近日，重庆大学附属肿瘤医院影像科张久权团队研究论文被影像学著名期刊EuropeanRadiology(IF：7.034，JCR Q1区）接受。论文题为《XGBoost-basedmultiparameters from dual-energy computed tomography for the differentiation ofmultiple myeloma of the spine from vertebral osteolytic metastases》，该研究探讨了基于DECT多参数的XGBoost模型对脊柱多发性骨髓瘤和椎体溶骨性转移瘤的鉴别诊断能力。
研究背景
多发性骨髓瘤（MM）和椎体溶骨转移瘤（VOM）是脊柱最常见的恶性肿瘤。MM是血液系统中第二常见的恶性肿瘤，由恶性单克隆浆细胞的侵袭和增殖引起；VOM主要是由恶性肿瘤的血源性转移引起的。它们都累及骨髓，表现为单个或多个病变，并且具有相似的影像学表现（例如溶骨改变）和临床症状（例如骨痛），使得VOM和MM难以区分，尤其是在无法确定原发肿瘤的VOM患者。然而，这两种疾病的治疗方案完全不同，临床上对多发性骨病变很难做到“一对一”穿刺活检，因此，迫切需要无创准确区分二者的方法。
近年来，DECT多参数在临床实践中得到了广泛的应用，在椎体相关疾病的诊断、鉴别诊断和疗效监测中均有良好的表现。与此同时，机器学习通过数据的自动识别和智能分析生成预测模型，与传统统计方法相比，分类性能大大提高。XGBoost因具有良好的可扩展性和高速性，使其成为一种成功的机器学习方法。因此，本研究目的是评估基于DECT多参数的XGBoost模型在鉴别脊柱MM和VOM方面的性能，并与DECT多参数单因素分析进行比较。
研究方法
本研究回顾性的纳入了28名（83个病灶）MM患者和23名（54个病灶）VOM患者。所有患者均接受了平扫和双期增强DECT扫描。由两名放射科医生对病灶进行独立测量，得到10个定量DECT参数（nZeff，λHu，VNCa以及CT值）。使用名为Boruta的基于随机森林的特征选择方法来检测关键特征。XGBoost预测模型是使用Boruta选择的关键特征构建的。使用类内相关系数（ICC）来评估观察者间和观察者内的一致性，使用受试者操作特征（ROC）曲线比较基于DECT多参数的XGBoost模型和不同的定量参数在鉴别脊柱MM和VOM病变中的能力，采用Delong检验比较XGBoost模型的ROC曲线与单因素分析获得最高AUC的参数之间的差异。
图1. 患者1：53岁男性，诊断为肺腺癌伴多发性溶骨性转移（箭头）；患者2：69岁女性，诊断为活动性多发性骨髓瘤，单克隆免疫球蛋白为IgG-K 型（箭头）。
研究结果
1、DECT1定量参数具有良好的观察者间和观察者内一致性（图2）
2 、VOM患者的DECT定量参数值均高于MM患者（p＜0.05，图3）
3、在单因素分析中，VNCa的AUC最高，训练组为0.81和测试组为0.87；通过Boruta降维，我们发现了6个关键参数（VNCa, 静脉期-nZeff,静脉期-CT, 动脉期-nZeff, 平扫CT 以及平扫λHu），与单因素中AUC最高的VNCa相比，构建的XGBoost模型表现了更出色的诊断性能，AUC分别为训练组1.00和测试组0.97（图4）
研究结论
基于DECT多参数的XGBoost模型在鉴别脊柱MM和VOM上具有良好的诊断效能，且优于VNCa分析。这些结果可为MM和VOM之间的鉴别诊断提供有价值的信息，以指导临床治疗决策。
第一作者简介
石进芳，重庆大学附属肿瘤医院，技师 毕业于吉首大学医学影像专业，主要研究方向为乳腺CT和MRI检查技术。以第一作者发表SCI论文1篇，参与发表SCI论文5篇。
共同通讯作者简介
王晓霞，重庆大学附属肿瘤医院影像科主治医师 教学秘书 乳腺生殖亚专业组组长。
擅长乳腺肿瘤及生殖系统肿瘤影像诊断，研究方向为乳腺肿瘤影像学。学术任职：重庆市医学会放射医学分会磁共振学组委员，重庆市医药生物技术协会乳腺癌防治专委会委员。参与发表SCI论文17篇，其中以第一、通讯（含共一）作者发表含ER、KJR在内的SCI论文9篇，CSCD论文2篇。主持重庆市自然科学基金一项，厅局级科研项目一项。参与国家级、省部级科研项目数项。
通讯作者简介
张久权，重庆大学附属肿瘤医院影像科主任，医学博士，主任医师，博士研究生导师，博士后合作导师
入选第五批重庆市中青年医学高端人才、重庆大学附属肿瘤医院高端人才。曾赴美国Emory大学访问研究一年。擅长神经系统影像诊断。主要研究兴趣为功能神经影像学和肿瘤影像学。学术任职：中国抗癌协会第五届肿瘤影像专业委员会常务委员、中华医学会放射学分会第十六届委员会神经学组委员及对比剂使用和安全工作组委员、中国医师协会放射医师分会第五届委员会人工智能学组和互联网与大数据学组委员、重庆市抗癌协会肿瘤影像专业委员会第一届委员会主任委员、重庆市中西医结合医学影像学组副主任委员、重庆市医学会放射医学分会第七届委员会委员兼磁共振学组组长、重庆市医师协会放射医师分会第二届委员会常务委员兼神经学组组长等。主持或者参与国家及省部级课题10余项，目前在研课题包括国自然面上项目1项，省部级重点项目和面上项目各1项，横向课题1项。共发表SCI论文104篇, 其中以第一作者或通讯作者在Neurology、JNNP、Human Brain Mapping、Neuroimage: Clinical、Radiotherapy andOncology、ER、DII、Insights into Imaging、JMRI、EJR、KJR等杂志发表SCI论文83篇，累计影响因子420以上，累计被引用次数在2380次以上。2013年获得重庆市科技进步奖二等奖一项。先后担任Human Brain Mapping、European Journal ofNeurology、Frontiers in Neurology、Behavioural Brain Research、Brain andBehavior、Acta Radiologica、JMRI、ER、EJR、DII、Insights into Imaging和中华放射学杂志等杂志审稿人。
