Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

المبادئ التوجيهية وتجربة استخدام التصوير مستكشف العلامات البيولوجية (الوعل) لراديوميكس

doi: 10.3791/57132 Published: January 8, 2018

Summary

يصف لنا IBEX، أداة مفتوحة المصدر مصممة للدراسات راديوميكس التصوير الطبي، وكيفية استخدام هذه الأداة. وبالإضافة إلى ذلك، التي عرضت بعض الأعمال المنشورة التي استخدمت IBEX تحليل عدم اليقين ونموذج بناء.

Abstract

التصوير مستكشف العلامات البيولوجية (الوعل) أداة مفتوحة المصدر للعمل راديوميكس التصوير الطبي. والغرض من هذه الورقة وصف كيفية استخدام IBEX في واجهة المستخدم الرسومية (GUI) وتبين كيفية حساب IBEX الميزات التي استخدمت في الدراسات السريرية. IBEX يسمح باستيراد صور DICOM مع قمة أو ملفات بنية العلاج بالإشعاع DICOM. حالما يتم استيراد الصور، قد IBEX أدوات داخل "واجهة المستخدم الرسومية اختيار البيانات" التعامل مع عرض الصور، وتدبير فوكسل القيم والمسافات، وإنشاء وتحرير معالم. ويأتي IBEX 27 خيارات ميزة 132 وتجهيزها لتصميم مجموعات ميزة. وقد كل فئة تجهيزها وميزة المعلمات التي يمكن تعديلها. الإخراج من الوعل هو جدول بيانات الذي يحتوي على: 1) لكل ميزة من مجموعة المحسوبة لكل كفاف في مجموعة البيانات، ومعلومات 2) صورة عن كل كفاف في مجموعة من البيانات، و 3) ملخصاً لتجهيزها ميزة والميزات المستخدمة مع تلك المحددة معلمات. ميزات تحسب من الوعل قد استخدمت في دراسات لاختبار مدى تغير ملامح ظروف التصوير المختلفة وفي نماذج البقاء على قيد الحياة لتحسين النماذج السريرية الحالية.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

في الطب، ويتضمن تشخيص مرض المريض عادة عدد كبير من الاختبارات التشخيصية مثل الأشعة السينية والموجات فوق الصوتية والتصوير المقطعي (CT) والرنين المغناطيسي التصوير (التصوير بالرنين المغناطيسي)، والتصوير المقطعي بالبوزيترون (PET) بمسح للمساعدة في تحديد دورة للعناية بالمرضى. في حين استخدم الأطباء هذه الصور لتقييم نوعية التشخيص للمريض، قد يكون هناك المزيد من الميزات الكمية التي يمكن استخراجها لتوجيه العناية بالمرضى. والأساس المنطقي أن هذه الميزات قد تمثل البروتين والجينوم أنماط أعرب على المقياس عيانية1. الجمع بين هذه المعلومات الكمية مع المعلومات السريرية الحالية، مثلاً، والتركيبة السكانية المريض، قد تسمح أكثر فردية من رعاية المرضى. هذه هي النظرية وراء راديوميكس: ميزة تحليل الصور على مستوى فوكسل. الميزات التي تقع عادة إلى 5 فئات رئيسية: رمادي مصفوفة مستوى التواجد المشارك، مصفوفة طول تشغيل مستوى رمادي، حي كثافة الفرق مصفوفة، والرسم البياني، والشكل.

التصوير مستكشف العلامات البيولوجية (الوعل) أداة مفتوحة المصدر ل العمل راديوميكس2. تم وضع واجهة المستخدم الرسومية (GUI) في "مركز السرطان MD أندرسون" بهدف تيسير استخراج وحساب كمية من الميزات للمساعدة في عملية صنع القرار في علاج السرطان. التعليمات برمجية مصدر3 وإصدار قائمة بذاتها4 متاحة على الإنترنت. IBEX يحسب 5 فئات الميزات المستخدمة في راديوميكس الطبية مع المعلمات التي يمكن تعيينها لكل فئة الميزة الأكثر شيوعاً. الفئات: الرمادي مستوى التواجد المشترك مصفوفة5، طول تشغيل مستوى رمادي مصفوفة6،7، كثافة، حي كثافة الفرق مصفوفة8والشكل. منذ IBEX هو المصدر المفتوح، يسمح لمنسق ميزة استخراج النتائج عبر المؤسسات من بسهولة مقارنة الدراسات راديوميكس مختلفة. وترد جميع الميزات داخل IBEX في الورقة الأولى تشانغ et al. 2

والغرض من هذه المخطوطة توفير التوجيه بشأن كيفية استخدام الوعل وتثبت تطبيقاتها من خلال الدراسات المنشورة لاستعراض الأقران من المجموعة راديوميكس MD أندرسون. منذ الإفراج عنها للجمهور في عام 2015، IBEX قد استخدمت لحساب ميزات من الأشعة المقطعية، والحيوانات الأليفة، والتصوير بالرنين المغناطيسي مسح الصور المجموعة راديوميكس MD أندرسون، عادة ما تحقق ميزات لتحسين بقاء السريرية نماذج9،10، 11،،من1213،14،15،16،17،،من1819،20 ومن خارج المؤسسات21،،،من2223،24. ويمكن الاطلاع على توجيهات إضافية بشأن أدوات البرمجيات التي يمكن استخدامها للخطوات المذكورة في البحث راديوميكس التي لم يتم تضمينها في الوعل في المحكمة et al. 25

