我們已經(jīng)知道袋狞，影像組學(xué)是在一群影像上提取出肉眼看不見的“特征”，結(jié)合臨床的資料與病理標(biāo)準(zhǔn)映屋，分析他們苟鸯，并且構(gòu)建出一定的模型，應(yīng)用于患者的影像上棚点，從而協(xié)助臨床醫(yī)生早处，判斷患者是否需要用藥？腫瘤是良性還是惡性瘫析？腫瘤處在第幾期砌梆？他們的3年生存概率為多少默责？他們接下來的最佳治療方案是？
在上一篇我們談到“影像組學(xué)的官方定義”咸包，后臺大部分的留言并不是在提問桃序，而是在。烂瘫。媒熊。催更！好吧坟比，如今……她來了芦鳍！
“影像組學(xué)可以應(yīng)用在什么方面？”這是許多研究者經(jīng)常與我交流的問題葛账。這個問題非常大怜校，相信大家理解后感覺絕大部分的影像類研究都能蹭上一點(diǎn)組學(xué)技術(shù)。
小編根據(jù)文獻(xiàn)和自己的經(jīng)驗簡單總結(jié)了影像組學(xué)的幾個應(yīng)用方面注竿，從以下?十大維度?供大家參考Ｇ炎隆（所有參考文獻(xiàn)下載鏈接見文末）
【第一維度】
大咖田捷教授在其PPT內(nèi)展示，圍繞基于結(jié)直腸癌診療全過程巩割，說明人工智能中的影像組學(xué)是如何使得醫(yī)學(xué)治療更加精準(zhǔn)的裙顽，這個案例從臨床出發(fā)，提出3個問題：
（1）術(shù)前宣谈，新輔助治療是否達(dá)到pCR愈犹？
（2）術(shù)中，是否需要進(jìn)行淋巴結(jié)清掃闻丑？
（3）術(shù)后漩怎，是否需要進(jìn)行輔助放化療？
我們可以看出這么一個邏輯：
術(shù)前新輔助療效評估
↓
術(shù)中淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移預(yù)測
↓
術(shù)后化療必要性預(yù)測
參考文獻(xiàn)：1.1嗦嗡、1.2勋锤、1.3
在術(shù)前階段：
外科大夫一般會對患者做一個輔助化療（PCR）來控制癌癥發(fā)展，后續(xù)再對輔助化療失斀募馈（或者說還尚存癌細(xì)胞）的進(jìn)行開刀手術(shù)叁执。這里可以利用影像組學(xué)將PCR緩解的患者挑出來，這部分病人即可免除開刀手術(shù)矮冬，只需要密切觀察和隨訪即可谈宛。文章就發(fā)表CCR，現(xiàn)IF10.1分胎署！[1.1]（參考下圖）
在術(shù)中階段：
經(jīng)過化療后吆录，有大部分患者沒有達(dá)到PCR緩解效果，因此需要進(jìn)行開刀手術(shù)進(jìn)行淋巴結(jié)清掃琼牧。在實際臨床清掃過程結(jié)果顯示恢筝，有70%的患者竟然是假陽性哀卫！因此針對患者病理、影像數(shù)據(jù)滋恬，可以利用影像組學(xué)方法，給出是否需要進(jìn)行淋巴結(jié)清掃的答案抱究，可以將假陽性率從70%降到30%恢氯！該文章發(fā)表JCO上[1.2]，目前IF為32.956９乃隆Ｑ狻！合作單位是廣東省人民醫(yī)院劉再毅大咖Ｂ韬颉（參考下圖）
在術(shù)后階段：
一般術(shù)后均會進(jìn)行放化療以防手術(shù)后的復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移敢靡。但他們發(fā)現(xiàn)，實際上經(jīng)過手術(shù)后的只有20%的結(jié)直腸癌患者會有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移情況苦银，這意味著約有80%的患者花了錢且承受放化療的痛苦啸胧，來預(yù)防不可能發(fā)生（或者說發(fā)生的概率極小）的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移幔虏。因此他們利用影像組學(xué)技術(shù)纺念，把發(fā)生轉(zhuǎn)移概率較大的患者挑選出來，再去做放化療想括，其他患者只需要后續(xù)持續(xù)隨訪陷谱、觀察即可。文章是上篇提到的影像組學(xué)提出者lambin發(fā)表的瑟蜈，同樣是JCO烟逊！[1.3]（參考下圖）
這個維度需要從長計議，首先是圖像的標(biāo)準(zhǔn)化采集铺根，各位學(xué)者以后當(dāng)上主任后宪躯，在診治疾病的同時，建議將病例標(biāo)準(zhǔn)化采集位迂、保存眷唉，日后必定有大用處。
