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作者:钟毅;杨海涛;许张燕;朱同心;曾维;蒲永良;蒋璐;
单位:重庆医科大学附属第一医院放射科;重庆市渝北区中医院医学影像科;
摘要:目的 探讨基于MRI影像组学和语义特征的联合模型在鉴别良恶性椎体压缩性骨折(vertebral compression fractures,VCFs)中的价值,比较不同机器学习算法的诊断性能。材料与方法 纳入2018年1月至2022年12月期间就诊于重庆医科大学附属第一医院(中心一)及重庆市渝北区中医院(中心二)的449例VCFs患者(550个椎体),其中中心一共229例(103例良性,126例恶性),中心二共220例(163例良性,57例恶性)。中心一数据按7∶3比例分为训练集和内部验证集,中心二数据作为外部验证集。提取MRI矢状位序列[T1WI、T2WI、T2WI-脂肪抑制(fat saturation, FS)]的影像组学特征,结合语义特征,采用逻辑回归(logistic regression, LR)、随机森林(random forest, RF)和支持向量机(support vector machine, SVM)构建临床模型、影像组学模型及联合模型,比较不同模型在训练集和验证集中的受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线下面积(area under the curve, AUC)值。结果 联合模型整合2个语义特征和4个影像组学特征。采用LR算法构建的联合模型在训练集、内部验证集和外部验证集中的AUC分别为0.957[95%置信区间(confidence interval, CI):0.921~0.983]、0.936(95%CI:0.871~0.975)和0.921(95%CI:0.872~0.960),显著优于临床模型和单序列影像组学模型(DeLong检验P<0.05)。联合模型在校准曲线中表现出良好的校准性能,并在决策曲线分析中显示出更高的临床净收益。结论 基于影像组学和语义特征的联合模型结合LR算法,可显著提高MRI对VCFs的诊断准确性,为临床提供精准、高效的辅助诊断工具。
关键词:良性椎体压缩骨折;;恶性椎体压缩骨折;;磁共振成像;;影像组学;;语义特征