基于超声影像组学的早产儿脑白质损伤诊断模型研究

目的通过构建基于灰阶超声影像组学特征的早产儿脑白质损伤诊断模型,评价超声影像组学在早产儿脑白质损伤诊断中的临床应用价值。方法回顾性纳入2018年8月至2022年4月华中科技大学协和深圳医院和南方医科大学深圳医院住院的256例早产儿为研究对象。使用计算机生成的随机数按照6∶4的比例分配为训练集及验证集。在规范性采集颅脑灰阶超声图像的基础上,使用Pyradiomics 3.0.1软件包从颅脑的感兴趣区域提取影像组学特征。采用Mann-Whitney U检验、最小绝对收缩和选择算法(LASSO)联合逐步回归分析筛选与早产儿脑白质损伤相关的最优特征,应用Logistic逻辑回归构建超声影像组学模型。以MRI结果作为参考标准,绘制ROC曲线分析模型诊断性能。对验证集的患儿头颅超声影像先由一名高年资超声医师、一名低年资超声医师独立诊断,之后上述两名不同年资医师在影像组学模型辅助下再次诊断,比较超声影像组学模型与不同年资超声医师及在影像组学模型辅助下不同年资超声医师对早产儿脑白质损伤的诊断性能。结果最终精选出5个影像特征构建超声影像组学模型,训练集与验证集影像组学模型的敏感性、特异性、准确性和ROC曲线下面积(AUC)分别为0.861、0.775、0.799、0.818,0.929、0.824、0.853、0.876。验证集中高年资超声医师、低年资超声医师、影像组学辅助下高年资超声医师、影像组学辅助下低年资超声医师诊断的敏感性、特异性、准确性和AUC分别为0.929、0.892、0.902、0.910,0.714、0.743、0.735、0.729,0.929、0.919、0.922、0.924,0.857、0.824、0.833、0.841。超声影像组学模型诊断性能与高年资医师相当(AUC:0.876比0.910,P=0.284),显著高于低年资医师(AUC:0.876比0.729,P=0.001)。影像组学辅助低年资超声医师对早产儿脑白质损伤的诊断效能显著高于低年资医师诊断(AUC:0.841比0.729,P=0.003)。影像组学辅助高年资超声医师对早产儿脑白质损伤的诊断效能与高年资医师相当(AUC:0.924比0.910,P=0.156)。结论基于超声影像组学特征的早产儿脑白质损伤诊断模型显示出良好的诊断性能,有助于提高低年资超声医师的诊断能力,协助超声医生为临床提供客观、一致、精准的诊断结果。