Зишко С.С.
РАДИОМИКА САКРОИЛИАКАЛЬНЫХ СОЧЛЕНЕНИЙ: СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ *
Аннотация:
в статье рассмотрены современные возможности радиомики в диагностике заболеваний сакроилиакальных сочленений. Проведён анализ литературы, описаны основные методы извлечения признаков и их клиническая значимость. Показано, что радиомика способствует ранней диагностике и мониторингу эффективности терапии.
Ключевые слова:
радиомика, сакроилиакальные сочленения, МРТ, КТ, диагностика, спондилоартрит, биомаркеры
DOI 10.24412/2712-8849-2025-586-1559-1566
Заболевания опорно-двигательного аппарата занимают ведущие позиции в структуре общей заболеваемости населения. Одной из наиболее частых жалоб пациентов являются боли в пояснично-крестцовой области, источником которых нередко выступают сакроилиакальные сочленения (СИС). Долгое время роль этих суставов в патогенезе болевых синдромов была недооценена, однако современные исследования и развитие методов визуализации показали, что патология СИС встречается значительно чаще, чем предполагалось ранее. Корректная диагностика и своевременное лечение заболеваний СИС позволяют избежать необоснованной терапии других заболеваний позвоночника и существенно улучшить качество жизни пациентов.В последние годы отмечается рост числа пациентов с хроническими болями в области таза и нижней части спины, обусловленный как изменением образа жизни, так и совершенствованием методов диагностики. В связи с этим особую актуальность приобретают современные подходы к визуализации и анализу изображений СИС, среди которых перспективным направлением является радиомика. Радиомика позволяет извлекать из медицинских изображений количественные характеристики, недоступные при традиционной визуальной оценке, что открывает новые возможности для ранней диагностики, прогнозирования течения заболеваний и мониторинга эффективности терапии.Впервые термин «radiomics» был предложен в начале 2010-х годов. Классическое определение гласит, что «радиомика – это процесс преобразования изображений в большое число качественно интерпретируемых данных, с последующим анализом, направленным на выявление корреляций с биологическими характеристиками тканей и клиническими исходами» [1, 2].Процесс радиомического анализа включает несколько этапов: подготовку изображений, выделение области интереса, извлечение признаков (shape, texture, histogram, wavelet и др.), построение и валидацию математических моделей, интеграцию полученных данных с клинической информацией [1].История и этапы развития радиомики.Корни радиомики уходят в развитие цифровой медицинской визуализации, берущей начало с конца XX века, когда появились первые методы компьютерного анализа изображений, применяемые в медицине.Постепенно возможности вычислительной техники и появление больших массивов данных (big data) позволили делать шаги в сторону количественного анализа изображений.Основные этапы развития дисциплины выглядят следующим образом:До 2012 года: Формировалось направление компьютерной обработки изображений. Основное внимание уделялось субъективной экспертной оценке, автоматизация была минимальной.2012–2015 годы: То, что сегодня называется радиомикой, получило формальное описание. В этот период были опубликованы первые стандартизированные статьи по радиомике, в которых излагались базовые принципы и применимость количественного анализа изображений. Особое значение имела публикация Lambin P. и соавт. [2].С 2015 года до настоящего времени: Радиомика становится самостоятельным научным направлением. Развиваются стандарты (например, инициативы IBSI по стандартизации биомаркеров), интегрируются методы машинного обучения и искусственного интеллекта [3]. Особое значение приобретают мультидисциплинарные исследования на стыке радиомики, радиогеномики и клинических наук.Современное состояние характеризуется широким использованием радиомики в онкологии, кардиологии, неврологии, пульмонологии и других областях. Интенсивно развивается стандартизация методов, проводятся крупные мультицентровые исследования, ведётся работа по интеграции радиомики в практическое здравоохранение [1, 3, 4].Применение радиомики к изображениям сакроилиакальных суставов.Радиомика — это подход, при котором из медицинских изображений автоматически извлекается множество количественных признаков (features), отражающих характеристики тканей и структур, не видимые глазом радиолога. Этот метод активно исследуется для анализа патологических изменений в сакроилиакальных суставах (СИС), в первую очередь при подозрении на сакроилеит и спондилоартропатии [1,2].Методы визуализации.В настоящее время для радиомического анализа СИС наиболее широко используются:Магнитно-резонансная томография (МРТ): МРТ считается золотым стандартом для ранней диагностики воспалительных изменений в СИС благодаря высокой чувствительности к отеку костного мозга и мягкотканым компонентам [1, 3]. Радиомика на МРТ-данных позволяет количественно оценивать склероз, отёк, эрозии, а также объем, интенсивность и распределение процесса.