مقدمة عامة لسير العمل من IBEX سيساعد على تنظيم البيانات بشكل صحيح قبل البدء في المشاريع راديوميكس الاستفادة من الوعل. في حالة استيراد صور DICOM، IBEX يتطلب أن كل مريض الخاصة بهم مجلد مع صورهم DICOM. DICOM الإشعاع هيكل مجموعة اختيارية لتضمين في المجلد المريض، ولكن من المستحسن بدلاً من استخدام منصة الكنتوري في الوعل. للمساعدة في استيراد جميع المرضى لدراسة محددة، كافة المجلدات المريض يمكن وضعها في مجلد واحد معا حيث أنه قد استيراد كافة البيانات إلى الوعل باستخدام خطوة واحدة فقط. إذا كان استيراد المرضى من ذروة، فمن الأفضل أن يكون هيكل مجموعة مع الخطة المريض. المرضى قد يؤدي إلى عدة مجموعات الصور والخطط ضمن قمة، هو أفضل لتعيين الصورة التي تعرف والخطة الصحيحة قبل الاستيراد. تخفيض عدد شرائح الصورة لمريض إذا كان حساب الوقت مصدر قلق، يمكن تقليل وقت كبير. على سبيل المثال، إلا إذا كان الكبد الاهتمام بدراسة ولكن المرضى بمسح كامل الجسم CT، خفض الشرائح DICOM فقط في حدود مجال الاهتمام يمكن اختصار حساب الوقت (مثلاً، خفض DICOM من شرائح 300 إلى شرائح 50 يمكن اتخاذ 1/6t ح الوقت). هناك مختلف الأدوات المتاحة لتنفيذ هذا الحد من شريحة من اليدوي إلى شبه الآلية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

1-تثبيت الوعل

ملاحظة: لتثبيت نسخة التعليمات برمجية مصدر انتقل إلى الخطوة 1، 1. وبدلاً من ذلك، لتثبيت إصدار مستقل انتقل إلى الخطوة 1، 2.

  1. إصدار التعليمات البرمجية المصدر
    1. انتقل إلى موقع على شبكة الإنترنت نسخة التعليمات البرمجية المصدر IBEX3. تحميل ملفات "IBEX_Source.zip" و "How_to_use.pdf". ابحث في الملف "How_to_use.pdf" للعثور الشروط المسبقة لاستخدام أحدث إصدار الوعل.
      ملاحظة: الوعل يعمل فقط على 32 بت و 64 بت إصدارات Matlab 2011a و 2014b، على التوالي.
    2. بمجرد اكتمال التحميل، فك "IBEX_Source.zip" وإضافة المجلد \IBEX_Source إلى مسار محلي.
      ملاحظة: يمكن الاطلاع على إرشادات حول كيفية إضافة مسار الصفحة مراجع البرنامج ل إضافة مسار "26.
    3. اكتب "إيبيكسمين" في إطار الأوامر لبدء تشغيل الوعل.
  2. الإصدار المستقل
    1. انتقل إلى موقع ويب الإصدار المستقل IBEX4. إذا كان تثبيت الوعل للمرة الأولى، انتقل إلى المجلد "التبعيات" وتحميل/تثبيت "MCRInstaller.exe،" vc2005redist_x86_new.exe، "وملفات" vc2012redist_x86.exe ". من الصفحة الرئيسية، وحمل "IBEX.exe," "IBEX.ctf," "IBEX.ini," وملفات "How_to_use.pdf" إلى نفس المجلد. ابحث في الملف "How_to_use.pdf" للشروط المسبقة لاستخدام أحدث إصدار الوعل.
    2. انقر نقراً مزدوجاً فوق "IBEX.exe" لبدء الوعل.

2. قم بتعيين موقع

ملاحظة: يتم استيراد الصور إلى هذا الموقع المحدد ويتم تخزين البيانات الخاصة بهذه الدراسة هنا كذلك. IBEX الاستخدامات الأكثر سبق تطبيقه الموقع كموقع افتراضي عندما أعيد إطلاقه.

  1. انقر على أيقونة "الموقع" (الشكل 1).
  2. حدد المستخدم أو انقر نقراً مزدوجاً فوق "مستخدم جديد" لإنشاء مجلد مستخدم جديد. في حالة إنشاء مجلد مستخدم جديد، قم بإدخال الاسم في نافذة جديدة ثم انقر فوق الزر "موافق".
  3. قم بتحديد الموقع داخل المستخدم المحدد أو انقر نقراً مزدوجاً فوق "موقع جديد" لإنشاء مجلد جديد في موقع. في حالة إنشاء مجلد مستخدم جديد، قم بإدخال الاسم في نافذة جديدة ثم انقر فوق الزر "موافق".
  4. انقر فوق الزر "موافق" في الجزء السفلي.

