【论文】基于MRI影像组学的随机森林模型_省略_子宫内膜癌肌层浸润深度的初步研究

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目的基于MRI平扫T2WI和增强T1WI的影像组学特征值,探讨机器学习模型随机森林（random forest,RF）对子宫内膜癌肌层浸润深度预测价值。材料与方法回顾性分析行盆腔MRI平扫及增强检查并经手术病理证实为子宫内膜癌患者的影像资料114例（ⅠA期86例,ⅠB期28例）,以4∶1的比例通过分层抽样的方法分为训练集和测试集。采用ITK-SNAP软件分别在矢状面平扫T2WI图像及多期增强T1WI图像第二时相进行手动逐层勾画ROI,分别对T2WI和增强T1WI数据集进行影像组学特征值提取（https://github.com/Radiomics/pyradiomics）,并对随机森林模型进行训练和测试（http://scikit-learn.org/）,采用ROC曲线评价预测效能。结果基于平扫T2WI图像特征值建立的RF模型预测子宫内膜癌肌层浸润深度在测试集的曲线下面积（AUC）为0.938,其准确度、敏感度、特异度分别为91.3%、87.5%、93.3%,模型中重要性排名前3位的特征分别为形状平坦度（shape flatness,SF）、灰度级带矩阵区域方差（GLSZMzonevariance,GLSZM-ZV）、灰度级长矩阵运行方差（GLRLM run variance,GLRLM-RV）;基于增强T1WI图像建立的RF模型在测试集的AUC为0.818,准确度、敏感度、特异度分别为81.8%、100%、75.0%,模型中重要性排名前3位的特征分别为SF、灰度相关矩阵高灰度依赖程度（GLDM large dependencehighgraylevelemphasis,GLDM-LDHGLE）、灰度共生矩阵相关性（GLCM correlation）。结论基于MRI影像组学的随机森林模型在预测子宫内膜癌肌层浸润深度中具有较大应用潜力,其中基于平扫T2WI图像建立模型较增强T1WI显示出更大的诊断价值。