【摘 要】
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目的:探讨基于磁共振影像组学预测遗忘型轻度认知障碍（amnestic mild cognitive impairment,aMCI）转化为阿尔兹海默的可能性,并预测其转化时间,及时给予aMCI患者个体化的认知训练,有助于维持甚至恢复认知行为。在此我们探讨建立遗忘型轻度认知障碍的影像组学模型预测进展为AD的aMCI患者,为临床决策提供依据。方法:本研究按照纳入排除标准纳入公共数据集病例190例,山西
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目的:探讨基于磁共振影像组学预测遗忘型轻度认知障碍（amnestic mild cognitive impairment,aMCI）转化为阿尔兹海默的可能性,并预测其转化时间,及时给予aMCI患者个体化的认知训练,有助于维持甚至恢复认知行为。在此我们探讨建立遗忘型轻度认知障碍的影像组学模型预测进展为AD的aMCI患者,为临床决策提供依据。方法:本研究按照纳入排除标准纳入公共数据集病例190例,山西医科大学第一医院病例30例,共纳入aMCI患者220例,并以7:3随机分为训练组（n=154例）和验证组（n=66例）。收集患者临床资料及T1-3D-MPRAGE图像,用ITK-SNAP软件手动逐层勾画双侧海马体边缘,以得到三维图像,然后使用Radiomic Studio软件进行组学特征提取。从每个病人的T1-3D-MPRAGE图像中分别提取左侧、右侧、联合双侧海马体的组学特征。用IPMStuduio软件进行影像组学特征筛选,使用Univariate Logistic和Multivariate Logistic构建模型,用Logistic分类器进行分类,评估模型性能绘制ROC曲线。对所选特征按各自系数权重进行线性拟合,计算每个病人的影像分数（Rad-score）,构建影像组学（R）列线图。Cox风险比例模型分析得出影像组学标签是影响aMCI患者AD进展的独立因素,再绘制Kaplan-Meier生存曲线,通过把实验组随机34名患者的Rad-score平均值,将患者分为低风险和高风险组,比较高低风险分层对aMCI患者的进展为AD时间的影响。通过单因素Logistic回归分析确定影响aMCI患者进展的临床特征,建立临床资料（C）列线图,然后加入影像组学信息建立影像组学+临床信息（R+C）列线图。用一致性指数（C-index）评估R列线图、C列线图、R+C列线图的预测aMCI患者3年、5年进展为AD的效能。最后绘制决策曲线决定R列线图、C列线图、R+C列线图在临床诊断中的应用价值。结果:（1）左侧、右侧、联合双侧海马体各提取851个特征,分别筛选出6个、4个、6个特征,在训练组中的AUC值分别为0.852、0.989、0.935,在验证组中的AUC值为0.747、0.897、0.804。发现右侧海马体图像模型精度最高。故选择右侧海马体影像组学标签进行aMCI进展预测。（2）Cox风险比例模型分析结果显示在右侧海马体影像组学标签在训练集的HR为3.15(95%CI 3.78-5.27,P=4.6×10-8),在验证集中HR为1.76（95%CI2.35-4.86,P=0.004）,所以右侧海马体影像组学标签是aMCI进展为AD的独立风险因。在Rad-score高风险和低风险分层下,aMCI患者的平均AD进展时间估计值分别为53.5个月和25个月。在Rad-score风险分层下,高低风险aMCI患者的生存曲线不同（Log Rank P=0.023）,低风险组进展为AD的时间长于高风险组。（3）在训练集上,R列线图、C列线图、R+C列线图的C-index分别为0.631、0.585、0.832,3年、5年校准图显示实际观察的进展时间与列线图预测的进展时间之间P<0.05,在验证集上,R列线图、C列线图、R+C列线图的C-index分别为0.642、0.513、0.731,以上结果显示R+C列线图预测效能最佳。（4）决策曲线表明使用R+C列线图比R列线图、C列线图显示出更大益处。结论:右侧海马体磁共振影像组学标签是预测aMCI患者进展为AD的独立危险因素。影像组学标签可成功的将aMCI患者进行危险分层,可为临床患者分层管理提供依据。结合影像组标签和临床信息的列线图可以用于进展为AD的aMCI患者预测,更好的帮助临床医生决策提供信息,并为MCI个体化治疗提供依据。
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