3-استيراد الصور

  1. انقر على أيقونة "استيراد" (الشكل 1).
  2. حدد DICOM أو Pinnacle9 (قمة ملف النسخة 9) تنسيق بالنقر فوق اسم الشكل. لاستيراد DICOM الصور انتقل إلى الخطوة 3.3.1. لاستيراد Pinnacle9 الملفات انتقل إلى الخطوة 3.3.2.
  3. انقر فوق الزر "التالي".
    1. استيراد صور DICOM
      ملاحظة: لاستيراد المرضى فردياً انتقل إلى الخطوة 3.3.1.1. لاستيراد المرضى متعددة في وقت واحد انتقل إلى الخطوة 3.3.1.2.
      1. استيراد كل مريض على حدة بتحديد المجلد المريض من خلال الدليل.
        1. انقر فوق الزر "..." بجوار الدليل المذكور لتحديد المجلد المريض الذي يحتوي على صور DICOM وهيكل الإشعاع تعيين ملف DICOM (اختياري).
          ملاحظة: في حين أنها فقط اختياري لاستيراد بنية تعيين مع ملفات المرضى، فإنه ينصح بشدة للقيام بذلك. IBEX يكون منبرا الكنتوري داخله، ولكن هذا غير عملي إلى حد ما لمجموعات البيانات الكبيرة. يمكن أن تستوعب IBEX بنية مجموعات من منصات البرمجيات التجارية المألوفة الكنتوري أدوات لأطباء الأورام من الإشعاع، مما يجعل سير العمل أسهل بكثير. هذا عادة كيفية استخدام IBEX في الدراسات.
        2. انقر فوق الزر "استيراد" في أسفل اليسار مرة واحدة IBEX انتهى البحث عن ملفات DICOM، المريض، وسيتم نشر تفاصيل مربعات.
        3. كرر الخطوات 3.3.1.1.1-2 لكل مريض.
        4. انقر فوق الزر "إنهاء" بعد أن يتم استيراد جميع المرضى.
      2. استيراد جميع المرضى في وقت واحد عن طريق التحقق من مربع '"دفعة مجلد"' في الركن الأيمن العلوي.
        ملاحظة: يجب أن يكون جميع المرضى في مجلد منفصل يحتوي على ملفات DICOM بها كل منهما.
        1. انقر فوق الزر "..." بجوار الدليل المذكور لتحديد المجلد الذي يحتوي على كافة المجلدات المريض مع صورهم DICOM المقابلة وهيكل الإشعاع تعيين ملف DICOM (اختياري).
        2. انقر فوق الزر "استيراد". سيتم استيراد المرضى تسلسلياً. انقر فوق الزر "إنهاء" بعد أن يتم استيراد جميع المرضى.
    2. ملفات قمة
      1. تكوين المضيف قمة وقاعدة البيانات داخل الملف "\IBEX\ImportExport\ImportModule\Pinnacle9\Pinnacle9ImportMain.INI". انقر فوق الزر "تكوين" قبل اختيار قمة في المربع الوحدة النمطية الاستيراد.
      2. حدد استضافة قمة وقاعدة البيانات الصحيحة.
      3. أدخل MRN المريض، واسم العائلة أو الاسم الأول، ثم انقر فوق أي مكان في الإطار.
      4. انقر فوق الزر "استعلام".
      5. حدد المريض في نافذة جديدة، ثم انقر فوق الزر "تحويل".
      6. انقر فوق المربع مجموعات الصورة المرجوة من هذا المريض في إطار جديد وانقر فوق الزر "موافق".
      7. انقر فوق الزر "موافق" في الإطار الجديد الذي يسمى "البيانات التي تم استيرادها بنجاح."
      8. انقر فوق الزر "إنهاء" بعد أن يتم استيراد جميع المرضى.

4-عرض الصور والمناطق ذات الاهتمام (رويس)

  1. انقر على أيقونة "البيانات" (الشكل 1). انقر فوق ملف المريض المطلوب لفتح في القسم "تحديد مريض" واجهة المستخدم الرسومية (النصف العلوي).
  2. اضغط على الصورة لمجموعة من ملف المريض المطلوب لفتح في القسم "تحديد صورة التفاخر" واجهة المستخدم الرسومية (أسفل النصف). انقر فوق الزر "فتح".
  3. استخدم الأسهم الموجودة أسفل الصور للتمرير من خلال الصور التي تظهر في محوري، التاجي، وآراء السهمي (من اليسار إلى اليمين).
  4. تكبير الصورة بالنقر فوق الزر "تكبير" (الشكل 2). رسم مربع على متن الطائرة لتكبير الصورة. الحق انقر للتصغير.
  5. تشغيل المترجمين بتحديد الزر "تقاطع" (الشكل 2).
    ملاحظة: إظهار الأسطر التي تظهر فيها تلك الشريحة الموجود في كل طائرة. نقل هذه الخطوط عند التمرير باستخدام الأسهم.
  6. انقر فوق الزر "حاكم" (رقم 2) لقياس المسافات. اضغط مع الاستمرار على زر الماوس الأيسر لقياس بين النقطتين لمصلحة. حرر زر الماوس لإزالة القيمة المقاسة من منطقة المعروضة.
  7. انقر فوق الزر "CT Num" (رقم 2) لقياس قيمة فوكسل. انقر فوق ثم اضغط زر الماوس الأيسر على فوكسل للاهتمام، والقيمة يطفو على الجانب الأيسر من واجهة المستخدم الرسومية أسفل مقياس اللون. حرر زر الماوس لإزالة القيمة المقاسة من منطقة المعروضة.
  8. انقر فوق الزر "W/L" (الشكل 2) إلى مستوى النافذة/الصور. إطار آخر سوف يطفو على السطح. اسحب الجانبين الأيمن والأيسر للمساحة المرغوبة أو أدخل النافذة/المستوى يدوياً في مربعات النافذة ومستوى في الجزء السفلي من الإطار الجديد. حدد الإطار/مستويات مختلفة باستخدام القائمة المنسدلة الأولى على اليسار ( الشكل 2): هناك 8 للأشعة المقطعية و 1 التنسيقي
  9. جداول تحديد لون مختلف باستخدام الثاني إسقاط إلى أسفل القائمة على اليمين (الشكل 2): هناك 9 خيارات للاختيار من بينها.
  10. عن طريق النقر فوق المربع إلى جانب العائد على الاستثمار جعله مرئياً على الصور، أو انقر فوق الزر "على جميع رويس" لتشغيل كل مريض رويس، تصور رويس.

