林 嶠，李 兵，劉寧川，任 龍，廖 歆

（南充市高坪區(qū)人民醫(yī)院放射科 四川 南充 637100）

急性胰腺炎是臨床上常見的急腹癥，分為間質(zhì)水腫性急性胰腺炎和壞死性急性胰腺炎[1]。目前，影像醫(yī)生主要依靠對比增強CT來觀察胰腺是否發(fā)生壞死，在疾病發(fā)生的第一周后，增強CT圖像上胰腺實質(zhì)內(nèi)如果出現(xiàn)了非強化區(qū)，我們才會認為胰腺實質(zhì)出現(xiàn)了壞死。因此，在疾病的早期，我們對胰腺壞死的判斷還不夠準確[2]。影像組學通過提取大量用肉眼無法觀察到的關(guān)于病變異質(zhì)性的紋理特征，將紋理特征與病人的臨床特征結(jié)合起來開發(fā)模型，來分析特定臨床問題[3-4]。因此，本次通過早期的對比增強CT圖像來建立一個預(yù)測壞死性胰腺炎的影像組學模型，報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020年1月—2021年12月南充市高坪區(qū)人民醫(yī)院收治的259例急性胰腺炎患者的病歷資料。急性胰腺炎的診斷及分類標準均參照2012年修訂版急性胰腺炎亞特蘭大分類[2]。納入標準：①初次發(fā)作；②住院病人；③從癥狀發(fā)作到入院行CT增強掃描的時間間隔不超過3 d；④癥狀發(fā)作一周后再次行CT增強掃描。排除標準：其他原因?qū)е碌矸勖讣爸久干哒?。統(tǒng)計病人的臨床基本信息，包括年齡、病因、性別以及影像醫(yī)師的閱片結(jié)果。

1.2 方法

檢查前對患者進行吸氣屏氣訓練，以取得患者的合作，讓患者在檢測過程中做到一致性的屏氣程度。采用GE Optima CT 660 128層螺旋CT掃描體位，患者取仰臥位，頭先進。掃描范圍：劍突至雙腎平面。掃描條件：管電壓120 kV，管電流200 mA，準直：0.6 mm×64，重建層厚5 mm，重建間隔5 mm，轉(zhuǎn)速2 r/s，重組函數(shù)B30f，濾波函數(shù)常選用軟組織函數(shù)（FC=10最佳），矩陣：512×512，螺距：0.9:1。增強掃描采用高壓注射器經(jīng)肘靜脈注射造影劑碘佛醇（300 mgI/mL）75 mL，注射速率為2～3 mL/s，注射完畢后立即用0.9%氯化鈉溶液20 mL沖管。在注射后16 s采集動脈期圖像，注射后30 s采集靜脈早期圖像，60 s后采集靜脈期圖像。

1.3 分割病灶并提取特征

在病人初次檢查的靜脈期圖像上多個連續(xù)層面內(nèi)沿著胰腺的邊緣勾畫感興趣區(qū)。通過IBEX軟件分割ROI并從灰度共生矩陣、灰度行程矩陣、形狀以及灰度直方圖這4類常見的特征組里提取特征[5]。

1.4 Logistic回歸模型建立

將所有患者隨機分入訓練集和驗證集，人數(shù)比例為7:3。采用t檢驗和最小絕對收縮和選擇算子（least absolute shrinkage and selection operator，LASSO）算法在訓練集中選擇出對于壞死性胰腺炎和間質(zhì)水腫性胰腺炎最有鑒別意義的紋理特征，采用10倍交叉驗證的方法進行過擬合，建立影像組學Logistic回歸模型。使用AUC值來評價預(yù)測效能。詳細流程見圖1。

圖1 影像組學分析流程圖

由兩位副主任醫(yī)師對初次增強CT圖像閱片，以發(fā)病一周以后復(fù)查增強CT的檢查結(jié)果作為判斷壞死性胰腺炎的標準。使用AUC值來評價初次閱片的結(jié)果。

1.5 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件、R語言（R Studio，Version，3.4.4）進行數(shù)據(jù)分析。計量資料以均數(shù)±標準差（）表示，行t檢驗；計數(shù)資料以頻數(shù)（n）、百分比（%）表示，行χ2檢驗。P＜0.05則差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 臨床資料

本次一共納入259例患者，其中間質(zhì)水腫性胰腺炎患者有142例，壞死性胰腺炎患者有117例。180例患者被納入訓練集，79例患者被納入驗證集。在本研究中，訓練集與驗證集患者各自年齡差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；性別和病因在驗證集中差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），在訓練集中無顯著差異（P＞0.05）。具體結(jié)果見表1。

