基于超声 B 模式图像和颈动脉壁射频信号的放射组学特征提取:一项可行性研究

【字体: 时间:2025年04月01日 来源:Artery Research 0.9

编辑推荐:

  为解决当前颈动脉超声评估血管老化方法的局限性,研究人员开展从颈动脉内膜 - 中膜(IM)复合体提取放射组学特征的可行性研究。结果显示特征提取可行且对帧选择敏感性低,但 ROI 大小影响显著。该研究为血管老化评估提供新方向16

  在人体的血管系统中,血管老化就像一个悄无声息的 “定时炸弹”。随着年龄的增长,血管会逐渐发生结构和功能上的退化,这一过程大大增加了心血管疾病的发病风险。目前,评估血管老化的方法多种多样,像利用钙评分(CAC)、斑块分析等评估动脉粥样硬化,用脉搏波速度(PWV)、颈动脉扩张性评估动脉硬化等。这些方法大多依赖 MRI、CT 等先进成像技术,但它们价格昂贵、操作复杂且普及度低。相比之下,颈动脉超声检查凭借其价格低廉、安全、广泛可得的优势,成为常规预防风险评估的理想选择。然而,传统的颈动脉超声指标,如内膜 - 中膜厚度(IMT),在心血管风险预测方面的附加价值存在争议 ,迫切需要新的方法来更精准地评估血管老化。
在这样的背景下,法国巴黎的研究人员展开了一项极具意义的研究,相关成果发表在《Artery Research》杂志上。他们旨在探究基于放射组学的 B 模式和射频(RF)特征从颈动脉内膜 - 中膜复合体提取的可行性,评估感兴趣区域(ROI)大小和所选帧对提取特征的影响。

研究人员从巴黎前瞻性研究 III(PPS3)队列中选取了 200 名 50 - 75 岁的个体作为研究对象,这些个体涵盖了不同的血压水平、是否患有 2 型糖尿病(T2D)以及是否存在颈动脉斑块等多种情况。研究用到的主要技术方法包括:首先,使用 Esaote PICUS Machine 采集血管超声数据,保留原始射频数据;接着,利用 MATLAB 软件开发图形用户界面(GUI)处理原始射频信号、重建和处理 B 模式图像,并从中提取 178 个放射组学特征;最后,运用多种统计分析方法,如组内相关系数(ICC)分析、最小绝对收缩和选择算子(Lasso - L1)回归等评估特征稳定性、可重复性及 ROI 大小的影响。

研究结果如下:

  1. 研究人群特征:200 名个体中,10 人因重建图像无法清晰显示 IMT 复合体被排除,最终对 190 人进行分析。这些人中有 48.42% 为女性,40% 患有高血压,15.78% 存在颈动脉斑块,20% 患有糖尿病2
  2. 特征稳定性:在不同 ROI 大小下,共有 48 个特征的 ICC>0.50,这些特征涵盖 B 模式的一阶、高阶、小波变换特征以及 RF 的一阶和时间序列特征3
  3. 特征可重复性:尽管不同帧选择的特征数量有差异,但特征类型和类别相似。不同数据集的 L1 正则化分析显示,R2和均方误差(MSE)值较为一致,不同特征选择模型也得出相似结果4
  4. ROI 大小的影响:不同 ROI 大小下模型性能差异显著。1.0mm 和 1.2mm 固定 ROI 大小与手动选择的可变 ROI 大小在特征可重复性和选择上结果相似,而 1.6mm ROI 大小的数据集未选出任何特征5

综合研究结论和讨论部分,这项研究具有重要意义。一方面,证实了从 IM 复合体提取放射组学特征的可行性,且特征提取对帧选择的敏感性较低;另一方面,明确了 ROI 大小对特征提取影响显著,强调了精准选择 ROI 在放射组学研究中的重要性。未来,有望基于这些成果进一步拓展放射组学在血管健康领域的应用,为血管老化提供更精准的评估指标,助力心血管疾病的早期检测和风险分层,从而实现更有效的干预措施,降低心血管疾病的不良后果。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号