5-تحرير عائدات الاستثمار

  1. تحرير رويس بالنقر فوق الزر "تحرير رويس" في الجزء العلوي الأيسر أو في وسط أسفل. حدد كفاف لتحرير بواسطة النقر فوق المربع الموجود بجوار الاسم.
  2. استخدم الزر "دفع ملامح" (الشكل 3) لدفع ملامح أو الخروج كما سبق رسمها. قم بضبط حجم الدائرة المستخدمة في المربع المسمى "د" الموجود بجوار الزر "دفع ملامح".
  3. إزالة شريحة إحاطة كاملة باستخدام الزر "قص معالم" (الشكل 3). انقر فوق، واضغط بالزر الأيسر للماوس ورسم مربع حول العائد على الاستثمار إزالة.
  4. رسم معالم
    ملاحظة: انتقل إلى الخطوة 5.4.1 رسم معالم طريق تربط بين نقاط. انتقل إلى الخطوة 5.4.2 رسم معالم باليد الحرة.
    1. توصيل النقاط: استخدام الزر "رسم معالم (1)" (الشكل 3) لرسم المنحنى في كل شريحة بواسطة النقر فوق النقاط في جميع أنحاء المحيط حيث يتم توصيل النقاط بخطوط مستقيمة. إكمال دوروا لتلك الشريحة بالنقر على النقطة الأولى التي رسمها.
    2. اليد الحرة: استخدام الزر "رسم معالم (2)" (الشكل 3) لرسم المنحنى باليد الحرة. اضغط على زر الماوس الأيسر رسم المنحنى على الشريحة. إنهاء الكفاف على تلك الشريحة بالعودة إلى بداية رسمها العائد على الاستثمار، وثم تحرير زر الماوس الأيسر.
  5. انقر على زر "اقحم معالم" (الشكل 3) أن اقحم رويس بين الشرائح.
  6. انقر فوق الزر "دوروا نسخ" لنسخ العائد على الاستثمار.
  7. دمج رويس باختيار رويس متعددة ومن ثم النقر فوق الزر "دمج العائد على الاستثمار".
  8. انقر فوق الزر "حذف عائد الاستثمار" لحذف العائد على الاستثمار المحدد حاليا.
  9. انقر على "إنشاء ROI" لإنشاء عائد جديدة التي سوف تتسبب في نافذة منبثقة. قم بإدخال الاسم للعائد على الاستثمار، وانقر فوق الزر "موافق". انقر فوق الزر "حفظ". انقر فوق الزر "إنهاء" للعودة إلى العارض المرضى.

6-معالم في مجموعة بيانات

  1. ملامح العرض في مجموعة البيانات
    1. انقر فوق الزر "إظهار مجموعة البيانات" لعرض معالم في مجموعة البيانات. انقر فوق اسم مجموعة البيانات لعرضها. انقر فوق الزر "فتح". المريض تحديد ملامح استخدام المربع المجاور لاسم الخاصة بهم. انقر فوق الزر "حذف" أو "نقل" أو "نسخ" تبعاً للدالة المطلوبة لذلك كفاف. قم بإغلاق إطار مجموعة البيانات بمجرد الانتهاء من عرض مجموعة البيانات.
  2. إضافة الخطوط العريضة لمجموعة البيانات
    1. حدد الخطوط العريضة لإضافة إلى مجموعة من البيانات عن طريق النقر فوق خانة الاختيار بجانب الاسم، ثم انقر فوق الزر "إضافة إلى مجموعة البيانات". انقر فوق اسم مجموعة البيانات لإضافة الملامح أو انقر فوق الزر "جديد" لمجموعة بيانات جديدة. إذا تم تحديد جديد، أدخل اسم مجموعة البيانات في إطار جديد. انقر فوق الزر "موافق".
  3. انقر فوق الزر "استيراد رويس" لاستيراد ملف 9.roi إصدار قمة إذا لم تم تحميل معالم خلال القسم 3.
    1. انقر فوق الزر "..." لتحديد الملف. انقر فوق الزر "استيراد".
  4. انقر فوق الزر "تصدير رويس" لتصدير رويس.
    1. انقر فوق الزر "..." لتحديد الدليل الذي سيتم وضع رويس الذي تم تصديره. انقر فوق اسم الشكل الذي المفضل رويس الذي تم تصديره. أدخل معلومات أنونيميزيشن إذا كان هذا المفضل. انقر فوق الزر "تصدير".
      ملاحظة: الإعداد المسبق للا أنونيميزيشن التي يتعين القيام بها.
  5. انقر فوق الزر "إنهاء" للعودة إلى قائمة المرضى والمسح.

7-إنشاء مجموعة ميزة

  1. انقر على أيقونة "ميزة".
  2. إضافة تجهيزها إذا رغبت في ذلك.
    1. انقر فوق الزر "إضافة" تحت "الخطوة 1: Preprocess". حدد خيار تجهيزها من القائمة المنسدلة في نافذة جديدة.
    2. انقر فوق "i" تحت "الفقرة." لتحديد المعلمات تجهيزها. انقر فوق العدد تحت عمود القيمة في الإطار الجديد للمعلمة لتغييره. اكتب في القيمة المعلمة الجديدة وانقر فوق الزر "موافق".
    3. انقر فوق الزر "علامة الاستفهام" في الزاوية العلوية اليمنى لوصف طريقة تجهيزها وتجهيزها لمعايير محددة.
    4. انقر فوق الزر "إضافة". حدد الخطوة تجهيزها، وانقر فوق الزر "حذف" لحذف خطوات تجهيزها غير مرغوب فيها.
  3. إضافة الميزات المطلوبة.
    1. حدد فئة سمة من القائمة المنسدلة تحت "الخطوة 2: فئة السمات:". كرر الخطوات من أجل فئات متعددة.
      ملاحظة: يمكن إضافة فئة واحدة فقط من الميزات في وقت واحد. يمكن إضافة تركيبات مختلفة من فئات تجهيزها والميزة إلى نفس الميزة تعيين إذا رغبت في ذلك.
      1. حدد "GrayLevelCooccurenceMatrix25" وفئات ميزة "NeighborIntensityDifference25" لحساب مصفوفة التواجد المشترك مستوى الرمادي وحي مصفوفة كثافة الفرق، على التوالي، في د 2.5، الذي يتم عن طريق الحوسبة المصفوفة على كل شريحة على حدة وثم جمع المصفوفات جميع معا.
      2. حدد "GrayLevelCooccurenceMatrix3" وفئات ميزة "NeighborIntensityDifference3" لحساب مصفوفة التواجد المشترك مستوى الرمادي وحي مصفوفة كثافة الفرق، على التوالي، في 3D.
    2. انقر فوق "i" تحت "الفقرة." للمعلمات المحددة لذلك تجهيزها. انقر فوق الزر "علامة الاستفهام" في الزاوية العلوية اليمنى للحصول على وصف لطريقة تجهيزها والمعلمات.
      1. اكتب في القيمة المعلمة الجديدة وانقر فوق الزر "موافق".
    3. انقر فوق الزر "اختبار" لعرض فئة الميزة أو ميزة معينة. انقر فوق الزر الموجود بجانب ميزة أو الفئة المطلوبة.
      1. حدد مجموعة البيانات لعرض الاختبار على ثم انقر فوق الزر "فتح". حدد المربع بجوار المرضى من مجموعة البيانات المحددة لعرض الاختبار على ثم انقر فوق الزر "اختبار".
    4. قم بإلغاء تحديد الميزات غير المرغوب فيها للفئة المحددة؛ يتم تحديد كافة الميزات بعد تحديد الفئة. انقر فوق الكلمة "الميزات:" تحت "الخطوة 2: ميزات" لإلغاء تحديد كافة الميزات.
    5. انقر فوق الزر "لإضافة تعيين الميزة" لإضافة كافة الميزات المحددة مع تجهيزها المحدد.
      1. حدد ميزة تعيين لإضافة ميزات وانقر فوق الزر "فتح"، أو انقر فوق الزر "جديد" لإضافة ميزات إلى مجموعة ميزة جديدة. إذا كان تعيين إنشاء سمة جديدة، أدخل اسم مجموعة ميزة في إطار جديد وانقر فوق الزر "موافق".
  4. انقر فوق الزر "إظهار تعيين الميزة" لعرض الميزات مع تقنيات المقابلة تجهيزها لعرض الميزات في مجموعة ميزة.
    1. حدد ميزة تعيين لعرض، وانقر فوق الزر "فتح" أو انقر فوق الزر "جديد" لإنشاء مجموعة ميزة جديدة. إذا كان تعيين إنشاء سمة جديدة، أدخل اسم مجموعة ميزة في إطار جديد وانقر فوق الزر "موافق".
  5. انقر فوق الزر "إظهار مجموعة البيانات" لعرض مجموعات البيانات الحالية.
    1. حدد مجموعة البيانات لعرض، وانقر فوق الزر "فتح" أو انقر فوق الزر "جديد" لإنشاء مجموعة بيانات جديدة. إذا كان إنشاء مجموعة بيانات جديدة، قم بإدخال اسم مجموعة البيانات في إطار جديد وانقر فوق الزر "موافق".
  6. انقر فوق الزر "إنهاء".

