基于MRI影像组学特征构建脑胶质瘤IDH1突变预测模型

目的:探讨基于不同MRI序列的影像组学特征构建的机器学习(ML)模型预测胶质瘤IDH1突变的价值。方法:回顾性搜集经手术病理证实的161例胶质瘤患者(70例IDH1突变型/91例野生型)的临床资料,主要包括年龄、性别、Karnofsky功能状态(KPS)评分和肿瘤的病理分级。所有患者术前行MRI检查获得T2WI、T2-FLAIR、ADC图及对比增强T1WI图像,术后病理标本均行IDH1检测。将161例患者按照7∶3的比例随机分配为训练集和测试集。由2位影像医师利用Image J软件共同对病灶在配准过的T2-FLAIR或对比增强T1WI序列上进行逐层ROI的勾画,最后形成感兴趣区容积(VOI),然后使用FAE软件在各序列图像上提取VOI的影像组学特征,基于训练集的数据,通过均值归一化、方差分析的特征选择方法、皮尔逊相关系数的特征降维方法、4种ML分类器(线性判别分析、LASSO回归、逻辑回归、支持向量机)以及十折交叉验证法构建15种ML模型,并采用ROC曲线和Delong检验在测试集中筛选出最佳序列或序列组合;再基于最佳序列或序列组合,使用均值归一化、2种特征选择方式(方差分析、特征权重算法)、2种降维方式(皮尔逊相关系数和主成分分析法)、4种ML分类器构建了16种ML模型,通过FAE软件的one-standard error法、Delong检验和ROC曲线筛选拟合度较好且AUC最高的ML模型,并将此模型联合临床参数构建联合模型,评价各联合模型的诊断效能。结果:基于ADC图+对比增强T1WI序列组合提取的组学特征构建的4种ML模型在测试集中的AUC分别为0.888、0.872、0.896和0.877,均高于其它序列或序列组合构建的ML模型;利用此序列组合构建的16种ML模型中,以方差分析特征选择法、主成分分析方法的降维方式及分类器为LASSO回归时所构建的ML模型具有较好的拟合度且测试集中的AUC最高,为0.829(95%CI:0.658~0.966),此模型结合KPS评分和肿瘤病理分级所构建的联合模型在测试集中的AUC为0.874(95%CI:0.722~0.985)。结论:基于ADC图+对比增强T1WI序列组合提取的组学特征构建的ML模型对胶质瘤IDH1突变有具有较好的预测效能,联合KPS评分和病理分级可提高预测效能。

能谱CT在鉴别甲状腺良恶性结节中的临床应用

目的探讨宝石CT能谱成像(GSI)技术对甲状腺良恶性结节的鉴别诊断价值。方法收集经手术病理证实的55例甲状腺结节患者[47个良性结节(良性组),33个恶性结节(恶性组)],另选35例患者的对侧正常甲状腺为正常组。采用能谱CT(Discovery CT750HD)进行GSI单能模式平扫及增强扫描。测量并计算病变与正常甲状腺组织的碘浓度和碘浓度比,计算能谱曲线斜率,并与病理结果对照。结果恶性组、良性组与正常组的碘浓度(100μg/ml)分别为,平扫期:6.19±3.32、10.63±4.71、19.40±8.64;动脉期:7.80±4.30、16.31±7.07、25.25±9.56和静脉期:16.64±8.97、29.06±10.18、38.93±9.09。碘浓度比分别为动脉期:0.26±0.16、0.34±0.20、0.68±0.47和静脉期:0.52±0.19、0.68±0.22、1.06±0.29;曲线斜率分别为平扫期:-0.46±0.30、-0.80±0.33、-1.26±0.65;动脉期:-0.77±0.38、-1.27±0.54、-2.32±0.84和静脉期:-1.17±0.35、-1.91±0.66、-2.91±0.70。在动脉期和静脉期,恶性、良性与正常甲状腺组织间的碘浓度和曲线斜率两两比较差异均有统计学意义(P均<0.05);静脉期时,碘浓度比两两比较差异也有统计学意义(P<0.05)。联合CT形态学及能谱曲线斜率、基物质等多参数分析,可提高甲状腺恶性结节的诊断准确率、敏感度和特异度(91.67%、88.46%和94.11%)。结论GSI技术多参数联合应用有助于甲状腺良恶性结节的鉴别诊断。

