影像組學(xué)實(shí)現(xiàn)肥厚型心肌病心臟事件風(fēng)險(xiǎn)的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)
LGE-CMR-derived texture features reflect poor prognosis in hypertrophiccardiomyopathy patients with systolic dysfunction: preliminary results
Sainan Cheng & Mengjie Fang & Chen Cui& Xiuyu Chen & Gang Yin& Sanjay K. Prasad & Di Dong & Jie Tian &Shihua Zhao
目的：評(píng)價(jià)基于晚期釓增強(qiáng)心臟磁共振(LGE-磁共振)圖像的紋理特征在肥厚型心肌病(HCM)收縮功能障礙患者中的預(yù)后價(jià)值摘能。
方法：方法選擇67例HCM心臟收縮功能障礙患者(男41例矾踱，女26例饶套，平均年齡標(biāo)準(zhǔn)差46.20歲±13.38歲)摧冀。所有患者均接受1.5 T磁共振電影和LGE成像惠啄。從LGE圖像中提取紋理特征内舟。Cox比例風(fēng)險(xiǎn)分析和Kaplan-Meier分析用于確定紋理特征和傳統(tǒng)參數(shù)與無(wú)事件生存的關(guān)聯(lián)猛拴。
結(jié)論：結(jié)論LGE異質(zhì)性增加(較高的X0_GLRLM_energy（灰度游程矩陣能量）瘟忱，較低的X0_H_skewness（直方圖不對(duì)稱性）、X0_GLCM_cluster_tendency（灰度共生矩陣聚類趨勢(shì)）)與HCM收縮功能障礙患者的不良事件相關(guān)手销。
紋理特征
紋理包含關(guān)于表面結(jié)構(gòu)排列及其與周圍環(huán)境關(guān)系的重要信息歇僧，這些信息通常是肉眼看不見的。它可以通過(guò)使用一系列參數(shù)锋拖，包括能量诈悍、熵、偏斜度兽埃、均勻度侥钳、聚類趨勢(shì)等，提供對(duì)病變異質(zhì)性的進(jìn)一步洞察柄错。
最近舷夺，基于磁共振成像的紋理分析的預(yù)后價(jià)值已經(jīng)在腫瘤學(xué)研究中得到驗(yàn)證，包括乳腺癌售貌，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤给猾，肺癌和結(jié)直腸癌。對(duì)于浸潤(rùn)性乳腺癌患者颂跨，較高的T2均勻度和較低的T2熵顯示出較好的無(wú)復(fù)發(fā)生存率敢伸。對(duì)于原發(fā)性結(jié)直腸癌患者，五個(gè)紋理特征(較低熵恒削、峰度和像素分布標(biāo)準(zhǔn)差池颈；較高的一致性和偏斜度)與較差的5年總生存率相關(guān)。但是紋理分析可能適用于所有疾病蔓同。
常規(guī)核磁共振圖像定量分析
使用商用軟件Intellispace portal, Philips
常規(guī)心臟磁共振參數(shù)包括結(jié)構(gòu)和功能參數(shù)(最大左心室壁厚度饶辙、左心室質(zhì)量、左心房容積指數(shù)斑粱、左心室舒張末期容積指數(shù)弃揽、左心室收縮末期容積指數(shù)、LVEF、每搏輸出量指數(shù)矿微、心輸出量指數(shù))和LGE范圍(LGE%) 痕慢。
LGE語(yǔ)義特征semantic features
LGE語(yǔ)義特征，也稱為L(zhǎng)GE模式涌矢，包括中壁紋或斑塊掖举、室間隔右側(cè)、透壁娜庇、心內(nèi)膜下和心外膜下塔次。
LGE圖像分割和定量紋理特征提取
使用 ITK-SNAP 2.2.0 分割標(biāo)注ROI。
紋理特征提取:對(duì)圖像進(jìn)行低通濾波處理名秀，實(shí)現(xiàn)圖像平滑和去噪励负。使用可分離濾波來(lái)避免多維卷積。用低通“Coiflet 1”小波濾波器分別沿x方向和y方向進(jìn)行卷積匕得。從原始圖像及其對(duì)應(yīng)的平滑圖像中提取了總共90個(gè)定量特征继榆，包括來(lái)自直方圖、形狀汁掠、灰度共生矩陣和灰度游程矩陣(GLRLM)的類別的特征略吨。