8-إخراج الميزات

  1. انقر فوق رمز "النتيجة". انقر فوق مجموعة البيانات لتشغيل الميزات الموجودة تحت "الخطوة 1: مجموعة البيانات." انقر فوق ميزة تعيين لتشغيل في البيانات المحددة تحت "الخطوة 2: مجموعة ميزة."
  2. انقر فوق الزر "عرض البيانات" لعرض مجموعة البيانات المحددة. انقر فوق الزر "عرض سمة" لعرض مجموعة الميزة المحددة.
  3. انقر فوق الزر "حفظ النتائج وحساب". أدخل اسم ملف للحصول على النتائج، وانقر فوق الزر "حفظ".

9-إحصائية نموذج بناء

  1. فتح ملف النتائج المحفوظة.
    ملاحظة: هذا عادة تحت C:\IBEX\DataIbex\[Selected المستخدم في الخطوة 2، 2] \ \1FeatureResultSet_Result [الموقع المحدد في الخطوة 2، 3]، ما لم يكن إلا تعيين في الخطوة 8، 4.
  2. استخدام البيانات من علامات تبويب مختلفة في الاختبارات الإحصائية المطلوبة أو نموذج بناء في مجال البرمجيات.
    ملاحظة: يمكن أن يكون البروتوكول مؤقتاً في أي وقت. بيد أنه من الأكثر ملاءمة وبعد الانتهاء من جميع الخطوات اللازمة لرمز معين، مثلاً، الانتهاء من كل المادة 7 التي تحت الرمز الميزة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

الإخراج من الوعل جدول بيانات (انظر الشكل 4) الذي يحتوي على علامات التبويب 3. علامة التبويب "نتائج" يحتوي على قيم السمة لكل عائد الاستثمار في مجموعة البيانات (الشكل 4أ). علامة التبويب "بيانات المعلومات." يحتوي على معلومات حول الصور المأخوذة من كل عائد الاستثمار في مجموعة البيانات (الشكل 4ب). علامة التبويب "ميزة المعلومات." يحتوي على قائمة شاملة من الميزات المستخدمة مع المعلمات المحددة للفئة ميزة وتجهيزها استخدامها لتلك الفئة من الميزات (الشكل 4ج).

الوعل حساب ميزات من الصور الطبية التي استخدمت في سياقات عدة. هنتر et al. استخدام إصدار مبكر من الوعل لتحديد ملامح صورة قوية19. فف et al. التحقيق في حالة عدم اليقين في ميزات راديوميكس من الأشعة الصدرية 4 د المقطعية التي تم جمعها في مختلف مراحل الجهاز التنفسي وذروة أنابيب الفولتية وأنبوب التيارات9. وجدت هذه الدراسة التباين داخل المريض ليكون أقل من التباين بين المرضى لمعظم ميزات عندما أنبوب الجهد والحالية كانت متنوعة، مما يجعل هذه العوامل لا يعتد بها. وكان تقييم إمكانية تكرار نتائج الميزة من مخروط الشعاع الصور المقطعية (كبكت) ثم استخدام IBEX10. في هذه الدراسة، تبين السمات المحسوبة من الرئة كبكت الصور يمكن استنساخه عندما استخدمت نفس البروتوكول والشركة المصنعة فقط عند التنفس الحركة كانت صغيرة. بعد ذلك تم تقييم الصورة تجهيزها أثر على قيم الميزة. وأظهرت الدراسة أن 39 ميزات 55 دراسة تقنية تجهيزها واحدة على الأقل أسفرت عن الطبقات كبيرة للبقاء على قيد الحياة عموما استخدام كوكس نماذج المخاطر النسبية تشير إلى ذلك تجهيزها مختلفة قد تكون هناك حاجة لكل ميزة11. كما تم تقييم حالة عدم اليقين في الميزات من الصور المقطعية نضح استخدام IBEX. يانغ وآخرون أظهرت أن ميزات راديوميكس لم تكن تعتمد على الوقت بين إدارة التباين والأشعة المقطعية، وأن 86.9 في المائة ميزات تم استنساخه مع استقرار بين دورات توافق الترابطات معامل أكبر من أو يساوي إلى16من 0.9. وأخيراً، صمم الوهمية لاختبار الماسح الضوئي بين تقلب على مجموعة فرعية من ميزات15. قوة نسيج وجد أن الميزة الأكثر اتساقا بينما وجد الانشغال تختلف الأكثر.

