立体定向和功能性神经外科杂志 ›› 2025, Vol. 38 ›› Issue (6): 344-353.DOI: 10.19854/j.cnki.1008-2425.2025.06.0005
曾辉, 刘莹, 努尔比亚·克然木, 王云玲, 王倩
Zeng Hui1, Liu Ying1, Nurbiya Keranmu1, Wang Yunling2, Wang Qian1
摘要: 目的 探讨机器学习模型对MRI轻度认知障碍(MCI)和阿尔茨海默病(AD)的鉴别诊断效能。方法 选取2022年4月至2025年4月我院就诊的513例MCI患者作为研究对象,以患者是否发展为AD作为分层因素,采用分层随机抽样法将患者按照7:3比例分为训练集(n=359例)和测试集(n=154例),并根据MCI是否发展为AD将训练期患者分为AD组(n=122例)、MCI组(n=237例),对比分析患者一般资料及实验指标差异,采用多元Logistic回归分析患者AD发生的影响因素;采用最小绝对收缩和选择算子法(LASSO)回归方法进行组学特征的筛选,构建影像组学模型,采用4种机器学习算法Logistic 回归(LR)、支持向量机(SVM)、随机森林(RF)、决策树(DT)分别基于独立影响因素、影像组学构建临床预测模型和影像组学模型,并评价各模型的诊断效能。结果 两组患者在受教育年限、年龄、负性生活事件、高血压、脑血管病史、糖尿病、体育锻炼少、MMSE方面比较差异明显(P<0.05);多元Logistic回归模型结果表明年龄、高血压、糖尿病、脑血管病史、负性生活事件、受教育水平是患者发生AD的独立危险因素,体育锻炼是保护因素(P<0.05);经LASSO回归筛选得到最优影像学特征分别为:wavelet-HH glcm ClusterShade、log-sigma-4-0-mm-3D firstorder 10Percentile、log-sigma-5-0-mm-3D glrlm RunVariance、log-sigma-3-0-mm-3Dgldm DependenceNonUniformityNormalized、log-sigma-2-0-mm-3D glcm Imcl、wavelet-LH glcm Imcl、original shape Flatness、1og-sigma-5-0-mm-3D glszm ZoneVariance;在四种机器学习算法所构建的临床预测模型及影像组学模型中,RF模型均为最优模型,在训练集和测试集中预测AD发生的临床预测模型AUC分别为0.841、0.821;影像组学模型AUC分别为0.864、0.832;联合模型AUC分别为0.896、0.857,联合模型AUC明显高于其任一单一模型(P<0.05);校准曲线及临床决策曲线分析显示联合模型校准度最高,临床净获益最高。结论 基于临床及影像组学联合的RF模型能够较高地定位和识别MCI及AD,可明显提高影像自动诊断的准确性。
中图分类号: