[發(fā)明專利]一種基于雙區(qū)域影像組學(xué)的食管鱗癌生存預(yù)測方法和系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110477059.X
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113096757A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董璐;李志成;趙源深;張圣海
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號: G16H10/60
• 分類號: G16H10/60;G16H50/20;G16H50/30;G16H50/50;G16H50/70
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務(wù)所 11430
• 代理人: 耿慧敏;朱偉軍

1.一種基于雙區(qū)域影像組學(xué)的食管鱗癌生存預(yù)測方法，包括以下步驟：

步驟S1，利用已知病例的數(shù)據(jù)集，分別提取腫瘤區(qū)域和淋巴結(jié)區(qū)域的影像組學(xué)特征，該數(shù)據(jù)集包含患者的CT影像數(shù)據(jù)、生存期信息和臨床風(fēng)險信息；

步驟S2，對所提取的影像組學(xué)特征進(jìn)行可預(yù)測性篩選；

步驟S3，將篩選后的特征輸入最小絕對收縮和選擇算子LASSO回歸模型，獲得非零系數(shù)的特征，并利用非零系數(shù)特征的線性組合構(gòu)建用于生存預(yù)測的雙區(qū)域影像組學(xué)預(yù)后模型，其中所述雙區(qū)域影像組學(xué)預(yù)后模型的輸入是融合腫瘤區(qū)域和淋巴結(jié)區(qū)域建立的雙區(qū)域影像組學(xué)特征。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1包括：

針對病例的CT影像數(shù)據(jù)，采用線性插值法將所有體素各向同性地重采樣并進(jìn)行特征提取，以勾畫腫瘤區(qū)域和淋巴結(jié)區(qū)域的三維感興趣體積VOI；

在描繪表示腫瘤和淋巴結(jié)區(qū)域的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差中，強(qiáng)度超過μ±3σ的體素被丟棄，其中μ是平均值，σ是標(biāo)準(zhǔn)偏差；

在病例腫瘤VOI中，提取腫瘤區(qū)域的影像組學(xué)特征，每個病例的腫瘤區(qū)域影像組學(xué)特征包括一階特征、形狀特征和紋理特征；

在病例淋巴結(jié)VOI中，提取淋巴結(jié)區(qū)域的影像組學(xué)特征，每個病例的淋巴結(jié)區(qū)域影像組學(xué)特征同樣包括一階特征、形狀特征和紋理特征。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟S2包括：針對所提取的影像組學(xué)特征進(jìn)行降維，通過可預(yù)測性選擇，計算每個特征的一致性指數(shù)C-index，去除C-index在0.4至0.6之間的特征。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述雙區(qū)域影像組學(xué)預(yù)后模型的輸入還包括臨床病理因素。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述臨床病理因素包含年齡、性別，CT報告腫瘤長度和厚度、CT報告中腫瘤的位置、淋巴結(jié)狀態(tài)，pT和pN分期。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，訓(xùn)練所述雙區(qū)域影像組學(xué)預(yù)后模型的影像組學(xué)標(biāo)簽根據(jù)以下步驟構(gòu)建：

針對影像組學(xué)特征的線性組合，構(gòu)建影像組學(xué)標(biāo)志物模型，并計算出每位患者的影像組學(xué)評分Rad-score；

使用X-tile，生成訓(xùn)練數(shù)據(jù)集的Rad-score最優(yōu)截斷值；

使用最優(yōu)切斷值，將患者分為高風(fēng)險組和低風(fēng)險組。

7.一種基于雙區(qū)域影像組學(xué)的食管鱗癌生存預(yù)測系統(tǒng)，包括：

特征提取單元：用于利用已知病例的數(shù)據(jù)集，分別提取腫瘤區(qū)域和淋巴結(jié)區(qū)域的影像組學(xué)特征，該數(shù)據(jù)集包含患者的CT影像數(shù)據(jù)、生存期信息和臨床風(fēng)險信息；

特征篩選單元：用于對所提取的影像組學(xué)特征進(jìn)行可預(yù)測性篩選；

生存預(yù)測單元：用于將篩選后的特征輸入最小絕對收縮和選擇算子LASSO回歸模型，獲得非零系數(shù)的特征，并利用非零系數(shù)特征的線性組合構(gòu)建用于生存預(yù)測的雙區(qū)域影像組學(xué)預(yù)后模型，其中所述雙區(qū)域影像組學(xué)預(yù)后模型的輸入是融合腫瘤區(qū)域和淋巴結(jié)區(qū)域建立的雙區(qū)域影像組學(xué)特征。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述雙區(qū)域影像組學(xué)預(yù)后模型的輸入還包括臨床病理因素，該臨床病理因素包含年齡、性別，CT報告腫瘤長度和厚度、CT報告中腫瘤的位置、淋巴結(jié)狀態(tài)，pT和pN分期。

9.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，其中，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述方法的步驟。

10.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，其中，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述方法的步驟。