وتستخدم أيضا في كثير من الأحيان الميزات راديوميكس من الوعل لنموذج بناء، وتبحث عادة في البقاء على قيد الحياة عموما والرقابة المحلية-الإقليمية والتحرر من الانبثاث البعيدة. فرايد et al. التعرف على ميزات راديوميكس 8 من الخلية غير الصغيرة مرضى سرطان (NSCLC) في الرئة التصوير المقطعي أن عندما تنفذ إلى مخاطر النسبية كوكس نماذج للبقاء على قيد الحياة عموما والسيطرة الإقليمية وكو الانبثاث البعيدة إلى حد كبير تحسين كابلان-ماير الطبقية عند مقارنة بالنماذج التي تستخدم البيانات السريرية20فقط. وبالمثل، وجد فف et al. راديوميكس الميزات التي تحسن النظام الطبقي المريض في البقاء على قيد الحياة منحنيات12. دراستهم تستخدم الصور المقطعية التنزيلات والتغيرات المحسوبة في ميزات راديوميكس الرئة. حساب المزايا في الطراز كان أربعة أساليب مختلفة ما قبل المعالجة: مستوى العتبة (1)، (2) العتبة وبت عمق ومستوى العتبة (3) وتجانس، مستوى العتبة (4)، وبت عمق وتجانس؛ واختير أفضل طريقة معالجة مسبقة لكل ميزة على حدة قبل يجري اختبارها في نماذج المخاطر التناسبية كوكس. كما أظهر هنتر et al. أن ميزات راديوميكس يمكن التنبؤ بورم في التقلص في مرضى NSCLC أثناء استكشاف عتبات مختلفة وبت عمق إعادة مقياس قيم18.

ميزات راديوميكس الحيوانات الأليفة الصورة وقيمتها تنبؤاتها أيضا حققت استخدام الوعل. تحجيم فرايد et al. امتصاص موحدة القيم (سيارات الدفع الرباعي) عن طريق التقريب سيارات الدفع الرباعي إلى أقرب عدد صحيح ثم طرح سيارات الدفع الرباعي الحد الأدنى لأن عائد الاستثمار من بقية13. الطاقة وصلابة عثر على تحسين نموذج البقاء على قيد الحياة عموما عندما شملت إحصائيا مقارنة بالنموذج عندما أدرجت العوامل السريرية التقليدية فقط. كما عثر على هذه الميزات راديوميكس اثنين لتكون قادرة على تحديد مجموعات فرعية مرضى الذين تلقوا فائدة أو حساب من جرعة التصعيد14. وبالمثل، فإن Rossum et al. وجدت زيادة في ج-الفهرس لنموذج التنبؤ سريرية لاستجابة كاملة مرضية عندما بما في ذلك ميزات راديوميكس في نماذج سريرية17.

Figure 1
الشكل 1 : الصفحة الرئيسية الأساسية الوعل- الصفحة الرئيسية الوعل مع رموز لكل قسم. يتم وصف كل قسم من هذه الأقسام في الفترة من 2-6 أقسام. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 2
الشكل 2 : نافذة اختيار البيانات. يتم استخدام نافذة واجهة المستخدم الرسومية للتلاعب بالتحديد البيانات. ويأتي النافذة تحتوي على أزرار لتغيير مظهر الصور كما هو موضح في الخطوات 4، 4، 4-10. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 3
الشكل 3 : نافذة محرر دوروا. يتم استخدام نافذة واجهة المستخدم الرسومية للتلاعب بالعائد على الاستثمار. الإطار يأتي مع نفس أزرار لتغيير مظهر كما هو الحال في اختيار البيانات، فضلا عن أزرار لتغيير في رويس. ويرد وصف التلاعب بعائد الاستثمار في القسم 5. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 4
الشكل 4 : نتائج IBEX ورقة العمل. IBEX نواتج ثلاث صفحات المعلومات في ورقة عمل. الصفحة الأولى (A) يحتوي على قيم السمة لكل عائد الاستثمار، والصفحة الثانية (ب) يحتوي على معلومات عن الصور التي تم رسمها رويس، والصفحة الثالثة (ج) يحتوي على معلومات حول الميزات وتجهيزها المستخدمة. يتم استخدام النواتج لهذا الرقم من دراسة وهمية التي حسبت فيها ميزات بتروورث تجانس وعمق 8 بت إعادة قياس، يظهر في لوحة ج والعمود E والصفوف 5 و 6. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

IBEX أداة قوية للبحث راديوميكس التصوير الطبي. حتى الآن معظمها تم استخدامه لأغراض علم الأورام الإشعاعي في الدراسات التي أجرتها مجموعة راديوميكس MD أندرسون. IBEX يسمح بالتلاعب في رويس وحساب ميزات ضمن 5 فئات الميزات الرئيسية. إصدار التعليمات البرمجية المصدر IBEX يسمح للمستخدم بتصميم التطبيقات التي ليست جزءا من الوعل، مثل ميزات مصفوفة المنطقة مستوى رمادي.