人工智能辅助诊断系统预测肺腺癌PD-L1表达水平的应用研究

目的探讨人工智能辅助诊断系统对肺腺癌细胞程序性死亡配体1(programmed cell death 1 ligand 1,PD-L1)表达水平的预测研究。方法回顾性分析2021年1月—2022年4月福建医科大学附属协和医院胸外科收治的106例肺腺癌患者(PD-L1阳性56例,PD-L1阴性50例)的临床资料。所有患者均于术前或穿刺前2周内行肺部CT平扫,并将CT肺窗影像导入肺结节人工智能(artificial intelligence,AI)辅助诊断系统,自动生成长径、体积、CT值最大值、CT最小值、CT中位数、CT平均值、CT标准差、实性成分占比,紧凑度、球形度、CT值的峰度和偏度、熵等量化参数。分析临床指标和AI参数在两组间的差异性。结果两组年龄、性别、吸烟史、表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)状态比较,差异有统计学意义(P<0.05)。相较于PD-L1阴性组,PD-L1阳性组多为年龄较大且有吸烟史的男性患者,具有更高的EGFR突变率。两组肿块的最大径、体积、CT最小值、CT平均值、CT中位数、实性成分占比、紧凑度、CT值的峰度和偏度比较,差异有统计学意义(P<0.05);相较于PD-L1阴性组,PD-L1阳性组肿块尺寸更大,密度更高,含有更多的实性成分,且形态较不规则。结论人工智能辅助诊断系统对肺腺癌PD-L1表达的预测具有较高的应用价值。

能谱CT成像预测肺腺癌EGFR突变的价值研究

目的 分析能谱CT成像与肺腺癌表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)突变状态之间的关系。方法 纳入2019年1月—2022年12月在福建医科大学附属协和医院收治的肺腺癌且对EGFR突变进行检测者120例,根据EGFR检测状态分为EGFR野生型(n=66)与EGFR突变型(n=54)。定量测量能谱CT的能谱曲线计算曲线斜率(curve slope,λHU)、水浓度、碘浓度、有效原子序数、CT 70 keV、CT 40 keV等定量参数指标,分析两组的能谱CT定量参数指标变化。结果 EGFR野生型的吸烟史、性别与EGFR突变型相比,差异有统计学意义(P <0.05);EGFR突变型在能谱CT静脉期、动脉期的定量参数包括λHU、有效原子序数、碘浓度、CT 70 keV值、CT 40 keV值等定量参数与EGFR野生型相比大幅度增高,差异有统计学意义(P <0.05);两组水浓度相比,差异无统计学意义(P> 0.05)。结论 能谱CT成像定量测量对肺腺癌表皮生长因子受体突变状态的预测具有较高的应用价值,可用于表皮生长因子受体的突变状态的预测诊断。

基于血管影像的人体颈动脉分叉血流模式分型

目的应用计算流体力学(CFD)方法结合血管影像分析在体颈动脉分叉的血流模式分型。方法收集50例接受增强MRA(CEMRA)的患者,共100支颈动脉血管,经颈动脉超声或DSA证实双侧颈动脉分叉管腔正常。CEMRA原始图像经计算机三维重建及网格化后,采用CFD方法进行计算,于颈动脉分叉平面观察分析在心动周期减慢射血期时的血流模式;同时应用vmtk软件测量颈动脉分叉的分叉角。结果根据颈动脉分叉处的涡流形态,可将血流模式分为4型,即无涡流型(8支)、单涡流型(25支)、双涡流型(61支)和多涡流型(6支)。根据分叉角的大小及球部的大小,100支颈动脉分叉形态可分为4型,即小角度小球型(14支)、小角度大球型(5支)、大角度小球型(49支)和大角度大球型(32支)。结合颈动脉分叉血管几何形态和分叉平面的涡流形态,发现颈动脉球部越大、分叉角越大,则涡流形态越复杂,且为大涡流。结论应用CFD方法结合血管影像分析正常颈动脉分叉血液的血流模式分型,有助于进一步理解颈动脉几何形态与复杂血流模式的相关性。