Компьютерная томография (КТ): КТ обладает высоким пространственным разрешением и особенно эффективна для визуализации костной перестройки, эрозий и склероза. Радиомика на КТ применяется для количественной оценки морфологических изменений поверхности суставов и подлежащих костей [2,4].Извлекаемые признаки.В радиомическом анализе из изображений СИС извлекаются сотни и тысячи параметров, которые можно разделить на следующие группы:Текстурные признаки (texture features) — например, гомогенность, энтропия, контраст, коррелированность. Эти признаки отражают неоднородность сигнала в области интереса, что может служить биомаркером воспаления или фиброза [2,5].Морфологические признаки — размеры, форма объема поражения/сустава, площадь, объем, длина периметра, степень округлости и другие параметры, характеризующие анатомию СИС и патологические изменения [1,2].Статистические признаки — среднее значение интенсивности сигнала, стандартное отклонение, медиана, мода и другие описательные параметры распределения пикселей [3].Вейвлет-признаки (wavelet features) — позволяют анализировать данные на разных масштабах и частотах, выявляя сложные паттерны текстуры, характерные для воспаления или анкилоза [4].Признаки на основе гистограмм — распределение интенсивностей в ROI (область интереса), skewness, kurtosis и др. [4].Решаемые задачи.Использование радиомики на изображениях СИС позволяет решать широкий спектр задач:1. Ранняя диагностика сакроилеита: Радиомика повышает объективность и чувствительность по сравнениюс визуальной экспертизой, помогает выявлять минимальные признаки отёка костного мозга и эрозий до появления явной клиники и рентгенологических изменений [2,3].2. Дифференциальная диагностика:С помощью радиомических признаков удаётся дифференцировать воспалительные и дегенеративные изменения, а также распознавать ранние проявления спондилоартропатий по сравнению с другими заболеваниями костей таза (например, остеоартрозом) [1,4].3. Прогнозирование течения заболевания:Радиомика способствует оценке риска прогрессирования (например, преобразование нерадиографического сакроилеита в анкилозирующий спондилит) [3,5].4. Мониторинг эффективности лечения:Количественный анализ изменения радиомических признаков во времени позволяет оценить динамику состояния пациента и объективно фиксировать регресс или прогрессирование патологических изменений [4].Радиомика при анализе сакроилиакальных суставов: обзор современных исследований.В последние годы интенсивно развивается направление радиомики – автоматизированного анализа медицинских изображений с выделением количественных и текстурных признаков для выявления скрытых закономерностей, недоступных глазу опытного врача. Рассмотрим современные исследования, посвящённые применению радиомики для диагностики и оценки сакроилеита и других поражений сакроилиакальных суставов.В одном из исследований с использованием алгоритма XGBoost удалось достичь чувствительности 83,6% при диагностике активного аксиального спондилоартрита против 68% при традиционной визуальной оценке, а также выявить наиболее информативные признаки, такие как Wavelet.LHL_glrlm_RunLengthNonUniformity и GLCM_Correlation [5].Значительные успехи достигнуты и в области дифференциальной диагностики воспалительных и дегенеративных поражений сакроилиакальных суставов. Радиомика помогает различать псориатический артрит и остеоартроз на основании специфики текстурных и морфометрических признаков: например, значения skewness выше 2,5 характерны для воспаления, а снижение энтропии хряща на 40% ассоциируется с дегенеративными изменениями. При этом точность автоматизированных моделей (например, SVM в сочетании с биохимическими маркерами) достигает 89,2% (AUC = 0,964), заметно превосходя результаты ручной оценки [6].Радиомика также находит применение в прогнозировании эффективности биологической терапии, в частности — ингибиторов ФНО-α. Использование динамического анализа радиомических биомаркеров, таких как Wavelet.HHL_glszm_SizeZoneNonUniformity и GLCM-контраст, позволяет предсказать ответ на лечение задолго до появления клинических проявлений и снизить время анализа с нескольких часов до нескольких минут. Общая точность прогнозирования ремиссии по этим параметрам достигает 89%[7].Таким образом, радиоимика на сегодняшний день становится неотъемлемой частью исследований сакроилиакальных суставов, способствуя более точной, стандартизированной и ранней диагностике воспалительных заболеваний, а также объективизации оценки эффективности терапии.
Номер журнала Вестник науки №5 (86) том 3
Ссылка для цитирования:
Зишко С.С. РАДИОМИКА САКРОИЛИАКАЛЬНЫХ СОЧЛЕНЕНИЙ: СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ // Вестник науки №5 (86) том 3. С. 1559 - 1566. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/23185 (дата обращения: 09.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+