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技术研究｜｜Technical Article 磁共振成像 2024年7月第15卷第7期 Chin J Magn Reson Imaging, Jul, 2024, Vol. 15, No. 7

图 6 主成分分析（PCA）投影与球面局部投影在不同顶点数量下分别产生的重合点占比。 图 7 PCA 降维投影与球面局部投影效果。7A：左脑第 16 区
PCA投影；7B：左脑第16区球面局部投影（插值前）。 图8 最优插值球面映射对脑区指标均值的影响。
Fig. 6 The proportion of overlapping points generated by principal components analysis (PCA) projection and spherical local projection at different numbers of vertices.
Fig. 7 The effect of PCA dimensionality reduction projection and spherical local projection. 7A: PCA projection of area 16 in the left brain; 7B: Spherical local projection
of area 16 in the left brain (before interpolation). Fig. 8 Effects of optimal interpolation spherical mapping on the mean values of brain region indices.
0.05）（图5）。 角度的脑影像组学特征复测信度的差异，发现不同
2.2 多动症症状指标预测 形态指数提取的特征在可复测性上体现出较大差
多动症症状指标预测后进行相关分析的结果显 别，其中以 GMV 与 CSA 为较好，与基于 CT 和 CC 的
示，左脑额上回、左脑颞上回与左脑海马旁回三个区 提取结果存在显著差异，这或许是由于 GMV 与 CSA
域与多动症症状显著相关（|r|=0.33~0.52，P<0.05）， 表现的特征较为简单，而涉及到 CT、CC 等更为复杂
其中左脑海马旁回的 CSA 指标表现出与两种症状指 的测量时 ，特征的可重复性则出现下降 。虽然
[31]
标预测的显著负相关，如表3所示。 GMV 与 CSA 的优秀率较高，但在 ICC 的差级和低级
2.3 其他投影方法与本方法的对比 中的占比同样较高（相较 CT），这可能是由于这两种
PCA 降维作为一种依赖于特征的线性组合来构 形态指数的提取在大脑不同区域存在空间异质性，
[30]
造主子空间的常用降维手段 在小型脑区的效果尚可 如在颞下皮质、额极等区域甚至表现出更差的可重
以接受，但是一旦脑区变大、在球面所占比例增加（脑 复性所致 。
[32]
区内顶点数增加），重合点占比也显著增加（r=0.94，P< 对于同一形态指数所提取的影像组学特征，以
0.01），如图6所示，使得PCA的映射效果变差。 原始图像经过指数变换所提取的效果最差，这可能
由于 PCA 是一种无中心的降维方法，可能使投 是因为指数曲线在形态指数值较低的区域斜率较
影方向发生反向折叠（如图 7 圈示部分，PCA 对已存 大，而四种形态指数中的数据往往梯度很大且拥有
在映射值的二维区域重复赋值，使本不相邻的顶点 大量高梯度值，由此导致了指数变换的值变异，使得
混杂在一起），让随后将二维坐标嵌入图像矩阵的工 可复测性降低 。而在关于 CT 的同种变换中，一阶
[33]
作变得十分复杂。 特征与 GLCM 特征则表现出较好的可复测性，这与
2.4 映射准确性 JO等 的研究有相近的结果。
[34]
对于所有被试，对比 DK 脑图谱进行最优插值球
此外，脑影像组学特征在内嗅皮层、额叶、颞叶
面映射前后每个脑区 CT 均值的变化，发现映射前每 三个区域的复测信度下降与 KNUSSMANN 等 的
[32]
个脑区的 CT 均值与映射后呈显著正相关（P<0.01），
且相关系数接近于 1（r=0.97），该结果显示该映射方 研究高度一致。总体而言，虽然不同表面形态指数、
法较好地保持了脑区原本的形态特征（图 8），从一个 不同类型影像组学特征、不同脑区的划分下脑影像
方面证明了映射的有效性与准确性。 组学特征的复测信度存在差异，本研究设计的表面
重建方法所提取的脑影像组学特征均具有较高的可
重测性。一方面，这可能是由于脑形态学特征本身
3 讨论
本研究首次提出了一种基于球面局部映射的最 具有良好的可重复性，使得脑影像组学特征的可重
[35]
优插值方法实现了 DK 脑图谱从三维球面到二维图 复性普遍较高 ；另一方面，被试个体差异导致形态
像矩阵的完整、可靠映射，并结合基于表面的形态学 学特征的异质性，使得脑影像组学特征的可重复性
[32]
分析与影像组学方法完成了对脑区形态特性的表 存在差异 。
征。通过评估不同形态指数、不同类型、不同脑区下 3.2 潜在临床价值与意义
影像组学特征的复测信度，发现基于不同模式提取 本研究将设计的脑影像组学特征提取方法与多
的特征在可复测性上体现出较大差别。此外，结合 动症症状指标预测的临床应用相结合，发现海马旁
多动症数据集实现了对多动症症状指标的预测，表 回、额上回与颞上回与多动症症状显著相关。同类
明了该映射方法的临床应用价值。本研究旨在为脑 研究中，多动症被认为是一种与认知控制缺陷相关
[36]
影像的研究提供新的方法和客观参考。 的 神 经 疾 病 ，在 研 究 与 该 功 能 相 关 的 区 域 时 ，
3.1 脑影像组学特征的复测信度差异 NORMAN 等 发现相较于正常人，多动症患者在额
[37]
本研究通过评估形态指数、组学特征、脑区三个 叶、颞叶、顶叶存在大脑结构异常。对于这些区域所

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