【第二維度】
根據(jù)疾病就診囤官、發(fā)現(xiàn)冬阳、治療和預(yù)后等過程，結(jié)合臨床的應(yīng)用與作用党饮，一般可以總結(jié)為以下4個方面：
第一方面為輔助鑒別診斷肝陪，可以理解為腫瘤（分子）分型，其核心為對(轉(zhuǎn)移)腫瘤進(jìn)行分類刑顺，以協(xié)助臨床的判斷氯窍、提高疾病診斷效率和提供治療方式參考饲常。如乙肝纖維化程度等同病理診斷[2.1]；肺結(jié)節(jié)良惡性鑒別狼讨；非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）分類[2.2]贝淤；原發(fā)、轉(zhuǎn)移瘤鑒別等政供；HIV損傷鑒別[2.3]播聪；眼眶淋巴瘤和炎性假瘤的無創(chuàng)定量鑒別[2.4]；如肝纖維化鑒別以取代肝穿（理論上）布隔。
第二方面為腫瘤分期（分級）离陶，其臨床目的為提高患者生存期。主要核心算法為生存分析衅檀。如非功能性垂體瘤亞型的精準(zhǔn)預(yù)測[2.5]招刨、非小細(xì)胞肺癌病理分型的精準(zhǔn)預(yù)測[2.2]、肥厚型心肌病[2.6]哀军。
第三方面為預(yù)后評估/監(jiān)測(post-treatment monitoring)/療效預(yù)測沉眶，其臨床目的為緩解患者醫(yī)療負(fù)擔(dān)[2.7-2.9]，如肺癌頭頸癌預(yù)后分析杉适、晚期肺癌預(yù)后預(yù)測[2.10]沦寂、對病患的鼻煙癌給出判斷及生存期預(yù)測、晚期肺癌EGFR突變靶向治療無進(jìn)展生存期進(jìn)行個性化的精準(zhǔn)預(yù)測[2.11]淘衙、腫瘤壞死&復(fù)發(fā)[2.7/2.12]传藏。
第四方面為治療方案，其目的是緩解醫(yī)院就診壓力彤守，提高就診毯侦、治療效率，如晚期直腸癌放化療后的反應(yīng)研究[2.13]具垫，EGFR突變/風(fēng)險分級[2.14]侈离。
【第三維度】
部位相互參考。從疾病或者部位角度筝蚕，我們可以快速閱覽各類可應(yīng)用的疾藏阅搿：
腦腫瘤[2.12]、鼻咽癌(晚期鼻咽癌無進(jìn)展生存期精準(zhǔn)預(yù)測[3.1/3.2])起宽、食管癌[3.3]洲胖、肺癌(預(yù)測肺癌遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移[3.4])、乳腺癌(組學(xué)特征與乳腺癌復(fù)發(fā)風(fēng)險聯(lián)系[發(fā)表Nature坯沪、新英格蘭绿映、JCO等3.5-3.7]、影像組學(xué)評估乳腺癌患者新輔助化療患者的反應(yīng)[3.8])、結(jié)直腸癌[1.2]叉弦、膠質(zhì)瘤丐一、胃腸道癌(胃癌腹膜轉(zhuǎn)移預(yù)測[3.9])、腎癌淹冰、膀胱癌库车、前列腺癌、頭頸部腫瘤樱拴、婦科腫瘤柠衍、甲狀腺等太多就不一一列舉了。
【第四維度】
影像&基因疹鳄。從生物技術(shù)角度看拧略，影像組學(xué)是推斷蛋白質(zhì)基因組和表型信息芦岂，因此目前更傾向把他們結(jié)合一起分析即放射基因組學(xué)（Radigenomics）分析瘪弓，如影像與基因回路關(guān)聯(lián)分析（論文）；將影像組學(xué)特征基因組聯(lián)合進(jìn)行miRNA關(guān)聯(lián)分析[4.2竟然發(fā)表了6分+的Cancers禽最！]腺怯；將腫瘤的水腫/浸潤部分或空間異質(zhì)性與基因組信息相關(guān)聯(lián)[4.3,IF=10]；MGMT啟動子的甲基化狀態(tài)[4.4]川无、基因突變(影像組學(xué)實現(xiàn)結(jié)直腸癌KRAS/NRAS/BRAF基因突變精準(zhǔn)預(yù)測[4.5/4.6/4.7])呛占。
【第五維度】
方法學(xué)比較。從方法學(xué)上懦趋，分析的角度有監(jiān)督學(xué)習(xí)(考慮金標(biāo)準(zhǔn))晾虑、無監(jiān)督學(xué)習(xí)(不考慮金標(biāo)準(zhǔn))等模式，業(yè)界內(nèi)基本為監(jiān)督學(xué)習(xí)仅叫，其主要的模型為統(tǒng)計機(jī)器學(xué)習(xí)帜篇，多數(shù)為二分類、多分類和回歸模型等诫咱，如果結(jié)合隨訪時間笙隙，隨訪重點(diǎn)事件，就可以構(gòu)建生存分析回歸模型坎缭；無監(jiān)督模型主要是單純分析組學(xué)特征與疾病的相關(guān)性竟痰，不存在病理的比較，主要方法有聚類分析掏呼、因子分析等坏快；也可以和deep learning深度學(xué)習(xí)方法相結(jié)合，這個方向就多了憎夷，目前業(yè)界也都在探索中[5.1/7.1]假消。
