Неинвазивная диагностика глиом головного мозга по гистологическому типу с помощью нейрорадиомики в стандартизированных зонах интереса: на пути к цифровой биопсии

Аннотация:

Потенциал развития современной лучевой диагностики заключается не только в новых технологиях получения изображений, но и в совершенствовании способов извлечения из них полезной информации. Серьезные перспективы ученые связывают с радиомикой — методологией анализа большого числа количественных характеристик медицинских изображений. Однако в этой области существует ряд проблем, ограничивающих воспроизводимость результатов исследований. Одна из них — отсутствие стандартов в определении зон интереса. Цель исследования. Мы предлагаем стандартизированный подход к определению зон интереса для расчета количественных характеристик магнитно-резонансных (МР) изображений глиальных опухолей головного мозга с помощью радиомики и проверяем гипотезу об эффективности такого подхода для дифференциальной диагностики глиом разного гистологического типа по данным MP-томографии (МРТ). Проанализированы данные предоперационной МРТ 83 взрослых пациентов с диагнозом глиома головного мозга (верифицированным по результатам биопсии) одного из четырех типов по классификации Всемирной организации здравоохранения (2016): олигодендроглиома, анапластическая олигодендроглиома, анапластическая астроцитома, глиобластома. С помощью радиомики рассчитывали количественные характеристики для модальностей Т1, Т1 с контрастом, Т2 и T2-FLAIR в 4 стандартизированных обьемных зонах интереса по 356 вокселей (46,93 мм3) каждая: 1) зоне накопления контрастного вещества; 2) зоне отека-инфильтрации; 3) зоне, примыкающей к зоне отека-инфильтрации; 4) референсной зоне в контрлатеральном полушарии. Далее обучали математические модели классифицировать MP-изображения глиомы по ее гистологическому типу, используя рассчитанные количественные характеристики. Объем обучающей выборки составил от 70 до 80% исходных данных. В результате средняя точность дифференциальной диагностики 4 гистологических типов глиом в проведенных экспериментах с машинным обучением на тестовой выборке составила 81,6%, средняя точность идентификации отдельных типов — от 94,1 до 99,5%. Наилучший результат был получен с использованием метода опорных векторов и модели типа «случайный лес». Заключение. В пилотном исследовании предложенная стандартизация зон интереса по размеру продемонстрировала высокую эффективность для дифференциальной диагностики олигодендроглиомы, анапластической олигодендроглиомы, анапластической астроцитомы и глиобластомы по данным МРТ. Имеются основания для применения и совершенствования данной методологии в дальнейших работах.

Авторы:

Издание: Журнал вопросы нейрохирургии им.Н.Н.Бурденко
Год издания: 2023
Объем: 8с.
Дополнительная информация: 2023.-N 6.-С.59-66. Библ. 15 назв.
Просмотров: 16