使用影像生物标志物探索器（IBEX）进行放射组学的指南与经验

该软件工具的总体目标是提取属于形状或纹理特征的定量图像特征，例如灰度共生矩阵类别。该工具可用于回答放射组学领域中的一些关键问题。例如，您可以提取定量图像特征，并分析这些特征与放射治疗患者预后之间的相关性。

该技术的主要优势在于其开源性、易于使用，且长期以来被广泛用于提取特征以构建预后模型。放射组学有望提供关于肿瘤对特定治疗方案可能反应的信息，因此可为临床医护人员在评估替代治疗方案的适用性时提供额外参考。放射组学能够揭示肿瘤表型特征，还可应用于异质性分析，例如量化治疗过程中更大范围组织的变化。

通常，初次接触该方法的人员会遇到困难，因为选择合适的参数设置（如位深度重采样等不同功能的设置）至关重要，因此必须密切关注这些细节。由于步骤繁多且细节复杂，直观的演示尤为关键。在放射组学研究中，细致入微的关注是获得良好结果的重要保障。

首先，安装随附文本方案中描述的 IBEX 软件。安装完成后，启动 IBEX 并创建一个新用户，以便导入和保存您的数据。接着，单击导入图标，通过点击格式名称选择 DICOM 或 Pinnacle 文件版本九格式，然后单击下一步。

要一次性导入所有患者数据，请勾选右上角的批量文件夹复选框，然后点击所列目录旁边的“更多”按钮。选择包含所有患者文件夹及其对应 DICOM 图像和辐射 DICOM 结构文件的文件夹。最后，点击退出按钮。

首先，点击数据图标以加载患者文件。然后，在“选择患者”部分，点击目标患者文件以打开。接着，在“选择图像集”部分，点击目标患者文件的图像集，然后点击“打开”按钮。

使用箭头滚动查看以轴向、冠状和矢状视图显示的图像。然后，选择缩放按钮并在图像平面上绘制一个方框以进行放大。在图像上单击右键可缩小。

接下来，单击窗宽窗位按钮。另一个按钮将弹出，当其出现时，将左右两侧拖动至所需区域，或在新窗口底部的窗宽和窗位输入框中手动输入窗宽和窗位数值。使用左侧第一个下拉菜单选择不同的窗宽窗位设置。

CT 有八种选项，PET 有一种选项。通过点击感兴趣区域旁边的复选框，使其在图像上显示，从而可视化该区域；或点击“全部 ROI 开启”按钮以显示所有感兴趣区域。接下来，准备数据集以便查看轮廓。

为此，请首先点击“显示数据集”按钮以查看数据集中的轮廓。一旦查看完数据集，即可关闭窗口。这是一个新用户，且刚刚导入患者数据，因此我们尚未创建任何数据集。

然后，通过点击名称旁的复选框选择要添加到数据集中的轮廓，并点击“添加到数据集”按钮。点击目标数据集的名称以将轮廓添加至该数据集，或点击“新建”按钮创建新的数据集。如果选择新建数据集，请在弹出窗口中输入数据集名称，然后点击“确定”按钮。

完成后，单击退出按钮以返回患者和扫描列表。单击功能图标，如有需要，可单击添加按钮，在新窗口的下拉菜单中选择预处理选项来添加预处理。接下来，单击参数下方的 i 按钮以选择预处理参数。

在值列下方选择数值，输入新的参数值，然后点击“确定”按钮。如需了解预处理方法及具体参数的说明，请点击右上角的问号按钮。确认无误后，点击“添加”按钮以添加该预处理步骤。

为了删除不需要的预处理步骤，选择相应的预处理步骤，然后点击删除。在特征类别菜单中，选择邻域强度差25中的灰度共生矩阵25特征类别，以分别在2.5D下计算灰度共生矩阵和邻域强度差异矩阵。该过程通过逐层计算每个切片，然后将所有矩阵相加而实现。

另一种选择是，在邻域强度差异三级特征类别中选择灰度共生三级，分别计算三维的灰度共生矩阵和邻域强度差异矩阵。单击 I 以查看该特征类别的选定参数。如需更改参数，请输入新值并单击“确定”按钮。

如需更多信息，请点击右上角的问号。在所有参数正确设置后，点击测试按钮，然后单击所需特征或类别旁边的按钮，以查看特征类别或特定特征。选择要查看测试的数据集，然后点击打开按钮。

勾选所选数据集中患者的复选框，然后点击测试按钮。测试满意后关闭窗口。取消勾选所选类别中不需要的特征。

若要取消选择所有特征，请点击“设置二，特征”下方的“特征”一词。若要将所有选定的特征连同选定的预处理方法一并添加，请点击“添加到特征集”按钮。选择名称和特征集，然后点击“打开”按钮；或者，若要将这些特征添加到新集合中，请点击“新建”按钮。

在新窗口中输入特征集的名称，然后点击“确定”。接下来，点击“显示特征集”按钮以查看具有相应预处理技术的特征。选择要查看的特征集，然后点击“打开”。在下拉菜单中观察预处理参数和特征类别。

通过点击参数下方的 I 按钮来编辑它们。完成后，关闭窗口。在主功能窗口中，点击显示数据集按钮以查看当前的数据集。

然后，选择要查看的数据集，再点击打开按钮。完成后，点击退出按钮。为了准备输出结果，首先点击结果图标，然后在步骤一中点击要运行特征的数据集，在步骤二中点击要对所选数据运行的特征集。

接下来，单击“查看数据”按钮以查看所选数据集，然后单击“查看特征”按钮以查看所选特征集。最后，单击“计算并保存结果”按钮。输入结果文件的名称，然后选择保存。

IBEX 的输出是一个包含三个工作表的电子表格。此处展示的输出比本教程视频中运行的结果更为复杂，包含更多的感兴趣区域以及选定的特征。第一个工作表包含数据集中每个感兴趣区域的特征值。

对于灰度共生矩阵和灰度游程矩阵特征，矩阵在每个计算方向上均会输出一个值，同时还会输出一个在所有方向上的平均矩阵，该平均矩阵被标记为333。第四行表示特征类别，第五行表示该列的标题，标记为索引、图像、感兴趣区域、MRN或特定特征。第二个工作表包含数据信息。

这是关于获得感兴趣区域的图像信息，例如 X、Y 和 Z 方向的体素尺寸。第三个工作表包含特征信息。特征按其类别进行分类。

特征类别的参数列在第二列中。该类别所有选定的特征列在第三列中。第五列显示了对特征应用的预处理方法，第六列显示了预处理的参数。

一旦掌握，该工具即可用于高效地从医学图像中提取纹理数据。重要的是要仔细审查所有数据，包括确保预处理和其他特征设置的准确性。例如，可使用 IBEX 审查工具仔细检查后处理图像。

该技术问世后，为放射组学领域的研究人员探索利用影像对患者进行预后分层（如局部区域控制情况和癌症患者预后）铺平了道路。观看本视频后，您应能够充分理解如何使用IBEX从医学影像中提取图像特征。随后，可将这些图像特征应用于统计学或机器学习方法，以探究肿瘤表型的相关信息。