能谱CT单能量成像及物质分离技术对甲状腺微小癌的诊断价值

目的：探讨能谱CT单能量成像对甲状腺微小癌的检出率和物质分离技术对微小癌的诊断价值。方法收集经手术病理证实的49例甲状腺微小癌患者，采用能谱CT（Discovery CT750 HD）进行GSI单能模式平扫及增强扫描，测量其碘浓度和碘浓度比，并与病理结果对照。结果（1）微小癌的最佳 keV 值为（61．53±5．21）（动脉期）和（60．32±4．14）（静脉期）；最佳单能量下，微小癌的检出率为77．05％；（2）微小癌的碘浓度分别为（6．91±3．90）（平扫）、（11．45±5．08）（动脉期）和（19．54±6．38）（静脉期），其碘浓度比分别为（0．20±0．10）（动脉期）、（0．54±0．20）（静脉期），动脉期和静脉期微小癌组的碘浓度和碘浓度低于良性小结节组和正常甲状腺组（ P＜0．05）；能谱C T对微小癌的诊断准确率为62．30％～80．85％。结论能谱C T 最佳单能量技术能提高微小癌的检出率，基物质浓度测定对微小癌的准确诊断具有重要价值。

运用白质地图分析皮质下缺血性血管病患者胼胝体损害与认知功能的关系

目的采用基于白质地图的DTI分析方法(ABA)探讨皮质下缺血性血管病(SIVD)患者胼胝体损害与认知功能的关系。方法对18例血管性认知障碍(VCI组)和22例无认知障碍(NCI组)的SIVD患者进行神经心理学和MR检查,采用白质地图DTI比较两组患者胼胝体各分区的FA、平均扩散率(MD)的差异,并分析上述DTI参数与蒙特利尔认知评估量表(MoCA)得分的相关性。结果与NCI组比较,VCI组在胼胝体膝部、体部、压部、右毯部和左毯部的FA值明显减低,MD明显增高(P均<0.05)。SIVD患者胼胝体膝部、体部、压部、右毯部和左毯部的FA值与MoCA得分呈正相关,胼胝体膝部、体部、压部、右毯部的MD值与MoCA的得分呈负相关。结论认知障碍的SIVD患者存在胼胝体损害,且损害与认知功能改变相关;采用ABA可以评价疾病的严重程度。

轻度血管性认知障碍患者计算能力的功能MRI研究

目的利用功能MRI(fMRI)探讨轻度血管性认知障碍(MVCI)患者与正常老年人计算能力的差异,为MVCI患者的诊断提供依据。材料与方法对22例MVCI患者与12例正常老年人进行20以内减法计算时的fMRI,用SPM5处理得出脑激活图,比较正常老年人组和患者组的脑区激活情况和额、顶叶偏侧化现象,用两个独立样本t检验和Mann-Whitney检验比较两组的反应时间和正确率。结果患者的正确率明显低于正常老年组(χ2=18.6,P<0.001),反应时间明显延长(t=3.676,P<0.05)。患者在双侧的顶上、下小叶(顶下小叶为主),双侧额中回、双侧海马、海马旁回、右侧扣带回后部、双侧颞中回、左侧颞下回、双侧枕叶和双侧小脑激活减弱(P<0.005),未见激活增强脑区(P<0.005)。患者和正常老年组右利手者的额、顶叶在减法计算时均体现左侧偏侧化现象。正常老年组的顶叶左侧偏侧化程度高于额叶,而MVCI组则相反。结论血管性认知障碍患者的计算功能已有不同程度的损害,存在一定的代偿,但仍表现为功能减弱。计算功能的fMRI研究能为诊断MVCI提供参考依据。

