吐尔 ^[3] 黄靖涵 ^[3] 秦耿耿 ^[4] 钟海舰 ^[1] 学术成果认领

作者单位 赣南医科大学医学信息工程学院,江西赣州 341000 ^[1] 南方医科大学南方医院医学影像诊断科,广东广州 510515 ^[2] 南方医科大学生物医学工程学院,广东广州 510515 ^[3] 赣南医科大学医学信息工程学院,江西赣州 341000;南方医科大学南方医院医学影像诊断科,广东广州 510515 ^[4]

关键词 CT 批次效应影像组学特征一致性图像协调特征协调 CT batch effects radiomics feature consistency image harmonization feature harmonization

栏目名称

临床研究

DOI 10.12122/j.issn.1674-4500.2024.09.05

发布时间 2024-10-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

基金项目

广东省自然科学基金（2414050003969）赣州市科技计划项目（2022-RC1349）