表1 訓練集和驗證集病人的基本臨床信息

2.2 影像醫(yī)生初次閱片結(jié)果

在訓練集中，影像醫(yī)生認為有112例是間質(zhì)水腫性胰腺炎，有68例是壞死性胰腺炎，AUC為0.767；在驗證集中，影像醫(yī)生認為有55例是間質(zhì)水腫性胰腺炎，有24例是壞死性胰腺炎，AUC為0.676。具體結(jié)果見表2及表3，ROC曲線見圖2。

表3 影像組學模型與影像醫(yī)生閱片結(jié)果

2.3 特征提取、篩選及建立預(yù)測模型

本次從353個特征中挑選出了10個對于鑒別最有意義的紋理特征，來預(yù)測模型，在訓練集中影像組學預(yù)測模型的AUC為0.815，在驗證集中的AUC為0.770。具體結(jié)果見表2，ROC曲線見圖2。

圖2 CT增強掃描

表2 影像醫(yī)師的判斷結(jié)果

圖3 ROC曲線

3 討論

大多數(shù)急性胰腺炎為間質(zhì)性水腫性胰腺炎，預(yù)后較好，但仍有20%左右的病人會發(fā)展為壞死性胰腺炎，危及患者生命[6]。因此，對于壞死性胰腺炎的早期診斷及治療，能夠有效改善患者生活質(zhì)量，降低死亡率。目前，放射診斷醫(yī)師只能通過疾病發(fā)生一周后復(fù)查增強CT來判斷壞死情況，但在疾病的最初幾天內(nèi)，在灌注受損的區(qū)域在變得更加具有分界性或融合之前，胰腺實質(zhì)的灌注方式是零散的、可變的，部分灌注受損的區(qū)域也是可以恢復(fù)的，這解釋了早期的增強CT圖像很可能會低估或錯估胰腺實質(zhì)的壞死，導(dǎo)致漏診或誤診[7-8]。本次研究中，在訓練集中影像醫(yī)師判斷結(jié)果的AUC為0.767，準確率為0.690，驗證集中的ACU為0.676，準確率為0.620，其判斷的準確率是不高的，通過肉眼觀察早期的增強CT圖像確實會對壞死性胰腺炎造成一定程度的漏、誤診，這和之前文獻中報道的情況是相符的。

目前，影像組學主要應(yīng)用于腫瘤性疾病的研究，如與腫瘤組織學或遺傳變異的相關(guān)性，良性和惡性組織的分類，開始治療前對治療反應(yīng)的預(yù)測，以及完成治療后對治療反應(yīng)的評估[9-12]，但基于其紋理特征分析的特點，其同樣也適用于胰腺疾病的研究[13]。在本次研究中，影像組學預(yù)測模型在訓練集中AUC為0.815，在驗證集中的AUC為0.770，其表現(xiàn)出了良好的預(yù)測效能，我們認為有以下兩點原因：①為了保證成像參數(shù)的一致性，我們并未盲目地從不同機器的圖像中提取影像組學特征，成像參數(shù)的不一致性可能會影響預(yù)測效果，掃描層厚及儀器的變化會對特征的取值產(chǎn)生影響，保持所有圖像體素大小的一致性可以降低特征值的可變性[14]；②我們對特征進行了嚴格的篩選，通過t檢驗先篩選出一部分影像組學特征，然后通過LASSO算法進一步篩選特征，將不重要的特征系數(shù)全部變?yōu)?，在大量特征中篩選出了最有價值的特征。

有文獻報道，早期微循環(huán)障礙引起的胰腺實質(zhì)損害在間質(zhì)水腫性胰腺炎和壞死性胰腺炎當中是不同的[15]，常規(guī)的影像檢查是難以表現(xiàn)這種差異。影像組學能通過定量分析來揭示傳統(tǒng)影像圖像中不能被肉眼所觀察到的信息，基于這一假設(shè)，影像組學特征或許能夠揭示這兩種類型胰腺炎在早期胰腺實質(zhì)損傷中的差異，而本研究中組學模型良好的預(yù)測效能也印證了我們的猜想。

本研究依然存在以下幾方面不足：①由于本研究只納入了本院的住院病人，患者群體和成像方法可能導(dǎo)致選擇性偏倚；②本研究只從靜脈期圖像中提取了影像組學特征，其中包含的信息可能并不全面，可能會對預(yù)測結(jié)果造成影響；③雖然的影像組學預(yù)測模型在本次研究中表現(xiàn)出了較好的預(yù)測能力，但我們并未統(tǒng)計與壞死性胰腺炎相關(guān)的臨床風險因素，將臨床風險因素與影像組學特征結(jié)合，建立一個更為個性化的預(yù)測模型可能會進一步提高預(yù)測效能。因此，下一步我們將進行多中心、多參數(shù)、個性化和大樣本的研究來驗證結(jié)果。

綜上所述，本研究通過篩選影像組學特征，建立了一個預(yù)測壞死性胰腺炎Logistic回歸模型，并具有較好的預(yù)測價值，有望輔助臨床醫(yī)生早期診斷和決策支持。