多层CT冠状动脉成像与选择性冠状动脉造影对照研究

目的 探讨多层螺旋 CT(MSCT)冠状动脉成像的临床应用价值。 方法 32例病人同时行 MSCT冠状动脉成像和选择性冠状动脉造影。以选择性冠状动脉造影检查为金标准 ,比较 MSCT冠状动脉成像检查对冠状动脉病变检出的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值和准确度。 结果 MSCT显示中度或中度以上冠状动脉狭窄 (≥ 5 0 % )的敏感度为 79.1 7% ,特异度为 97.1 1 % ,准确度为 93.75 % ,阳性预测值为 86 .36 % ,阴性预测值为 95 .2 8%。 结论 (1 ) MSCT冠状动脉成像是一种简便易行、安全可靠、风险小、低廉的无创性检查方法。 (2 )MSCT冠状动脉成像检查可作为冠状动脉粥样硬化性心脏病的筛选手段和冠状动脉术前评价和术后复查的首选方法。

基底动脉粥样硬化患者斑块分布与斑块特征相关性研究

目的:采用高分辨MRI评估基底动脉粥样硬化患者斑块分布与斑块特征,并分析两者的相关性。方法:选取2017年7月—2020年7月福建医科大学附属协和医院收治的100例基底动脉存在动脉粥样硬化斑块患者为研究对象,均采用高分辨MRI评估基底动脉粥样硬化患者斑块分布与斑块特征。分析斑块横断面象限分布、纵向分布、斑块内出血发生率及斑块负荷。比较不同的斑块分布其斑块内出血发生率及斑块负荷的差异。结果:基底动脉侧壁斑块与腹侧、背侧斑块患者的年龄、性别、高血压史、糖尿病史、高血脂史、吸烟史及冠心病史比较,差异均无统计学意义(P>0.05);腹侧、背侧斑块患者的体质量指数(BMI)高于侧壁斑块患者,差异有统计学意义(P<0.01)。基底动脉侧壁斑块与腹侧、背侧斑块患者的斑块内出血发生率、平均管腔面积、平均管壁面积、平均血管面积、平均管壁厚度、平均NWI、最大管壁厚度及最小管腔面积比较,差异均无统计学意义(P>0.05);腹侧、背侧斑块患者的最大NWI大于侧壁斑块患者,差异有统计学意义(P<0.05)。基底动脉近端斑块与远端斑块患者的年龄、性别、BMI、高血压史、糖尿病史、高血脂史、吸烟史以及冠心病史比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。基底动脉近端与远端斑块患者的平均管腔面积、平均管壁面积、平均血管面积、平均管壁厚度、平均NWI、最大管壁厚度、最大NWI及最小管腔面积比较,差异均无统计学意义(P>0.05);近端斑块患者的斑块内出血发生率要高远端斑块患者,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:基底动脉粥样硬化斑块横断面象限分布、纵向分布与斑块特征具有相关性。

能谱计算机断层扫描成像在神经系统方面的临床应用

能谱计算机断层扫描(computed tomography,CT)作为一种先进的医学影像设备,为影像诊断提供了包括单能量成像、能谱曲线、物质分离成像和有效原子序数等能谱信息。本文旨在综述能谱CT在神经影像学方面的初步应用和研究,并探讨其在临床中的应用价值。

颈动脉分叉磁共振血管成像的计算流体力学研究初探

目的初步应用计算流体力学方法(Computational fluid dynamics,CFD)结合MRA血管影像显示并分析在体颈动脉分叉的血流动力状态。方法选取2005年间3例志愿者,采用德国SIEMENS公司TRIO型3．0T磁共振仪,行颈动脉CEMRA检查,并行最大强度投影和表面遮盖重建,同时扫描所得原始图像经计算机处理后采用CFD方法计算并显示该段血管的血流动力学各项指标。结果(1)3例志愿者6条颈动脉分叉的血流速度平均值范围为0．03～0．56 m/s,颈外动脉内侧壁和颈内动脉外侧壁可见一高血流速度区域,范围分别为0．06～0．54 m/s和0．03～0．73 m/s,球部可见低血流速度区,范围为0．02～0．18 m/s;颈动脉分叉区及颈内动脉和颈外动脉的近端均可见血液涡流与回流,其形态随心动周期的时相而变化,在收缩中晚期,上述区域的涡流与回流尤为显著。随着血流向颈内和颈外动脉远端流向,该涡流与回流逐渐消失。(2)血流绝对压、动态压、静态压和总压的平均值范围分别为101 080．50～101 353．30 Pa、0．90～215．81 Pa、-244．45～28．33 Pa和-28．65～29．23 Pa;(3)管壁切应力平均值范围为0．37～9．21 Pa,在颈动脉球部发现大范围的低切应力区,大小为0．23～0．28 Pa,颈外动脉外侧壁及颈内动脉内侧壁区存在一小范围低切应力区,分别为0．37～0．42 Pa和0．32～0．37 Pa。在分叉顶部呈高切应力。结论应用CFD方法结合MRA血管影像技术能计算并显示颈动脉分叉的血流动力学各项指标,并可显示血液的分流、涡流反流及切应力和压力等的时空分布情况,实现了颈动脉分叉血流动力学指标的个体化测定,是结合计算机学、影像学和血流动力学等的交叉学科技术,具有快捷、简便、准确和灵活等特点。

