磁共振波谱与影像纹理分析技术融合检测脑胶质瘤MGMT启动子甲基化的研究

O6-甲基鸟嘌呤甲基转移酶（MGMT）启动子甲基化已经成为用于预测胶质瘤患者对替莫唑胺（TMZ）化疗疗效的重要分子指标。目前国内许多大型临床中心尚未广泛开展此项检测并常规应用于临床实践，极大影响了胶质瘤化疗方案的制定。能否通过对最常用的核磁共振图像（MRI）分析，得到简单、直观的MGMT启动子甲基化的生物学信息是亟需解决的问题。本项目拟结合前期MRI图像处理分析与算法的研究成果，通过对临床常用的MRI图像数据进行再处理，在多体素磁共振波谱（MRS）引导下确定胶质瘤的感兴趣区，同时结合MRI影像纹理分析技术，将MRI图像的特征与脑胶质瘤的MGMT启动子甲基化状态进行比对，建立胶质瘤影像纹理特征与遗传分子标记物的关联，探索一种简单、无创、直观的影像纹理分子诊断模型，有助于预测胶质瘤患者的预后，为临床个体化治疗方案的制定提供可靠的依据，并为胶质瘤复发的监测提供有效的参考指标。

项目的完成基本达到预期结果，总结如下：.1. 提出了一种基于C-V（交叉验证）模型和马尔科夫随机场（MRF）的全自动脑部MRI分割方法，为本项目的研究奠定了方法学基础。同时，开发了ROI_Drawing辅助工具，辅助提取感兴趣区域；对于已经提取的感兴趣区域，使用了灰度共生矩阵、灰度-梯度共生矩阵、游程长度矩阵、梯度矩阵和闵科夫斯基泛函提取图像的纹理特征；使用支持向量机构建检测模型，并使用留一交叉检验评价分类结果。.2. 提出了影像纹理分析与磁共振波谱分析（MRS）相融合的技术方法，采用MRS中Cho/NAA比值>2的区域作为胶质瘤的ROI区域，通过MRS引导，选取ROI区域，提出了一种更加准确、更加客观的胶质瘤的ROI区域的选取方法。.3. 提出了基于磁共振图像分析的MGMT表达状况检测方法。分别针对MGMT的蛋白表达情况和MGMT启动子甲基化情况，进行影像纹理分析，建立了一种客观、无创的MGMT表达情况的影像纹理检测方法。考虑到MGMT表达状况检测的实验样本数据充足，使用了特征优化方法处理原始特征集，并且使用新样本集对优化后的特征子集进行留一交叉检验评价分类的结果。.4. 提出了基于磁共振图像分析的MIB-1增殖指数和P53的检测方法。MIB-1是反映胶质瘤增殖特性的指标，P53是抑癌基因，在胶质瘤中的突变率很高。增加了这两个指标的检测，可用于预测疗效和预后评估。.5. 本项目提出了有关脑部MRI的分割方法，建立了MIB-1和MGMT表达的影像纹理检测方法和算法，相关结果在国内外期刊发表，获得了同行的认可。相关算法已经被国外同行借鉴和引用。