沈珊珊,江德鵬（通訊作者）

（1重慶醫(yī)科大學(xué) 重慶 400016）（2重慶醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)科 重慶 400010）

肺癌的分型分期、生物表型等差異是影響后期治療和預(yù)后的重要因素[1]。目前病理組織活檢及分子生物學(xué)診斷是肺癌診斷金標(biāo)準(zhǔn)，但腫瘤的不均質(zhì)性使得局部活檢標(biāo)本難以全面反映腫瘤生物異質(zhì)性。CT影像組學(xué)能反映腫瘤的整體特點(diǎn)，聯(lián)合圖像處理和參數(shù)量化解讀肉眼無(wú)法評(píng)估的影像學(xué)特征，通過(guò)分析影像特征與生物特征的定量關(guān)系建立臨床預(yù)測(cè)模型，從而指導(dǎo)腫瘤的個(gè)體化診療[2]。

1 影像組學(xué)的原理方法

影像組學(xué)主要通過(guò)以下四個(gè)步驟完成：標(biāo)準(zhǔn)圖像采集、感興趣區(qū)域分割、特征數(shù)據(jù)提取、預(yù)測(cè)模型建立。圖像采集受掃描設(shè)備、像素、層厚等多因素影響，目前尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；感興趣區(qū)域分割目前主要有手動(dòng)、半自動(dòng)、自動(dòng)等方法。其中手動(dòng)分割方法準(zhǔn)確度高，重復(fù)性差；半自動(dòng)及自動(dòng)分割速度快，重復(fù)性高；影像組學(xué)特征數(shù)據(jù)主要有形態(tài)特征、統(tǒng)計(jì)特征和區(qū)域性特征等[3]。其中形態(tài)特征為體積、矩形度等，統(tǒng)計(jì)特征分為直方圖特征和紋理特征，區(qū)域性特征主要包括小波特征，可對(duì)圖像進(jìn)行局部細(xì)化；特征數(shù)據(jù)篩選即特征降維，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)、高等統(tǒng)計(jì)學(xué)方法篩選出有效特征，制定可用于對(duì)疾病診療的影像組學(xué)模型。

2 CT影像組學(xué)在肺癌個(gè)體化治療中的應(yīng)用

目前肺癌的治療手段包括外科手術(shù)治療、放化療、靶向治療等，而肺癌診斷、療效評(píng)估及復(fù)發(fā)評(píng)價(jià)對(duì)以上治療方案的選擇影響重大。我們從不同治療方法角度對(duì)CT影像組學(xué)應(yīng)用于肺癌個(gè)體化治療進(jìn)行綜述。

2.1 CT影像組學(xué)在肺癌個(gè)體化手術(shù)治療中的應(yīng)用

肺癌病理亞型和影像學(xué)特征分析對(duì)手術(shù)方式和預(yù)后有著顯著的影響。Van Schil PE等研究表明對(duì)于早期原位腺癌患者，胸腔鏡下肺段切除術(shù)可替代肺葉切除術(shù)達(dá)到相同的療效，但肺葉切除術(shù)仍作為微浸潤(rùn)腺癌和浸潤(rùn)性腺癌患者手術(shù)金標(biāo)準(zhǔn)[4]。而CT影像組學(xué)可提高肺癌亞型鑒別診斷的敏感度和特異性。Son等研究表明，隨著肺癌侵襲程度的增加，其影像特征熵值會(huì)隨之升高[5]。Ming Li等通過(guò)研究表明，基于影響組學(xué)特征參數(shù)的支持向量機(jī)分類模型對(duì)肺腺癌亞型的鑒別準(zhǔn)確性遠(yuǎn)高于有經(jīng)驗(yàn)的影像科醫(yī)生[6]。故CT影像組學(xué)有望指導(dǎo)肺癌患者個(gè)體化手術(shù)治療，最終兼顧改善手術(shù)預(yù)后和降低術(shù)后復(fù)發(fā)率。

