协调多CT设备间肝脏影像组学特征的一致性

摘要

目的 评估健康肝脏影像组学特征在多种CT扫描仪中的一致性，并探究基于图像和基于特征的协调方法对结果的影响。方法 回顾性收集2015年1月1日～2023年1月1日赣州市人民医院4台CT设备的243例健康成年人的腹部CT检查结果（Optima CT660:n=83,Revolution 512 CT:n=56,Emotion 16:n=69,Definition AS+CT:n=35）。对每位患者在肝门层面选择肝实质勾画直径为30 mm的三维感兴趣区域，使用Pyradiomics提取93个影像组学特征。采用均值中心化、Z-Score、重采样、直方图匹配和ComBat方法协调设备间的差异。使用Mann-Whitney U检验比较两台扫描仪之间以及应用协调方法前后特征的一致性，并计算Cohen's d值，以评估不同方法的影响大小。结果 肝脏影像组学特征总体一致性为55.38%，其中在相同制造商设备中为87.10%，在不同制造商设备为39.52%；经均值中心化、Z-Score、重采样、直方图匹配和ComBat方法协调后，总体保持一致的特征比例分别为：44.82%、68.82%、66.49%、76.52%和100%;d值分别为-0.57、0.62、0.57、0.78、1.59。结论 肝脏CT影像组学特征在不同设备之间的一致性较差，仅在同一制造商的扫描仪中保持良好。基于图像和特征的协调方法能有效减少由不同CT制造商和设备型号引起的特征变异；其中，重采样和直方图匹配依赖于具体的参数设置和参考图像的选取；基于特征的ComBat协调表现最佳，使得所有特征在不同设备之间均能保持一致，对未来跨设备或跨中心的研究具有积极影响。

关键词

CT / 批次效应 / 影像组学 / 特征一致性 / 图像协调 / 特征协调

基金资助

广东省自然科学基金（2414050003969）; 赣州市科技计划项目（2022-RC1349）