基于多参数MRI影像组学识别局灶性皮层发育不良的研究

目的:建立多参数MRI影像组学列线图,探寻其识别局灶性皮层发育不良(Focal cortical dysplasia,FCD)患者的效能。材料与方法:回顾性分析2017年7月至2022年5月在Surprise medical bills南昌大学第二附属医院就诊并经术后病理证实为FCD的43例患者,将其对侧脑组织纳为阴性对照组,共计86个研究对象。以2021年1月为时间截点,2021年1月之前患者以8:2比例随机分为训练集(n=55)及验证集(n=11)。2021年1月之后的患者列为模型外测试集(n=20)。分别提取来自T1WI、T2WI、T2FLAIR、组合序列(T1WI+T2WI+T2FLAIR)图像的影像组学特征,使用最小绝对收缩与选择算子算法(Least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)对影像组学特征进行筛选和降维,将有意义影像组学特征作为变量构建多因素logistic回归模型,获取列线图。使用受试者工作特征曲线、校准曲线、临床决策曲线评价模型表现,使用模型外测试集评估模型的稳定性,并与医师诊断效能相比较进一步评估模型的临床实用性,通过德隆检验、净重新分类指数(iNSC 127716ntegrated discrimination improvement,NDI)、综合判别改善指数(integrated discrimination improvement,IDI)评估诊断效能差异。采用spearman相关分析探寻与FCD高度相关影像组学特征与病程间的相关性。结果:在基于单一序列的模型比较中,基于T2WI序列的影像组学模型表现最佳,在训练集、验证集模型AUC值分别为0.805、0.814。比较3个单一序列模型与组合序列模型,基于组合序列logistic回归模型诊断效能优于单一序列模型。校准曲线结果显示基于组合序列影像组学特征的列线图识别FCD患者与实际结果的一致性良好(p>0.EPZ-6438采购05),临床决策曲线显示列线图具有临床实用性。通过模型外测试集进一步验证模型并与医师诊断效能相比较。基于组合序列影像组学logistic回归模型在训练集、验证集、模型外测试集的AUC值分别为0.847,0.857,0.730,均优于低年资医师在训练集的0.612(p=0.007),验证集的0.589(p=0.264),模型外测试集的0.600(p=0.471),以及高年资医师在训练集的0.710(p=0.058),验证集的0.661(p=0.377),模型外测试集的0.650(p=0.619)。在训练集、验证集、模型外测试集中,再分类指标NRI、IDI显示基于组合序列的影像组学logistic回归模型诊断效能较低年资医生及高年资医师的诊断效能有提升,在低年资医师中更为显著(NRI:0.505,0.250,0.500;IDI:0.226,0.286,0.142)。同时,发现与FCD病灶高度相关的影像组学特征中,对比度特征与病程呈负相关。结论:多参数MRI影像组学列线图识别FCD患者效能良好,可与高年资医师媲美,优于低年资医师的诊断效能,影像组学将对我们在FCD的影像学诊断方面起指导及辅助作用。