هي الخطوات الرئيسية التي تنطوي عليها IBEX استيراد الصور، نحت من رويس، اختيار رويس لمجموعة من البيانات، وإنشاء مجموعة ميزة. ملامح دقيقة ضرورية كميزات تحسب فقط داخل هذه المناطق وهكذا سيوفر ملامح غير دقيقة قيم الميزة غير دقيقة. وهكذا، أي علاقة بين هذه الميزات المحسوبة على ملامح غير دقيقة وسوف تكون نتائج زائفة. اختيار المعلمة للميزات أيضا خطوة حيوية. على سبيل المثال، يمكن أن يؤثر تغيير حجم الخطوة للمصفوفة التواجد المشترك مستوى رمادي ميزات تحسب من المصفوفة. ويمكن أن يعتمد هذا على نوع الصورة (أي، والتصوير بالرنين المغناطيسي، التصوير المقطعي، أو الحيوانات الأليفة)، الموقع للتحقيق (مثلاً، NSCLC مقابل الرأس والرقبة)، والغرض من هذه الدراسة (مثلاً، إنشاء نماذج البقاء على قيد الحياة مقابل ربط ملامح الصورة مع علم الجينوم). معلمات ميزة ينبغي اختيار استناداً الفيزيائية أو البيولوجية المنطق، مثلاً، هل هناك سبب سيكون حجم خطوة 4 بيولوجيا ذات الصلة في مصفوفة تواجد المشترك؟ يمكن أيضا تحديد سمة معلمات استناداً إلى الدراسات السابقة التي وجدت بعض المعلمات ميزة الربط بين نتائج أو التعبيرات البيولوجية. وقد IBEX وحدات تجهيزها 27 و 132 الميزات المتوفرة للتحديد، جنبا إلى جنب مع السماح بتغيير المعلمات لكل وحدة نمطية تجهيزها وميزة الفئة، مما يجعله أداة قابلة للتكيف للعديد من أنواع الدراسات راديوميكس.

وهناك العديد من القيود العامة في البحوث راديوميكس التي يتم تطبيقها عند استخدام أي برنامج. على سبيل المثال، أظهرت ملامح الصورة يعتمد على الصورة لبارامترات مثل فوكسل الحجم والماسح الضوئي15،27. هو وجود قيود على جميع البرامج أن هناك العديد من المعلمات التي يمكن تعديلها لكل ميزة والقيم الافتراضية قد لا تكون ملائمة للدراسة. المستخدمين يجب أن تكون يقظة، والبحوث سابقا تستخدم إعدادات المعلمة لدراسات مماثلة، وتقييم إمكانية تطبيق الإعدادات. نوعية المعالم وتقلب المتأصلة بين وداخل المراقبين يمكن أن تؤثر أيضا على حساب الميزات. اوينز وآخرون قد أظهرت أن السمات المحسوبة أكثر قوة عند استخدام أدوات نحت السيارات28. الميزات التي تحسب للدراسات راديوميكس ميزات الهندسة البشرية وقد لا تنقل كاملة الميزات التي لاحظها في منظومة الإدراك البصري. وبالإضافة إلى ذلك، هذه الميزات قد يكون ارتباطاً وثيقا ببعضها البعض في خلق صعوبات عند تحليل النتائج. حد معين واحد من الوعل أن النسخة الحالية تفتقر إلى توافر لحساب ميزات المويجات؛ ومع ذلك، تعتزم مجموعتنا وتشمل هذه الميزات في الإصدارات المستقبلية.

وهناك عدة منصات البرمجيات البديلة المتاحة لحساب الصورة ميزات25. وتشمل بعض المزايا الوعل حقيقة أنه متاحة بحرية، وهي موثقة توثيقاً جيدا2، ويسمح للمستخدمين تحكم مفصلة للحسابات ميزة الصورة. IBEX يعرض أيضا معالجة الصور المريض (مثلاً، بعد تجانس)، حيث يمكن تصور المستخدم أثر أي معالجة الصور--هذا مفيداً، على سبيل المثال، عندما يؤكد أن تجهيزها قد غير ممهدة الإفراط الصور. وبالمثل، يمكن تصدير IBEX مصفوفة التواجد المشترك الفعلي وكثافة رسوم بيانية؛ يمكن أن يكون هذا مفيداً عند الخوض الأعمق في ملامح الصورة.

وقد استخدمت IBEX فقط لدراسات السرطان، وركزت في معظمها على العلاج بالإشعاع. ومع ذلك، يمكن أن فرع الدراسات المستقبلية من أصل لعلاجات السرطان الأخرى، أو حتى خارج مجال سرطان. على سبيل المثال، تستخدم كاسنر et al. راديوميكس للتنبؤ بالتحول النزفية في المرضى الذين يعانون من السكتة الدماغية الحادة29. يمكن أيضا استخدام IBEX في الدراسات راديوميكس من هذا النوع.

وقد الوعل أيضا صيانة مستمرة. على سبيل المثال، وجدت دراسة أجراها فف et al. أن الميزات 5 (الانشغال وخشونة والرمادي مستوى عدم الاتساق، وطول التشغيل غير-التوحيد والطاقة) بشدة حجم تعتمد وتصحيح تلك الصيغ11. أدرجت هذه الصيغ المحدثة في الإصدار المحدث من الوعل. بالإضافة إلى ذلك، هناك30 مجموعة جوجل يحتوي على المستخدمين نشر أسئلة المستخدمين الآخرين ثم الإجابة. هذا التحسين المستمر الوعل بالإضافة إلى الإمكانات الحالية الوعل وتوافرها جعله مصدرا رئيسيا للدراسات راديوميكس.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الكتاب قد لا يوجد تضارب المصالح المالية الكشف عن.

