四川大學(xué)華西醫(yī)院放射科磁共振研究中心（HMRRC）龔啟勇教授團(tuán)隊(duì)于2018年5月22日在Radiology（影響因子7.608）發(fā)表文章“Psychoradiologic Utility of MR Imaging for Diagnosis of Attention Deficit Hyperactivity Disorder: A Radiomics Analysis”（長(zhǎng)按下方二維碼即可閱讀原文）
注意缺陷多動(dòng)障礙 (ADHD) 是指與兒童年齡不相符的注意力難以集中或注意力集中時(shí)間短暫以及易沖動(dòng)性，有的可表現(xiàn)出多動(dòng)的特征。ADHD是最常見(jiàn)的與腦神經(jīng)發(fā)育相關(guān)的心理精神疾病，估計(jì)在學(xué)齡期兒童中的發(fā)病率為5%-15%。盡管對(duì)ADHD已經(jīng)進(jìn)行了數(shù)十年的研究，但目前仍對(duì)這種疾病的病因和神經(jīng)生物學(xué)原因知之甚少。目前對(duì)ADHD的診斷仍是依據(jù)父母和老師完成的問(wèn)卷調(diào)查和對(duì)兒童行為的觀察，缺乏客觀的實(shí)驗(yàn)室檢查手段和生物學(xué)標(biāo)記。前期的影像學(xué)研究也僅僅揭示了ADHD患兒與健康對(duì)照兒童的的群體水平差異，用于單個(gè)受試者診斷的磁共振成像及分析技術(shù)亟待發(fā)展。
影像組學(xué)的概念最早由荷蘭學(xué)者Lambin在2012年提出，之后Kumar等將影像組學(xué)進(jìn)一步定義為“高通量地從數(shù)字醫(yī)學(xué)影像中提取并分析大量高級(jí)的定量影像特征”。影像組學(xué)可直觀地理解為將視覺(jué)影像信息轉(zhuǎn)化為深層次的特征來(lái)進(jìn)行量化研究，是醫(yī)學(xué)影像分析領(lǐng)域的巨大創(chuàng)新。相較于傳統(tǒng)的臨床醫(yī)學(xué)僅僅從視覺(jué)層面解讀醫(yī)學(xué)影像，影像組學(xué)可深入挖掘圖像的生物學(xué)本質(zhì)并提供臨床決策支持。影像組學(xué)已經(jīng)在臨床腫瘤學(xué)中表現(xiàn)出了卓越的性能，大批學(xué)者在腫瘤診斷、治療和預(yù)后等方面進(jìn)行探索，取得了大量成果，但影像組學(xué)在精神疾病領(lǐng)域的應(yīng)用還比較少見(jiàn)。龔啟勇教授團(tuán)隊(duì)首次將影像組學(xué)的分析策略引入到ADHD的診斷和分型中。該研究將腦表面三維模型做為影像組學(xué)特征提取的實(shí)體，共獲得了兩千多個(gè)腦形態(tài)學(xué)特征。利用新近提出的“全相關(guān)”特征篩選算法以及隨機(jī)森林分類(lèi)算法，分別構(gòu)建出判別ADHD與正常對(duì)照以及判別ADHD亞型的兩個(gè)分類(lèi)器。其中判別ADHD與正常對(duì)照的分類(lèi)器取得了73.7%的準(zhǔn)確性，判別ADHD亞型的分類(lèi)器取得了80.1%的準(zhǔn)確性。該研究在分類(lèi)準(zhǔn)確性上較國(guó)際同類(lèi)研究有較大提高。
該研究還進(jìn)一步通過(guò)特征篩選確定了患兒與正常兒童之間的差異腦區(qū)。結(jié)果顯示ADHD患兒與正常兒童之間的差異主要表現(xiàn)為左側(cè)顳葉、左側(cè)中央前/后回、雙側(cè)楔葉的大腦皮層形狀改變。中央前后回（初級(jí)運(yùn)動(dòng)和感覺(jué)皮層）被認(rèn)為與行為控制有關(guān)，這是可能造成ADHD患兒行為抑制能力缺失導(dǎo)致多動(dòng)的原因。顳上回和外側(cè)溝負(fù)責(zé)將低級(jí)聽(tīng)覺(jué)信息與高級(jí)語(yǔ)言和注意信息相結(jié)合，而楔葉（初級(jí)視覺(jué)皮層）則涉及低級(jí)視覺(jué)處理。這些區(qū)域的缺陷可能與ADHD患兒的聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)注意力有關(guān)（即無(wú)法集中注意力并保持注意力）。此外該研究還發(fā)現(xiàn)ADHD兩個(gè)亞型間的差異主要位于島葉和腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)所在的腦區(qū)（圖1）。
圖1 ADHD患者與正常對(duì)照之間存在形狀差異的腦區(qū)（上）；ADHD患者亞型之間存在形狀差異的腦區(qū)（下）
該研究成果的意義還在于建立了精神影像學(xué)的影像組學(xué)分析框架，是組學(xué)分析方法在腦影像研究中的初次實(shí)踐，為精神影像學(xué)研究提供了新的工具。
專(zhuān)家點(diǎn)評(píng)
Radiology雜志同期邀請(qǐng)了梅奧醫(yī)學(xué)中心John Port教授為本研究撰寫(xiě)了題為“Diagnosis of Attention Deficit Hyperactivity Disorder by Using MR Imaging and Radiomics: A Potential Tool for Clinicians”的特約評(píng)論。該評(píng)論指出作者發(fā)現(xiàn)共有八個(gè)相關(guān)特征區(qū)分ADHD和對(duì)照兒童，準(zhǔn)確率為73.7％。此外，作者發(fā)現(xiàn)了一組五個(gè)相關(guān)特征，可以區(qū)分ADHD-I亞型和ADHD-C亞型，準(zhǔn)確率80.1％。相較于前期類(lèi)似研究取得的61.5%的準(zhǔn)確率有較大提高。另外ADHD目前尚無(wú)客觀的診斷方法，該研究為臨床醫(yī)生提供一種簡(jiǎn)單、客觀、相對(duì)準(zhǔn)確的基于MR成像的輔助診斷工具，是該領(lǐng)域的巨大進(jìn)步。