濾波和特征提取使用MATLAB實(shí)現(xiàn)（ MATLAB 2014a ）。
統(tǒng)計(jì)分析
使用類內(nèi)/類間相關(guān)系數(shù)(ICC)來(lái)評(píng)估所提取的紋理特征的魯棒性考阱，大于0.75是好的翠忠。
為了確定紋理特征作為非冗余預(yù)后指標(biāo)，進(jìn)行了兩次具有反向逐步選擇的多變量Cox比例風(fēng)險(xiǎn)回歸分析乞榨。通過(guò)使用以阿卡克信息準(zhǔn)則（Akaike's information criterion）為停止規(guī)則的似然比檢驗(yàn)來(lái)應(yīng)用反向逐步選擇
用Kaplan-Meier曲線和對(duì)數(shù)秩檢驗(yàn)來(lái)探索LGE范圍和紋理特征與存活率的關(guān)聯(lián)负间。根據(jù)ROC曲線最佳點(diǎn)將LGE范圍和每個(gè)紋理特征進(jìn)行二分，以分割存活曲線姜凄。
單變量和多變量比例風(fēng)險(xiǎn)分析用于估計(jì)終點(diǎn)事件的預(yù)測(cè)因子。預(yù)測(cè)能力通過(guò)計(jì)算一致性概率來(lái)評(píng)估趾访。p值< 0.05被認(rèn)為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義态秧。
所有統(tǒng)計(jì)分析均使用R語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)(3.2.5版；http://www .Rproject.org)扼鞋。
結(jié)果
家族史(危險(xiǎn)比[HR]=2.558申鱼，95 %置信區(qū)間[CI]= 1.060–6.180)
NYHAⅲ-ⅳ（心臟衰竭等級(jí)）(HR = 5.627，CI = 1.652–19.173)
左心室射血分?jǐn)?shù)(HR=0.945云头，CI = 0.902–0.991)
左心室舒張末期容積指數(shù)(HR=1.006捐友，CI = 1.000–1.012)
LGE范圍(HR = 1.006)
當(dāng)通過(guò)三種紋理特征之一進(jìn)行調(diào)整時(shí)，LGE范圍的心率(心率= 1.548[置信區(qū)間= 1.046–2.293]溃槐，1.650[置信區(qū)間= 1.122–2.428]和1.586[置信區(qū)間= 1.044–2.409]/10%的增加匣砖，p<0.05)仍然顯著。
縮寫：
CMR Cardiac magnetic resonance 心臟磁共振
CRTD? Cardiac resynchronization therapy defibrillator?心臟再同步化治療除顫器
GLCM? Grey-level co-occurrence matrix?灰度共生矩陣
GLRLM? Grey-level run-length matrix?灰度游程矩陣
HCM? Hypertrophic cardiomyopathy?肥厚型心肌病
ICC? Intra-/inter-class correlation coefficient?類內(nèi)/類間相關(guān)系數(shù)
ICD? Implantable cardioverter defibrillator?植入式心律轉(zhuǎn)復(fù)除顫器
LGE? Late gadolinium enhancement?晚期釓增強(qiáng)
LV? Left ventricular 左心室
LVEF? Left ventricular ejection fraction?左心室射血分?jǐn)?shù)
NYHA? New York Heart Association 紐約心臟學(xué)會(huì) （心力衰竭的分級(jí)）
ROC? Receiver operating characteristic?接收器操作特征（ROC曲線）
ROI? Region of interest?感興趣區(qū)域
SCD? Sudden cardiac death?心源性猝死
SD? Standard deviation 標(biāo)準(zhǔn)差