Acknowledgments

وتمول ألمانيا راشيل روزالي باء Hite زمالة الدراسات العليا والزمالات مساعدة الفيلق الأمريكي. وقد مولت "كارلوس كارديناس" الزمالة جورج م. ستانسيل درجة الدكتوراه في "العلوم الطبية الحيوية". ومولت تطوير IBEX لجنة التحقيق الوطنية (R03 CA178495).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Excel Microsoft Office Any version of excel should work.
Matlab MathWorks Only use IBEX on 32 bit Matlab 2011a or 64 bit Matlab 2014b.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Lambin, P., et al. Radiomics: extracting more information from medical images using advanced feature analysis. EJC. 48, 441-446 (2012).
  2. Zhang, L., et al. IBEX: an open infrastructure software platform to facilitate collaborative work in radiomics. Med Phys. 42, 1341-1353 (2015).
  3. IBEX Source Code. Available from: http://bit.ly/IBEXSrc_MDAnderson (2017).
  4. IBEX Stand Alone. Available from: http://bit.ly/IBEX_MDAnderson (2017).
  5. Haralick, R. M., Shanmugam, K. Textural features for image classification. IEEE Trans Syst Man Cybern. 610-621 (1973).
  6. Galloway, M. M. Texture analysis using gray level run lengths. Comp Graphics and Im Proc. 4, 172-179 (1975).
  7. Tang, X. Texture information in run-length matrices. IEEE Trans on Im Proc. 7, 1602-1609 (1998).
  8. Amadasun, M., King, R. Textural features corresponding to textural properties. IEEE Trans Syst Man Cybern. 19, 1264-1274 (1989).
  9. Fave, X., et al. Preliminary investigation into sources of uncertainty in quantitative imaging features. Comp Med Imaging Graph. 44, 54-61 (2015).
  10. Fave, X., et al. Can radiomics features be reproducibly measured from CBCT images for patients with non-small cell lung cancer. Med Phys. 42, 6784-6797 (2015).
  11. Fave, X., et al. Impact of image preprocessing on the volume dependence and prognostic potential of radiomics features in non-small cell lung cancer. Trans Cancer Res. 5, 349-363 (2016).
  12. Fave, X., et al. Delta-radiomics features for the prediction of patient outcomes in non-small cell lung cancer. Scientific Reports. 7, 588 (2017).
  13. Fried, D. V., et al. Stage III Non-Small Cell Lung Cancer: Prognostic Value of FDG PET Quantitative Imaging Features Combined with Clinical Prognostic Factors. Radiology. 278, 214-222 (2016).
  14. Fried, D. V., et al. Potential Use of (18)F-fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography-Based Quantitative Imaging Features for Guiding Dose Escalation in Stage III Non-Small Cell Lung Cancer. IJROBP. 94, 368-376 (2016).
  15. Mackin, D., et al. Measuring Computed Tomography Scanner Variability of Radiomics Features. Invest radiol. 50, 757-765 (2015).
  16. Yang, J., et al. Uncertainty analysis of quantitative imaging features extracted from contrast-enhanced CT in lung tumors. Comp Med Imaging Graph. 48, 1-8 (2016).
  17. van Rossum, P. S., et al. The incremental value of subjective and quantitative assessment of 18F-FDG PET for the prediction of pathologic complete response to preoperative chemoradiotherapy in esophageal cancer. JNM. 57, 691-700 (2016).
  18. Hunter, L. A., et al. NSCLC tumor shrinkage prediction using quantitative image features. Comp Med Imaging Graph. 49, 29-36 (2016).
  19. Hunter, L. A., et al. High quality machine-robust image features: identification in nonsmall cell lung cancer computed tomography images. Med Phys. 40, 121916 (2013).
  20. Fried, D. V., et al. Prognostic value and reproducibility of pretreatment CT texture features in stage III non-small cell lung cancer. IJROBP. 90, 834-842 (2014).
  21. Gan, J., et al. MO-DE-207B-09: A Consistent Test for Radiomics Softwares. Med Phys. 43, 3706-3706 (2016).
  22. Klawikowski, S., Christian, J., Schott, D., Zhang, M., Li, X. SU-D-207B-07: Development of a CT-Radiomics Based Early Response Prediction Model During Delivery of Chemoradiation Therapy for Pancreatic Cancer. Med Phys. 43, 3350-3350 (2016).
  23. Huang, W., Tu, S. SU-F-R-22: Malignancy Classification for Small Pulmonary Nodules with Radiomics and Logistic Regression. Med Phys. 43, 3377-3378 (2016).
  24. Hanania, A. N., et al. Quantitative imaging to evaluate malignant potential of IPMNs. Oncotarget. 7, 85776-85784 (2016).
  25. Court, L. E., et al. Computational resources for radiomics. Trans Cancer Res. 5, 340-348 (2016).
  26. Matlab Add path. Available from: https://www.mathworks.com/help/matlab/ref/addpath.html (2017).
  27. Zhao, B., et al. Reproducibility of radiomics for deciphering tumor phenotype with imaging. Sci Rep. 6, 23428 (2016).
  28. Owens, C., et al. Reproducibility and Robustness of Radiomic Features Extracted with Semi-Automatic Segmentation Tools. Med Phys. (2017).
  29. Kassner, A., Liu, F., Thornhill, R. E., Tomlinson, G., Mikulis, D. J. Prediction of hemorrhagic transformation in acute ischemic stroke using texture analysis of postcontrast T1-weighted MR images. JMRI. 30, 933-941 (2009).
  30. IBEX Google Forum. Available from: https://groups.google.com/forum/#!forum/ibex_users (2017).
المبادئ التوجيهية وتجربة استخدام التصوير مستكشف العلامات البيولوجية (الوعل) لراديوميكس
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Ger, R. B., Cardenas, C. E., Anderson, B. M., Yang, J., Mackin, D. S., Zhang, L., Court, L. E. Guidelines and Experience Using Imaging Biomarker Explorer (IBEX) for Radiomics. J. Vis. Exp. (131), e57132, doi:10.3791/57132 (2018).More

Ger, R. B., Cardenas, C. E., Anderson, B. M., Yang, J., Mackin, D. S., Zhang, L., Court, L. E. Guidelines and Experience Using Imaging Biomarker Explorer (IBEX) for Radiomics. J. Vis. Exp. (131), e57132, doi:10.3791/57132 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter