未來(lái)的放射科讀片室
——記RSNA2014峰會(huì)

曾洪武 編譯

梁長(zhǎng)虹， 劉再毅 審校

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未來(lái)的放射科讀片室
——記RSNA2014峰會(huì)

曾洪武 編譯

梁長(zhǎng)虹， 劉再毅 審校

北美放射學(xué)會(huì)(RSNA)的百年盛會(huì)于2014年11月30日至12月5日在美國(guó)芝加哥市隆重召開(kāi)。2014RSNA的主題是A century of transforming medicine (一個(gè)世紀(jì)的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué))。回顧了一個(gè)世紀(jì)放射學(xué)的發(fā)展，前期艱苦、崎嶇緩慢前進(jìn)，到CT、MRI、PET應(yīng)用后的飛躍發(fā)展，分子影像興起，到今天多學(xué)科/專(zhuān)業(yè)的緊密融合。

在當(dāng)前大數(shù)據(jù)時(shí)代、多學(xué)科融合的背影下，未來(lái)的放射科讀片室又會(huì)怎樣的呢？2014年12月4日中午1:30 p.m.在McCormick Place的Crown Theater舉行RSNA Symposium (RSNA峰會(huì))，Dr. Robert J. Gillies 作了以The Radiology Reading Room of the Future 為主題的報(bào)告(圖1)，對(duì)未來(lái)放射科發(fā)展方向提出了全新的觀點(diǎn)-放射組學(xué)[Radiomics]。Dr. Gillies來(lái)自美國(guó)Florida州Tampa市的Moffitt腫瘤中心。

圖1　Dr.Robert J.Gillies 作了以The Radiology Reading Room of the Future為主題的報(bào)告。

今后，放射科醫(yī)生不僅僅是影像檢查的轉(zhuǎn)譯者，還將是疾病過(guò)程的定量和描述性數(shù)據(jù)監(jiān)護(hù)人，使用計(jì)算機(jī)決策輔助系統(tǒng)，以提高診斷和預(yù)后判斷的準(zhǔn)確性，新興領(lǐng)域放射組學(xué)的專(zhuān)家介紹說(shuō)。

圖2　未來(lái)放射科數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)

“Radiomics: From Clinical Images to Omics” (“放射組學(xué)，從臨床影像到組學(xué)”)是RSNA 2014峰會(huì)主題，由RSNA和物理學(xué)家醫(yī)學(xué)雜志(AAPM)共同提出。Dr. Paul E. Kinahan在峰會(huì)介紹，分子生物學(xué)成功改造了，疾病的管理和新的腫瘤藥物的開(kāi)發(fā)和測(cè)試；盡管分子生物學(xué)有巨大潛力，但依然進(jìn)展緩慢。(Dr. Paul E. Kinahan，華盛頓大學(xué) 影像研究實(shí)驗(yàn)室和放射科主任)

未來(lái)的放射科數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)(圖2)，包括基因數(shù)據(jù)、臨床醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)、放射數(shù)據(jù)(解剖數(shù)據(jù)和功能數(shù)據(jù))。解剖數(shù)據(jù)可以根據(jù)器官進(jìn)行精準(zhǔn)的分割；正交影像像數(shù)據(jù)庫(kù)包括動(dòng)態(tài)增強(qiáng)、ADC圖、PET+CT等功能信息，能夠顯示組織器官的生態(tài)特點(diǎn)，每個(gè)VOXEL包含的復(fù)合數(shù)據(jù)，能夠顯示是微環(huán)境生態(tài)特點(diǎn)(圖3)。Dr.Gillies說(shuō)，未來(lái)放射科醫(yī)生將采用分段切割方法確定的體積和感興趣的面積，從這些體積，計(jì)算機(jī)可以提取數(shù)百描述和定量性特征信息，這些特征信息可以與醫(yī)學(xué)和基因數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，組成新的放射數(shù)據(jù)庫(kù)，再使用計(jì)算機(jī)輔助診斷系統(tǒng)，協(xié)助判斷。放射組學(xué)概念的核心，圖像是不是圖片，而是數(shù)據(jù)，Dr.Gillies說(shuō)，現(xiàn)在我們已從任何感興趣容積提取約600種不同定量的特征數(shù)據(jù)。

圖3　未來(lái)的腫瘤邊界 放射組學(xué)數(shù)據(jù)能顯示其微生態(tài)特點(diǎn)

放射組學(xué)植根于腫瘤遺傳學(xué)，腫瘤的遺傳異質(zhì)性，這是由于基因組的不穩(wěn)定性與高選擇性的微環(huán)境的組合，是治療抵抗的主要原因。圖像的深入分析可以量化的微環(huán)境，并且可預(yù)測(cè)遺傳異質(zhì)性的程度，Dr.Gillies講。

