作者:郭翌,余锦华,汪源源,上海市医学图像处理与计算机辅助手术重点实验室;周世崇,常才,医院超声科
由于成像技术的迅速发展,医学影像已成为疾病管理中的重要模式,为临床提供了全面的视角和丰富的信息,在疾病筛查、早期诊断、治疗选择和预后评估等方面发挥着举足轻重的作用。现已知病灶形态或功能上的变化是由患者个体的基因、细胞、生理微环境、生活习惯和生存大环境等诸多因素共同决定的。若在常规影像学诊断基础上,通过深度挖掘数据,寻找出疾病的内涵特征,从而反映人体组织、细胞和基因水平的变化,将会对临床医学产生重大影响。基于这一理论,影像组学(radiomics)应运而生。它从医学影像中提取高通量特征来量化肿瘤等重大疾病,在肿瘤表型分型、治疗方案选择和预后分析等方面表现出巨大优势,是临床医学和生物医学工程的研究热点。本文系统梳理影像组学历史,从多方面论述这一学科的应用和发展。
1.影像组学概念及方法框架
年,荷兰学者Lambin首次提出影像组学概念,其思想来源于肿瘤异质性。实体肿瘤在基因、蛋白质、细胞、微环境、组织和器官层面上表现出的空间与时间的异质性,使病理学和分子学等有创检测方法结果的准确性及代表性受到限制。医学影像可全面、无创、定量观察肿瘤整体形态,对肿瘤的发展过程和治疗反应随时进行监测,从而为肿瘤异质性问题提供了可靠的解决方案;同时,影像组学假设微观层面的基因或蛋白质模式改变可在宏观影像学特征上有所表达。因此,Lambin认为影像组学为“高通量地从放射影像中提取大量特征,采用自动或半自动分析方法将影像学数据转化为具有高分辨率的可挖掘数据空间”。Kumar等进一步扩展,将影像组学定义为“高通量地从CT、MRI和正电子发射型计算机断层显像(positronemissiontomography,PET)中提取并分析大量高级的定量影像学特征”。Doroshow等在NatureReviewsClinicalOncology发表文章,指出影像组学是转化医学未来发展方向之一。年,北美放射学会(RadiologicalSocietyofNorthAmerica,RSNA)峰会主题即为“Radiomics:FromClinicalImagestoOmics”。Gillies在大会主题报告中提及,通过对影像的深入分析可量化微环境,预测肿瘤遗传异质性的程度。他认为,相较于传统的临床医学仅仅从视觉层面解读医学影像,影像组学可深入挖掘图像的生物学本质并提供临床决策支持。近年来,越来越多的学者青少年白癜风临床诊疗哪里治白癜风