2.2 CT影像組學(xué)在肺癌個(gè)體化放療中的應(yīng)用

臨床上對(duì)放療敏感性評(píng)估、放射性損傷的預(yù)測(cè)是肺癌患者個(gè)體化治療的前提。Huynh研究表明，對(duì)于接受立體定向放射治療的I～I(xiàn)I非小細(xì)胞肺癌患者，部分治療前CT影像組學(xué)特征可預(yù)測(cè)放療效果，且準(zhǔn)確性高于傳統(tǒng)CT指標(biāo)[7]。Mattonen等研究發(fā)現(xiàn)，定期的CT影像組學(xué)分析能發(fā)現(xiàn)肺癌復(fù)發(fā)時(shí)肉眼無(wú)法識(shí)別的微小變化，并與放射損傷導(dǎo)致的影像學(xué)改變相區(qū)分[8]。Paul等研究表明，放療患者每日CT特征參數(shù)變化與放射性損傷存在顯著的相關(guān)性[9]。綜上，通過(guò)相關(guān)的CT影像組學(xué)特征數(shù)據(jù)建立相應(yīng)臨床模型，在臨床上可用于肺癌患者的個(gè)體化放療的指導(dǎo)，并提高肺癌患者放療的安全性。

2.3 CT影像組學(xué)在肺癌個(gè)體化化療中的應(yīng)用

預(yù)測(cè)化療療效及個(gè)體化方案的選擇是目前亟待解決的問(wèn)題。目前評(píng)估肺癌化療療效的主要手段為基于CT影像的RECIST標(biāo)準(zhǔn)，但單純的RECIST標(biāo)準(zhǔn)并不能反應(yīng)早期化療療效[10]，而基于殘留腫瘤活組織量的化療后病理應(yīng)答，可更好的反應(yīng)化療療效及預(yù)測(cè)肺癌患者生存率[11]。Coroller TP通過(guò)研究對(duì)比II～I(xiàn)II期NSCLC患者新輔助化療前的CT影像組學(xué)特征與術(shù)后腫瘤的病理應(yīng)答，發(fā)現(xiàn)有7個(gè)特征性參數(shù)與病理總殘留病灶相關(guān)（AUC＞0.6，P＜0.05）[12]，綜上，CT影像組學(xué)特征與肺癌患者對(duì)化療的病理應(yīng)答程度有較好的相關(guān)性，可用于個(gè)體化化療的指導(dǎo)。

2.4 CT影像組學(xué)在肺癌個(gè)體化靶向治療的應(yīng)用

針對(duì)特異性突變基因的分子靶向治療是目前肺癌治療的熱點(diǎn)。CT影像組學(xué)可揭示腫瘤的影像學(xué)特征和分子表型間的關(guān)系，為靶向治療藥物的個(gè)體化治療提供指導(dǎo)[13]。Aerts等通過(guò)對(duì)比NSCLC患者吉非替尼治療前后的CT影像組學(xué)特征，發(fā)現(xiàn)肺紋理特征改變可較好的預(yù)測(cè)EGFR突變情況[14]。Liu等研究發(fā)現(xiàn)有11個(gè)肺腺癌組織的3D影像組學(xué)特征與EGFR突變相關(guān)，且相關(guān)CT特征參數(shù)結(jié)合臨床特征可顯著提高EGFR預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性[15]。Rios Velazquez等研究表明，肺腺癌患者的CT紋理特征可較好的區(qū)分EGFR與KRAS突變基因陽(yáng)性（AUC=0.80）[16]。綜上，CT影像組學(xué)可作為肺癌個(gè)體化靶向治療的較好預(yù)測(cè)指標(biāo)。

3 問(wèn)題與展望

肺癌的個(gè)體化治療是臨床發(fā)展的必然趨勢(shì)，而早期的精確診斷和后期的療效預(yù)測(cè)是實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的前提。CT影像組學(xué)對(duì)圖像進(jìn)行后處理和數(shù)據(jù)提取分析，通過(guò)建立影像數(shù)據(jù)和臨床反應(yīng)相關(guān)的診斷預(yù)測(cè)模型，可對(duì)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展與轉(zhuǎn)歸進(jìn)行評(píng)估。然而其目前尚處于發(fā)展早期，很多問(wèn)題亟待解決。首先，精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)模型建立是CT影像組學(xué)應(yīng)用于臨床的基礎(chǔ)，其受標(biāo)準(zhǔn)圖像獲取、目標(biāo)區(qū)域分割方式、影像學(xué)數(shù)據(jù)提取等多方面影響，而目前在這個(gè)領(lǐng)域尚無(wú)統(tǒng)一的臨床影像學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。其次，目前影像組學(xué)相關(guān)研究以回顧性居多，且多存在樣本量小、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不一等缺點(diǎn)，亟需大樣本多中心的前瞻性研究對(duì)其結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證[17]。相信隨著統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化影像組學(xué)分析流程和標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)數(shù)據(jù)的建立，肺癌的無(wú)創(chuàng)性診斷與個(gè)體化治療在不久的將來(lái)可得以實(shí)現(xiàn)。