“定量特征分析提高了診斷的準(zhǔn)確性和可預(yù)測(cè)性。預(yù)測(cè)非常重要，因?yàn)檫@實(shí)際上影響可操作的后果”，Dr.Gillies講“我們可以預(yù)測(cè)表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)突變嗎？我們可以預(yù)測(cè)缺氧嗎？如果可以，我們將有藥物治療這些領(lǐng)域疾病。”

使精準(zhǔn)醫(yī)療成為現(xiàn)實(shí)

“Radiomics in Oncology: Pathway to Precision Medicine,”腫瘤學(xué)的放射組學(xué)：精確醫(yī)學(xué)道路，Hedvig Hricak M.D.,Ph.D.HC強(qiáng)調(diào)在分子醫(yī)學(xué)時(shí)代，傳統(tǒng)的放射學(xué)與病理相關(guān)模式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠了。利用體內(nèi)，定量預(yù)測(cè)預(yù)后和預(yù)測(cè)成像生物標(biāo)志物，如這些由放射組學(xué)提供的分析，將在病人選擇合適的時(shí)間進(jìn)行正確的治療中起至關(guān)重要作用，Dr.Hricak說(shuō)。Dr.Hricak是2010年RSNA主席和紐約市Memorial Sloan Kettering Cancer Center(MSKCC)放射科主任。

定量成像特征是指從放射組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)提取紋理特征、功能參數(shù)和多參數(shù)成像的群簇特征數(shù)據(jù)。放射組學(xué)分析定義關(guān)系，或成像特征和分子標(biāo)記(組學(xué))之間的關(guān)聯(lián)映射圖，從而確立診斷成像和分子診斷之間的連接，Dr.Hricak說(shuō)。

Dr.Hricak指出，該放射組學(xué)不是告訴我們到底發(fā)生了哪些基因突變，而是放射組學(xué)可以幫助(放射科)醫(yī)生識(shí)別預(yù)后的關(guān)鍵影像學(xué)特征，更好地了解腫瘤的異質(zhì)性，還可引導(dǎo)分子導(dǎo)向的活檢。

使放射組學(xué)朝向安全和證據(jù)驅(qū)動(dòng)的新興領(lǐng)域，多個(gè)領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)分析提供了經(jīng)驗(yàn)，如基因組學(xué)領(lǐng)域，Dr.Hricak引用醫(yī)學(xué)研究機(jī)構(gòu)2011年報(bào)告“轉(zhuǎn)譯基因組學(xué)的進(jìn)展”，必須使發(fā)現(xiàn)和試驗(yàn)驗(yàn)證階段透明和臨床應(yīng)用評(píng)價(jià)公開(kāi)。

探索開(kāi)發(fā)放射組學(xué)的最大潛力，將進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，團(tuán)隊(duì)和科學(xué)時(shí)代，最重要的是開(kāi)啟影像生物信息學(xué)新時(shí)代，Dr. Hricak總結(jié)道。

預(yù)測(cè)結(jié)果

Dr.Joseph O.Deasy (Ph.D.)是早期在Memorial Sloan Kettering Cancer Center(MSKCC)研究，提取圖像數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行結(jié)果預(yù)測(cè)。Dr.Deasy系“FDG-PET-基于放射組學(xué)預(yù)測(cè)放療后局灶控制和生存狀態(tài)”項(xiàng)目的高級(jí)研究員，該研究在2014年7月AAPM年度會(huì)議展示。研究者分析了兩個(gè)癌癥數(shù)據(jù)庫(kù)，非小細(xì)胞肺癌和Ⅲ?Ⅳ期頭頸部癌癥。研究者發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)與腫瘤的形狀和密度變化有關(guān)。Dr. Deasy說(shuō)，雖然需要進(jìn)一步深入研究，他希望放射組學(xué)將被證明在至少在兩個(gè)方面是非常有用。如果模型能有足夠預(yù)測(cè)性，那么可能一些患者可避免全身性治療，如化療，如果轉(zhuǎn)移性風(fēng)險(xiǎn)非常低；我們相信用整體積分吸收強(qiáng)度，以幫助確定需要的輻射劑量，可以避免一些治療過(guò)度或治療不足。

Dr.Gillies最后總結(jié)要點(diǎn)：①醫(yī)學(xué)圖像不是圖片，是數(shù)據(jù)。②腫瘤不均質(zhì)或充分混合，腫瘤異質(zhì)性是治療抵抗的原因；這可以通過(guò)病灶的放射組學(xué)特征顯示。③放射組學(xué)數(shù)據(jù)具有診斷價(jià)值，預(yù)后監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)生物標(biāo)志物的價(jià)值，但需要巨量的數(shù)據(jù)來(lái)支持。

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10.13609/j.cnki.1000-0313.2015.04.002

深圳市兒童醫(yī)院放射科(曾洪武)；廣東省人民醫(yī)院放射科(曾洪武、梁長(zhǎng)虹、劉再毅)

曾洪武(1980-)，男，副主任醫(yī)師，2012年RSNA種子基金獲得者

R445.2; R814.42

A

1000-0313(2015)04-0306-02