【第六維度】
二維、三維影像的比較岭接。主流的影像組學(xué)文章重在腫瘤鑒別富拗，運(yùn)用三維數(shù)據(jù)臼予，那么是否可以從二維的角度去評估呢？能否運(yùn)用二維數(shù)據(jù)的最大或者某幾層去評價啃沪？再做個比較粘拾？趕快查查你的方向是否有人做吧，動起來创千！[6.1/6.2]
【第七維度】
影像成像技術(shù)的影響分析缰雇。如田教授PPT內(nèi)，超聲中的彈性成像應(yīng)用中追驴，炎癥會不會對診斷結(jié)果產(chǎn)生影響械哟？（參考下圖）[7.1]
【第八維度】
模態(tài)比較。可以將多模態(tài)一一對比殿雪、或者融合做比較暇咆，比如CT中的平掃、增強(qiáng)丙曙、能譜CT等爸业，MRI中有T1WI、T2WI亏镰、FLAIR扯旷、SWI、PWI索抓、SWAN钧忽、灌注DSC等不同序列圖像；PET影像中根據(jù)藥物不同也可以得出不同種類影像逼肯，如FDG耸黑、MET、PSMA等藥物汉矿；對比劑增強(qiáng)崎坊；PET/CT融合圖像；PET/MR融合圖像等洲拇。
【第九維度】
研究對象奈揍。在常人眼里，一個病例就是一個樣本赋续，科里只有50個病例男翰，一眼看，“做不了組學(xué)”纽乱，結(jié)束蛾绎，就這樣錯過一個機(jī)會。其實不然，深入討論租冠，存在許多內(nèi)幕鹏倘，研究對象不一定按照傳統(tǒng)思想（以病例為單位），打開統(tǒng)計學(xué)角度的思維顽爹，樣本其實可以是一個病灶纤泵、一層CT/MR圖、甚至是患者其中一個時間點(diǎn)的影像镜粤，還可以是什么捏题？那就得根據(jù)實際病種的特殊性考慮了。但是肉渴！這些樣本可以直接簡單粗暴拿來建模分析么公荧？（課后作業(yè)吧，好好思考哦）
【第十維度】
設(shè)備之間的比較同规。說實話循狰，不同影像設(shè)備之間的差異性確實非常大，GPSU各大廠家設(shè)備雖說都能成像捻浦，肉眼看差不多晤揣，其內(nèi)在重建算法桥爽、設(shè)備參數(shù)調(diào)整朱灿、分辨率、藥劑藥量钠四、等待時間等多種因素導(dǎo)致最后成像差異比較大盗扒，但是是否可以從統(tǒng)計學(xué)角度思考，控制變量法缀去，找到只有部分差異的設(shè)備侣灶，進(jìn)行比較呢避消？如某廠家新款設(shè)備發(fā)布（一般這種都是基于上一款迭代而成的）封豪，或許新增某項功能，但是成像效率可能更高离例，那理論上是否可以代替上一代呢[10.1]咏雌？這也是一種思路供大家思考凡怎。
以上10個維度僅供大家思考，如果大家有新想法赊抖，歡迎留言區(qū)分享一起學(xué)習(xí)统倒！
那到底有什么疾病可以應(yīng)用影像組學(xué)？想了解這個問題氛雪，需要從影像組學(xué)的基本條件開始了解房匆。
第一，必須要依托于某種影像，如平掃/增強(qiáng)CT浴鸿、磁共振MRI井氢、PET影像、超聲岳链、X-ray等毙沾；
第二，能夠在該影像上勾畫出某個區(qū)域宠页。由于大部分影像是切片式斷層顯像（腫瘤當(dāng)然也是鑲嵌在某些層面上）左胞。因此一般的操作是，在二維的圖像上勾畫举户，形成ROI（region of interest）烤宙，其他層類似操作后，合并起來俭嘁，可以以三維立體的形式展現(xiàn)某個腫瘤躺枕，進(jìn)而形成VOI（volume of interest），如下圖B至A供填；當(dāng)然拐云，單張圖像如X射線也是可以操作的，只需在一張圖上進(jìn)行勾畫即可近她。
第三叉瘩，針對某種疾病，在您的數(shù)據(jù)庫內(nèi)存在大量病例集粘捎，可以重復(fù)第二個條件薇缅，再根據(jù)臨床需求，實際病種攒磨、用統(tǒng)計學(xué)方法實現(xiàn)量化泳桦。
文章中提到的參考文獻(xiàn)：
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