定量磁化率图放射组学预测帕金森病脑深部电刺激疗效的技术可行性研究

本研究针对帕金森病脑深部电刺激（DBS）疗效预测难题，开发了基于定量磁化率图（QSM）放射组学的创新预测模型。通过分析深部灰质核团空间特征并结合数据增强技术，在67例患者中实现显著预测效果（r=0.75/0.70，p<10-7/10-5），显著优于传统左旋多巴负荷试验（LCT），为DBS术前评估提供了更精准的影像学生物标志物。

　　

背景与目的：伴随运动并发症的帕金森病（Parkinson disease, PD）患者常需接受脑深部电刺激（deep brain stimulation, DBS）手术治疗。目前缺乏有效预测DBS应答差异的方法，临床主要依赖左旋多巴负荷试验（levodopa challenge test, LCT）评估多巴胺应答性，但该方法预测效果存在显著局限。定量磁化率映射（quantitative susceptibility mapping, QSM）作为新兴磁共振成像技术，可精确呈现脑铁分布特征。由于黑质（substantia nigra）和丘脑底核（subthalamic nuclei）在此技术下清晰可视，QSM已应用于DBS术前规划。既往研究表明这些核团中铁分布的空间特征与疾病进展及运动症状严重度存在关联。基于QSM对目标核团的精准显像能力以及磁化特性与PD的内在联系，本研究旨在验证基于术前QSM预测DBS疗效的技术可行性。

方法：研究提出了一种新型术前QSM放射组学方法，采用回归模型分析QSM深部灰质核团的空间特征来预测DBS预后。针对训练数据有限且存在噪声的问题，引入标签噪声注入（即"补偿"）的数据增强策略以提升回归模型的预测性能。该模型在两家医疗中心接受DBS手术的67例PD患者中进行验证。

结果：QSM放射组学模型在中心1和中心2的统一帕金森病评定量表（Unified Parkinson Disease Rating Scale）改善预测中，分别达到皮尔逊相关系数r=0.75（p=1.1×10^?7）和r=0.70（p=1.8×10^?5）。相比之下，LCT在两家中心的预测结果均无统计学意义（中心1：r=0.12, p=0.48；中心2：r=-0.14, p=0.45）。

结论：QSM放射组学技术能够准确预测PD患者DBS治疗效果，为替代耗时且准确性有限的LCT提供了具有临床价值的新方案。