本專(zhuān)家評(píng)述詳情參見(jiàn)：https://pubs.rsna.org/doi/full/10.1148/radiol.2018172804
John D. Port, M.D., Ph.D.，精神疾病影像研究領(lǐng)域國(guó)際知名專(zhuān)家，國(guó)際醫(yī)學(xué)磁共振協(xié)會(huì)(ISMRM)精神疾病影像分會(huì)主席，梅奧醫(yī)學(xué)中心診斷放射學(xué)教授。
作者投稿心得
Radiology是醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的權(quán)威雜志，該雜志傾向發(fā)表在成像方法或者分析方法上有創(chuàng)新性的高質(zhì)量大樣本前瞻性研究。審稿人在意見(jiàn)中會(huì)問(wèn)到較多涉及患者納入、成像參數(shù)、分析步驟的等細(xì)節(jié)問(wèn)題。因此建議在投稿前搞清楚各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)原理和細(xì)節(jié)，選擇特定參數(shù)或者方法的理由和合理性；不犯低級(jí)的統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤。
通信作者
龔啟勇，教授、博士生導(dǎo)師，四川大學(xué)華西醫(yī)院副院長(zhǎng)、放射科主任醫(yī)師。2014年獲聘長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授；2015年獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。長(zhǎng)期從事臨床放射診斷。早期臨床研究工作集中在神經(jīng)放射影像（Neuroradiology），尤其是頭頸部與神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤放射診斷與鑒別診斷。近年在國(guó)家杰出青年科學(xué)基金、CMB基金、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、科技部973、863課題和美國(guó)NIH R01基金（NSFC聯(lián)合）等資助下，聚焦精神放射影像（Psychoradiology）的臨床難點(diǎn)，對(duì)重大神經(jīng)精神疾病的客觀表征做了系統(tǒng)深入的磁共振影像研究，精神放射影像作為Radiology的新興學(xué)科分支，已成為我國(guó)在國(guó)際放射學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮引領(lǐng)作用的重要學(xué)科方向之一。相關(guān)成果入選“中國(guó)百篇最具國(guó)際影響力論文”，被遴選為美國(guó)臨床醫(yī)師CME繼教學(xué)分文章，并寫(xiě)入衛(wèi)計(jì)委國(guó)家統(tǒng)編教材和國(guó)際放射學(xué)百科全書(shū)。在PNAS、JAMA子刊等SCI收錄雜志發(fā)表相關(guān)論文逾300篇（作為通訊作者逾100篇，其中影響因子>5逾50篇，影響因子>10逾10篇，ESI高被引論文7篇）。2010年獲美國(guó)CMB杰出教授獎(jiǎng)；2012年獲Radiology頒發(fā)的Editor's Recognition Awards和國(guó)家衛(wèi)計(jì)委頒發(fā)的第十三屆吳階平-保羅·楊森醫(yī)學(xué)藥學(xué)獎(jiǎng)（臨床醫(yī)學(xué)類(lèi)）；2013年受聘為耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院客座教授；2016年當(dāng)選國(guó)際醫(yī)學(xué)磁共振學(xué)會(huì)ISMRM Fellow，成為國(guó)家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新群體帶頭人，獲首屆中華放射學(xué)會(huì)“突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”年度金獎(jiǎng)；2019年當(dāng)選國(guó)際華人醫(yī)學(xué)磁共振學(xué)會(huì)（OCSMRM）主席。
第一作者
孫懷強(qiáng)，博士，四川大學(xué)華西醫(yī)院臨床磁共振研究中心副研究員。主要從事磁共振成像和醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)分析與挖掘方面研究。研究成果發(fā)表于JAMA Psychiatry、Radiology等領(lǐng)域權(quán)威期刊，主持自然科學(xué)和科技部重點(diǎn)研發(fā)專(zhuān)項(xiàng)各1項(xiàng)。先后獲得中華醫(yī)學(xué)會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)和華夏醫(yī)學(xué)科技一等獎(jiǎng)1項(xiàng)。2017年入選中國(guó)科協(xié)“青年人才托舉工程”。
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本文編輯：張 敏
本文排版：陳紅梅 張洪雪