Возможности радиомики в оценке нейросонографических изменений у новорожденных с диабетической фетопатией: анализ ультразвуковых изображений
Автор: Зимина Н.Д., Плешков М.О., Вощенко А.О., Фомина С.В., Самойлова Ю.Г., Кудлай Д.А., Мицеля Е.В., Толмачев И.В.
Журнал: Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины @cardiotomsk
Рубрика: Клинические исследования
Статья в выпуске: 4 т.40, 2025 года.
Бесплатный доступ
Введение. Ранняя неинвазивная оценка изменений головного мозга у новорожденных является значимой задачей в педиатрии. В статье представлен подход к неинвазивной оценке изменений головного мозга у новорожденных с использованием радиомиксного анализа ультразвуковых изображений. Радиомиксный анализ позволяет характеризовать морфологическую структуру ультразвуковых снимков нейросонографии (НСГ) комплексом текстурных показателей и выявлять изменения, не видимые на снимках невооруженным глазом. Цель: исследовать возможности применения радиомиксного анализа ультразвуковых изображений для выявления изменений головного мозга при диабетической фетопатии у новорожденных. Материал и методы. Данные были собраны из ультразвуковых изображений головного мозга 89 доношенных новорожденных (срок гестации – более 37 нед.), среди которых 45 (51%) составили здоровые новорожденные (контрольная группа), а 44 (49%) страдали диабетической фетопатией (основная группа). Отбор данных проводился с использованием специальных проекций для отображения четырех локализаций: 1. Лобная доля (F0-сканирование на уровне передних отделов обеих лобных долей): 45 здоровых и 37 больных. 2. Парасагиттальный срез в области сосудистого сплетения (S2-сканирование в парасагиттальной плоскости): 41 здоровый и 40 больных. 3. Сагиттальный срез в области мозолистого тела (S0-сканирование в срединно-сагиттальной плоскости): 44 здоровых и 40 больных. 4. Фронтальный срез в перивентрикулярной области (F4-сканирование в области теменной и височной долей, а также мозжечка): 45 здоровых и 44 больных. Результаты. При проведении НСГ в В-режиме наблюдалась одинаковая частота субэпендимальных кист и дилатации боковых желудочков в обеих группах (7 против 5%; p = 0,53), но внутрижелудочковые кровоизлияния и перивентрикулярный отек наблюдались только в основной группе (7 против 0%; p < 0,05). В результате радиомиксного анализа ультразвуковых изображений головного мозга были установлены радиомиксные предикторы текстурных изменений у новорожденных с диабетической фетопатией в четырех локализациях. Построены классификационные модели, проведен их ROC-анализ. Лучшие результаты показали модель 1 для лобной доли (точность – 0,71; AUC = 0,69) и модель 4 для перивентрикулярной области (точность – 0,89; AUC = 0,85). Установленные текстурные изменения головного мозга новорожденных с диабетической фетопатией проявляются следующим образом: в лобной доле наблюдается неравномерное хаотичное распределение эхогенности с множественными гиперэхогенными участками. Перивентрикулярная зона демонстрирует выраженное диффузное повышение эхогенности, что создает эффект гомогенизации изображения. Радиомиксный анализ ультразвуковых изображений позволяет выявить изменения текстуры головного мозга, которые не определяются при стандартной НСГ. Выводы. Мультипараметрический анализ ультразвуковых изображений с применением радиомиксного подхода продемонстрировал возможность выявлять структурные изменения в головном мозге новорожденных, страдающих от диабетической фетопатии. Полученные результаты подтверждают перспективность использования радиомиксного анализа в выявлении тонких нейроанатомических изменений.
Ультразвуковая диагностика, гестационный сахарный диабет, радиомика, нейросонография, новорожденные
Короткий адрес: https://sciup.org/149150149
IDR: 149150149 | УДК: 616.379-008.64:618.29-073.432.1 | DOI: 10.29001/2073-8552-2025-40-4-140-149
Radiomics in assessing neurosonographic changes in newborns with diabetic fetopathy: analysis of ultrasound images
Introduction. Early noninvasive assessment of brain changes in newborns is a significant challenge in pediatrics. This article presents an approach to noninvasive assessment of brain changes in newborns using radiomics analysis of ultrasound images. Radiomics analysis allows characterization of the morphological structure of neurosonographic ultrasound images using a set of texture parameters and the identification of changes invisible to the naked eye. Aim: To investigate the feasibility of using radiomics analysis of ultrasound images to detect brain changes in diabetic fetopathy in newborns. Material and Methods. Data were collected from brain ultrasound images of 89 full-term neonates (gestational age greater than 37 weeks), including 45 (51%) healthy neonates (control group) and 44 (49%) with diabetic fetopathy (study group). Data were extracted using specialized projections to display four locations: 1. Frontal lobe (F0 scan at the level of the anterior sections of both frontal lobes): 45 healthy and 37 patients. 2. Parasagittal section in the choroid plexus area (S2 scan in the parasagittal plane): 41 healthy and 40 patients. 3. Sagittal section in the corpus callosum area (S0 scan in the midsagittal plane): 44 healthy and 40 patients. 4. Frontal section in the periventricular region (F4 scanning in the area of the parietal and temporal lobes, as well as the cerebellum): 45 healthy and 44 patients. Results. When conducting B-mode neurosonography, the same frequency of subependymal cysts and lateral ventricular dilation was observed in both groups (7% vs. 5%; p = 0.53), but intraventricular hemorrhages and periventricular edema were observed only in the main group (7% vs. 0%; p < 0,05). As a result of radiomics analysis of ultrasound images of the brain, radiomics predictors of texture changes in newborns with diabetic fetopathy were established in four localizations. Classification models were built and ROC analysis was performed. The best results were shown by Model 1 for the frontal lobe (accuracy – 0.71, AUC = 0,69) and Model 4 for the periventricular region (accuracy – 0.89, AUC = 0,85). The established textural changes in the brain of newborns with diabetic fetopathy manifest as follows: an uneven, chaotic distribution of echogenicity with multiple hyperechoic areas is observed in the frontal lobe. The periventricular zone exhibits a marked, diffuse increase in echogenicity, creating a homogenized effect on the image. Radiomics analysis of ultrasound images can reveal changes in brain texture that are not detectable with standard neurosonography. Conclusions. Multiparametric analysis of ultrasound images using a radiomics approach demonstrated the ability to detect structural changes in the brain of newborns with diabetic fetopathy. The results confirm the effectiveness of radiomics analysis in identifying subtle neuroanatomical changes.