这篇文档属于类型a,即报告了一项原创研究。以下是对该研究的学术报告:
该研究由Rong-Sheng Liu、Jia Ye、Yang Yu、Zhi-Yan Yang、Jun-Lv Lin、Xiao-Dong Li、Tian-Shou Qin、Da-Peng Tao、Wei Song、Gang Wang和Jun Peng等作者共同完成。研究机构包括昆明理工大学医学院、云南省第一人民医院胸外科、云南大学信息科学与工程学院以及云南省第一人民医院放射科。该研究于2023年3月发表在《Translational Lung Cancer Research》期刊上。
肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因,其发病率和死亡率逐年上升。随着低剂量多排螺旋CT(computed tomography)的广泛应用和体检人数的增加,肺结节的检出率显著提高。约1%的肺结节为恶性肿瘤,其中大多数为肺腺癌(lung adenocarcinoma, LUAD)。肺腺癌的不同侵袭性程度决定了其管理方式的不同:对于生长缓慢的侵袭前肺结节,仅需定期随访,而侵袭性肺结节则需要择期或立即手术治疗。因此,准确诊断小结节肺腺癌的侵袭性至关重要。传统的诊断方法依赖于胸外科医生根据胸部CT特征进行判断,但这种方法获取的有用信息有限。近年来,基于CT影像组学(radiomics)和机器学习(machine learning)的方法被用于预测肺腺癌的侵袭性,并显示出良好的预测准确性。
研究回顾性分析了2020年2月至2022年2月在云南省第一人民医院胸外科接受视频辅助胸腔镜手术(video-assisted thoracoscopic surgery, VATS)的416例经病理证实为侵袭前病变和肺腺癌的患者。根据随机分类,患者被分为训练组(n=304)和验证组(n=112)。
研究使用RadCloud平台从CT图像中提取影像组学特征,并通过连续降维方法筛选出最相关的特征。具体流程包括:1)CT图像数据的获取;2)感兴趣区域(region of interest, ROI)的分割;3)影像组学特征的提取与筛选;4)使用6种机器学习算法建立和验证肺腺癌侵袭性预测模型。
研究使用了6种机器学习算法(k-最近邻k-nearest neighbor, KNN;支持向量机support vector machine, SVM;随机森林random forests, RF;逻辑回归logistic regression, LR;决策树decision tree, DT;极端梯度提升extreme gradient boosting, XGBoost)来构建预测模型,并通过接收者操作特征曲线(receiver operating characteristic, ROC)和曲线下面积(area under curve, AUC)评估预测性能。
在训练组中,6个模型的AUC值均超过0.914,95%置信区间(confidence interval, CI)为0.857–1.00,敏感性和特异性均超过0.87和0.85。在验证组中,6个模型的AUC值均超过0.732,95% CI为0.651–1.00,敏感性和特异性均超过0.70和0.77。研究结果表明,基于影像组学特征和机器学习算法的模型能够有效预测小肺结节肺腺癌的侵袭性。
该研究表明,基于CT影像组学和机器学习的方法能够有效预测小肺结节肺腺癌的侵袭性,为医生提供了更多的诊断依据。这种方法有助于提高肺结节的早期诊断率,防止误诊和误治,并为胸外科医生提供更个性化的诊疗方案。
研究还讨论了影像组学特征在区分侵袭前和侵袭性肺腺癌中的重要性,特别是纹理特征(texture features)和一阶统计特征(first-order statistical features)的应用。这些特征能够捕捉到传统视觉评估难以发现的细微差异,从而提高了诊断的准确性。此外,研究还指出了当前研究的一些局限性,如单中心回顾性研究、CT扫描设备差异以及样本量不平衡等,为未来的研究提供了改进方向。