四川大學華西醫(yī)院放射科磁共振研究中心（HMRRC）龔啟勇教授團隊于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”（長按下方二維碼即可閱讀原文）
注意缺陷多動障礙 (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間短暫以及易沖動性，有的可表現(xiàn)出多動的特征。ADHD是最常見的與腦神經(jīng)發(fā)育相關(guān)的心理精神疾病，估計在學齡期兒童中的發(fā)病率為5%-15%。盡管對ADHD已經(jīng)進行了數(shù)十年的研究，但目前仍對這種疾病的病因和神經(jīng)生物學原因知之甚少。目前對ADHD的診斷仍是依據(jù)父母和老師完成的問卷調(diào)查和對兒童行為的觀察，缺乏客觀的實驗室檢查手段和生物學標記。前期的影像學研究也僅僅揭示了ADHD患兒與健康對照兒童的的群體水平差異，用于單個受試者診斷的磁共振成像及分析技術(shù)亟待發(fā)展。
影像組學的概念最早由荷蘭學者Lambin在2012年提出，之后Kumar等將影像組學進一步定義為“高通量地從數(shù)字醫(yī)學影像中提取并分析大量高級的定量影像特征”。影像組學可直觀地理解為將視覺影像信息轉(zhuǎn)化為深層次的特征來進行量化研究，是醫(yī)學影像分析領(lǐng)域的巨大創(chuàng)新。相較于傳統(tǒng)的臨床醫(yī)學僅僅從視覺層面解讀醫(yī)學影像，影像組學可深入挖掘圖像的生物學本質(zhì)并提供臨床決策支持。影像組學已經(jīng)在臨床腫瘤學中表現(xiàn)出了卓越的性能，大批學者在腫瘤診斷、治療和預(yù)后等方面進行探索，取得了大量成果，但影像組學在精神疾病領(lǐng)域的應(yīng)用還比較少見。龔啟勇教授團隊首次將影像組學的分析策略引入到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特征提取的實體，共獲得了兩千多個腦形態(tài)學特征。利用新近提出的“全相關(guān)”特征篩選算法以及隨機森林分類算法，分別構(gòu)建出判別ADHD與正常對照以及判別ADHD亞型的兩個分類器。其中判別ADHD與正常對照的分類器取得了73.7%的準確性，判別ADHD亞型的分類器取得了80.1%的準確性。該研究在分類準確性上較國際同類研究有較大提高。
該研究還進一步通過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（初級運動和感覺皮層）被認為與行為控制有關(guān)，這是可能造成ADHD患兒行為抑制能力缺失導致多動的原因。顳上回和外側(cè)溝負責將低級聽覺信息與高級語言和注意信息相結(jié)合，而楔葉（初級視覺皮層）則涉及低級視覺處理。這些區(qū)域的缺陷可能與ADHD患兒的聽覺和視覺注意力有關(guān)（即無法集中注意力并保持注意力）。此外該研究還發(fā)現(xiàn)ADHD兩個亞型間的差異主要位于島葉和腦默認網(wǎng)絡(luò)所在的腦區(qū)（圖1）。
圖1 ADHD患者與正常對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的影像組學分析框架，是組學分析方法在腦影像研究中的初次實踐，為精神影像學研究提供了新的工具。
專家點評
Radiology雜志同期邀請了梅奧醫(yī)學中心John Port教授為本研究撰寫了題為“Diagnosis of Attention Deficit Hyperactivity Disorder by Using MR Imaging and Radiomics: A Potential Tool for Clinicians”的特約評論。該評論指出作者發(fā)現(xiàn)共有八個相關(guān)特征區(qū)分ADHD和對照兒童，準確率為73.7％。此外，作者發(fā)現(xiàn)了一組五個相關(guān)特征，可以區(qū)分ADHD-I亞型和ADHD-C亞型，準確率80.1％。相較于前期類似研究取得的61.5%的準確率有較大提高。另外ADHD目前尚無客觀的診斷方法，該研究為臨床醫(yī)生提供一種簡單、客觀、相對準確的基于MR成像的輔助診斷工具，是該領(lǐng)域的巨大進步。
本專家評述詳情參見：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)域國際知名專家，國際醫(yī)學磁共振協(xié)會(ISMRM)精神疾病影像分會主席，梅奧醫(yī)學中心診斷放射學教授。
作者投稿心得
Radiology是醫(yī)學影像領(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。審稿人在意見中會問到較多涉及患者納入、成像參數(shù)、分析步驟的等細節(jié)問題。因此建議在投稿前搞清楚各個環(huán)節(jié)的技術(shù)原理和細節(jié)，選擇特定參數(shù)或者方法的理由和合理性；不犯低級的統(tǒng)計錯誤。
通信作者
龔啟勇，教授、博士生導師，四川大學華西醫(yī)院副院長、放射科主任醫(yī)師。2014年獲聘長江學者特聘教授；2015年獲國家自然科學獎二等獎。長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。近年在國家杰出青年科學基金、CMB基金、國家自然科學基金重點項目、科技部973、863課題和美國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，對重大神經(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的新興學科分支，已成為我國在國際放射學領(lǐng)域發(fā)揮引領(lǐng)作用的重要學科方向之一。相關(guān)成果入選“中國百篇最具國際影響力論文”，被遴選為美國臨床醫(yī)師CME繼教學分文章，并寫入衛(wèi)計委國家統(tǒng)編教材和國際放射學百科全書。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CMB杰出教授獎；2012年獲Radiology頒發(fā)的Editor's Recognition Awards和國家衛(wèi)計委頒發(fā)的第十三屆吳階平-保羅·楊森醫(yī)學藥學獎（臨床醫(yī)學類）；2013年受聘為耶魯大學醫(yī)學院客座教授；2016年當選國際醫(yī)學磁共振學會ISMRM Fellow，成為國家自然科學基金委創(chuàng)新群體帶頭人，獲首屆中華放射學會“突出貢獻獎”年度金獎；2019年當選國際華人醫(yī)學磁共振學會（OCSMRM）主席。
第一作者
孫懷強，博士，四川大學華西醫(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，主持自然科學和科技部重點研發(fā)專項各1項。先后獲得中華醫(yī)學會科技進步一等獎1項和華夏醫(yī)學科技一等獎1項。2017年入選中國科協(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