Скачать электронную версию статьи (в свободном доступе).
Цель: Bсследовать количественные характеристики КТ-изображений контура шаровидных образований в лёгких на предмет получения биомаркеров для использования в дифференциальной
диагностике между раком и туберкулёзом лёгких.
Материал и методы: Проведены исследования двумерного массива денситометрических параметров, полученных при обработке томографических медицинских изображений пациентов с верифицированными диагнозами. Рассмотрены заболевания легких – рак и туберкулез. В исследование включены данные 982 и 493 срезов с заболеваниями рака и туберкулёза соответственно.
Предложен принцип построения контуров шаровидных образований в лёгких. С помощью спектрального анализа получены биомаркеры изображения: спектральная энтропия, мультиплетность, количество локальных максимумов, функция сигнатур полярного угла поворота радиус-вектора. Проанализирована статистическая значимость различий значений этих биомаркеров
контуров шаровидных образований, при различных заболеваниях (раке и туберкулезе).
Результаты: Выявлены статистические различия биомаркеров при различных патологиях, что
может позволить провести дифференциальную диагностику исследуемых заболеваний легких.
Заключение: Полученные биомаркеры шаровидных образований в легких могут войти в систему помощи врачу при диагностике. Следует помнить, что не существует единого диагностического признака, основанного на количественной характеристике изображения, который сразу бы
определял вид патологии. Только набор таких функций позволит провести качественную диагностику.
Ключевые слова: радиомика, биомаркер изображения, компьютерная томография, медицинские изображения, контуры шаровидных образований лёгких, спектральный анализ, рак, туберкулёз, дифференциальная диагностика
Purpose: To article examine the quantitative characteristics of the contour of spherical formations of
the lungs for use in differential diagnosis.
Material and methods: Studies have been carried out on a two-dimensional array of densitometric parameters obtained by processing tomographic medical images of patients with verified diagnoses. The
work examines lung diseases: cancer and tuberculosis. The study included data from 982 and 493 CT
slices with cancer and tuberculosis, respectively. A principle is proposed for constructing the contours
of spherical formations in the lungs. Using spectral analysis, quantitative characteristics of the contours were obtained: spectral entropy, multiplicity, number of local maxima, signature function of the
polar angle of rotation of the radius vector. The statistical significance of the differences in the values of
these characteristics of the contours of spherical formations in various diseases (cancer and tuberculosis) was analyzed.
Results: The work revealed statistical differences in the characteristics of the circuit in various
pathologies, which may allow differential diagnosis of the lung diseases under study.
Conclusion: The obtained quantitative characteristics of spherical formations in the lungs can be included in the system of helping the doctor in diagnosis. It should be remembered that there is no single
diagnostic sign based on the quantitative characteristics of the image, which would immediately determine the type of pathology. Only a set of such functions will allow for high-quality diagnostics.
Key words: radiomics, image biomarker, computed tomography, medical images, contour spherical formation of lungs, spectral analysis, cancer, tuberculosis, differential diagnosis
DOI: 10.52775/1810-200X-2024-102-2-81-90