曾延玮, 徐智坚, 曹鑫, 吕锟, 李惠明, 高敏, 居胜红, 刘军, 耿道颖
摘要:
背景与目的:弥漫大B细胞淋巴瘤(diffuse large B-cell lymphoma,DLBCL)的生发中心B细胞样(germinal center B-cell-like,GCB)亚型和非GCB(non-GCB)亚型在患者预后和治疗上存在差异,但目前依赖有创病理学检查。本研究基于多参数MRI构建影像组学和深度学习模型,旨在于术前无创性区分这两种亚型。方法: 本研究回顾性分析2013年3月—2024年12月在复旦大学附属华山医院及外院经病理学检查确诊的DLBCL患者。使用多参数MRI扫描数据,结合4种影像组学机器学习[支持向量机(support vector machine,SVM)、逻辑回归(logistic regression,LR)、高斯过程(Gaussian process,GP)和朴素贝叶斯(Naive Bayes,NB)]和3种深度学习[密集连接卷积网络121(densely-connected convolutional networks 121,DenseNet121)、残差网络101(residual network 101,ResNet101)和高效网络B5(EfficientNet-b5)]建立DLBCL亚型分类模型。此外,两名经验不同的放射科医师在盲法下基于MRI图像独立分类DLBCL。模型和医师的诊断性能均通过接收者操作特征曲线下面积(area under the curve,AUC)、准确度(accuracy,ACC)和F1分数(F1-score,F1)等指标进行量化评估,以衡量其区分GCB和non-GCB亚型的能力。本研究经复旦大学附属华山医院伦理委员会批准(KY2024-663),所有患者均知情同意。结果: 本研究共纳入173例患者(GCB型55例,non-GCB型118例)。影像组学和深度学习方法能有效地区分DLBCL亚型。其中,GP影像组学模型(基于T1-CE+T2-FLAIR+ADC序列)和DenseNet121深度学习模型(基于T1-CE+T2-FLAIR+ADC序列)表现最佳,在内部验证集上分别取得优异性能(GP: AUC=0.900,ACC=0.896,F1=0.840;DenseNet121: AUC=0.846,ACC=0.854,F1=0.774),并在外部验证集上保持稳健。并且,最优AI模型的分类效能优于经验丰富的放射科医师(医师最高AUC=0.678)。结论: 基于多参数MRI特征的影像组学与深度学习模型可有效地鉴别DLBCL的GCB与non-GCB亚型。其中,GP与DenseNet121模型在处理复杂图像数据、特别是融合多序列特征组进行亚型分类时,呈现出优异的性能。
中图分类号:
[1] | 彭东阁, 万子叶, 卢宁. 人工智能在胃癌诊疗和患者预后预测中的应用现状及未来展望[J]. 中国癌症杂志, 2025, 35(5): 496-504. |
[2] | 谭洪, 林圣庚, 熊毅. 人工智能赋能癌症协同药物组合预测的现状与挑战[J]. 中国癌症杂志, 2024, 34(9): 807-813. |
[3] | 黄浩哲, 陈红, 郑德重, 陈超, 王英, 许立超, 王耀辉, 何新红, 杨媛媛, 李文涛. 基于CT的影像组学诺模图预测结直肠癌肺转移射频消融后的局部肿瘤进展[J]. 中国癌症杂志, 2024, 34(9): 857-872. |
[4] | 庄晗, 胡伟刚, 章真, 王佳舟. 基于深度学习算法的病理学图片淋巴细胞浸润检测[J]. 中国癌症杂志, 2024, 34(4): 409-417. |
[5] | 刘琪, 常才, 李佳伟. 乳腺导管原位癌的影像学表现与分子分型、组织病理学分级及预后相关性的研究进展[J]. 中国癌症杂志, 2024, 34(2): 201-209. |
[6] | 傅圆圆, 侯润萍, 傅小龙. 基于胸部CT预测早期非小细胞肺癌淋巴道或血道转移风险的研究进展[J]. 中国癌症杂志, 2022, 32(4): 343-350. |
[7] | 陈光亮, 吴方恬, 曹军宁. 非特指EBV阳性弥漫大B细胞淋巴瘤的研究进展[J]. 中国癌症杂志, 2022, 32(3): 258-267. |
[8] | 董诗洁, 胡晓欣, 王 葳, 杨 孟, 岳 磊, 童 彤, 顾雅佳. 基于多序列MRI与多体系影像组学模型预测子宫颈癌淋巴结转移的研究[J]. 中国癌症杂志, 2021, 31(6): 460-467. |
[9] | 杨 鑫 , 章 真 . 基于深度学习的人工智能在数字病理学中的进展[J]. 中国癌症杂志, 2021, 31(2): 151-155. |
[10] | 李盼盼, 张 卓. 42例原发性中枢神经系统淋巴瘤患者预后影响因素分析[J]. 中国癌症杂志, 2021, 31(12): 1194-1201. |
[11] | 尤 超, 郑惠中, 姜婷婷, 简嘉豪, 范 明, 厉力华, 吴 炅, 顾雅佳, 彭卫军 . 基于影像组学对数字化乳腺断层摄影中肿块病变的鉴别诊断研究[J]. 中国癌症杂志, 2021, 31(12): 1162-1167. |
[12] | 张 艳, 唐 勇, 姚一芸, 邹丽芳, 窦红菊, 朱 琦. 头颈部弥漫大B细胞淋巴瘤患者临床特征及预后模型分析研究[J]. 中国癌症杂志, 2020, 30(6): 449-455. |
[13] | 王 平, 杨文秀, 周 杰, 冯江龙, 林超群. 弥漫大B细胞淋巴瘤中NF-κB/p65、PD-1、PD-L1表达相关性研究及其蛋白表达的临床意义[J]. 中国癌症杂志, 2020, 30(5): 375-382. |
[14] | 葛晓雯, 姚家美, 朱 娜, 栾丽娟, 高 峰, 曾海英, 纪 元, 谭云山, 侯英勇. Calreticulin在弥漫大B细胞淋巴瘤中的表达及临床意义[J]. 中国癌症杂志, 2020, 30(5): 347-354. |
[15] | 李梦蕾, 张 敬, 淡一波, 杨 光, 姚叶锋, 童 彤 . 术前预测结直肠癌淋巴结转移的临床-影像组学列线图的建立和验证[J]. 中国癌症杂志, 2020, 30(1): 49-56. |