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多模态磁共振影像组学鉴别脑胶质瘤复发与治疗后反应的研究

摘要目的:本研究旨探讨多模态磁共振(T2WI、ADC、T1WI-CE)联合动态对比增强磁共振成像(dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging,DCE)影像组学构建诊断模型效能,在区分胶质瘤复发及治疗后反应的准确性及其临床价值。<br>  材料与方法:本研究回顾性分析2018年1月至2023年3月间于山东第一医科大学附属省立医院,全部均经手术切除肿瘤且病理组织学证实为脑胶质瘤的患者,术后患者接受放疗、化疗治疗后于术区MRI增强扫描出现异常强化区。所有患者应用3.0T磁共振扫描仪进行成像检查,随访时间均不少于6个月,每次磁共振检查接受颅脑常规序列(T2WI、T1WI)、DWI、T1WI增强扫描、DCE及3D-T1WI增强扫描共110例;根据病理组织诊断和(或)多次影像及临床随访检查,并使用神经肿瘤学反应评估标准RANO评估,将110例患者分为复发性胶质瘤组(n=77)及治疗后反应组(n=33)两组;复发性胶质瘤组、治疗后反应组以7∶ 3的比例随机分成训练集、测试集。将图像运用3D-Slicer开源软件,沿病灶边缘逐层手动勾画感兴趣区域,从中提取影像组学特征。把T2WI、ADC、T1WI-CE、DCE(参数Ktrans、Ve、iAUC图)图中的各个特征,分别先后采用T检验、MUSE选择器和最小绝对收缩与选择算法LASSO进行筛选,采用逻辑回归分类器RF构建诊断模型,并对模型的诊断效能进行评估。<br>  结果;鉴别胶质瘤复发组、治疗后反应组诊断模型:特征筛选后T2WI、ADC、T1WI-CE、DCE(参数Ktrans、Ve、iAUC图)分别得到7、5、3、7、5、10个最有价值特征。训练集中运用RF算法建立的T2WI、ADC、T1WI-CE、DCE(参数Ktrans Ve、iAUC图)模型中训练集准确率分别是0.937、0.875、0.750、0.848、0.833、0.815;在测试集中T2WI、ADC、T1WI-CE、DCE(参数Ktrans、Ve、iAUC图)的AUC分别是0.71、0.83、0.76、0.74、0.83、0.81;敏感度分别是0.76、0.86、0.82、0.95、0.80、0.82;特异度分别是0.93、0.75、0.85、0.60、0.75、0.85;准确率是0.78、0.87、0.88、0.85、0.82、0.80。<br>  结论:采用RF分类器建立的ADC、T1WI-CE以及DCE(参数Ktrans、Ve、iAUC)模型对于鉴别胶质瘤复发、治疗后反应有良好的诊断效能。

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