肝肿瘤微血管网络形态学定量研究

作者：张岁霞; 王亚勇; 马燕; 季学闻; 邢艳; 刘慧强^*

来源：生物医学工程研究, 2020, 39(03): 256-265.

DOI：10.19529/j.cnki.1672-6278.2020.03.07

• 同步辐射相衬显微CT
• 肝肿瘤微血管网络
• 纹理特征
• 特征筛选
• 定量分析

本研究基于同步辐射X射线相衬显微CT的高精度肝肿瘤数据,定量解析肝肿瘤微血管网络结构的灰度和纹理特征变化,探寻其微观病理形态学演化规律。针对肝肿瘤相衬CT三维切片,结合病理分析,提出4种肝肿瘤血管网络演化类型;提取了基于灰度直方图、灰度共生矩阵、灰度-梯度共生矩阵、灰度差分统计及小波能量等49维特征值,构建了肿瘤微血管网络结构特征集。提出曲线下面积(area under curve, AUC)和主成分分析法(principal component analysis, PCA)组合的最优特征筛选法(AUC+PCA),获取能够高效反映图像特征变化的最简特征集;采用Random Forest和决策树C4.5算法挖掘肝肿瘤微血管网络不同演化类型的内涵特征及关联性,并采用参数评估、ROC(receiver operating characteristic,ROC)曲线对分类模型进行定量评价。结果表明,4种肝肿瘤网络结构的内涵特征间均存在组织差异性和分化性,验证了肝肿瘤微损伤分类和演化递进关系。通过肝肿瘤微血管网络形态学特征变化的定量研究具体揭示了肿瘤生长所依赖的炎症微环境与肿瘤浸润发展与转移之间的定量关系,为肿瘤早期检测和治疗策略提供了科学依据。

• 单位
  新疆医科大学; 新疆医科大学第一附属医院; 新疆医科大学第二附属医院