能谱计算机断层扫描成像的概念和基本原理

与传统计算机断层扫描(computed tomography,CT)成像不同,宝石能谱CT最显著的特征就是提供了多种定量分析方法与多参数成像的综合诊断模式,如单能量图像、能谱曲线、物质分离图像和有效原子序数等,它为疾病的早期发现、定量评估和准确诊断提供了一个新颖的工具,也为临床和科研提供了一个全新的平台。了解和熟悉能谱CT的概念和成像原理,对于影像科医生乃至临床医生都是非常必要的。

CT能谱成像定量评估胃癌分化程度

目的探讨宝石CT能谱成像(GSI)定量评估胃癌分化程度的价值。方法对79例胃镜诊断的胃癌患者于术前行单源双能CT GSI三期增强扫描;通过GSI Viewer分析软件获得碘基图、水基图,应用ROI技术测得病灶的碘、水浓度,并计算标准化后的碘浓度(病灶碘浓度与腹主动脉碘浓度的比值)。采用两独立样本t检验进行统计学分析,并与术后病理相对照;同时运用ROC曲线评估其诊断效能。结果病理证实中高分化腺癌32例,低分化腺癌35例。中高分化腺癌的碘浓度低于低分化腺癌,动脉期分别为(13.88±3.83)(100μg/ml)和(14.82±6.68)(100μg/ml),静脉期分别为(18.98±5.26)(100μg/ml)和(23.43±6.49)(100μg/ml),实质期分别为(18.28±4.47)(100μg/ml)和(22.95±5.51)(100μg/ml)。中高分化腺癌的碘浓度比亦低于低分化腺癌,动脉期分别为0.17±0.07和0.18±0.06,静脉期分别为0.48±0.15和0.61±0.16,实质期分别为0.63±0.15和0.81±0.21。两组间静脉期和实质期碘浓度、碘浓度比的差异均有统计学意义(P均<0.05),而动脉期差异无统计学意义(P>0.05)。实质期中高分化腺癌、低分化腺癌的碘浓度、碘浓度比ROC曲线下面积分别为0.733和0.760;以碘浓度比>0.757作为诊断阈值(实质期),判断分化程度的敏感度可达65.7%,特异度达84.4%。结论胃癌病灶内的碘浓度和碘浓度比均与其组织学分化程度相关;GSI图像中的碘浓度、尤其是标化后的碘浓度比能为术前定量评估胃癌分化程度提供新的指标。

低剂量宽体探测器CT一站式心脏成像评价复杂先天性心脏病婴幼儿左心功能

目的探讨低剂量宽体探测器CT(Revolution CT)一站式心脏成像评价复杂性先天性心脏病(CCHD)婴幼儿左心功能的价值。方法采用Revolution CT对45例CCHD患儿行心脏全期相增强扫描,计算获得左心室收缩末期容积(LVESV)、左心室舒张末期容积(LVEDV)、左心室每搏输出量(LVSV)和左心室射血分数(LVEF),并与二维超声心动图(2D-ECHO)所测相同指标进行比较分析。比较高危组(n=26)与低危组(n=19)患儿Revolution CT左心功能各指标的差异,以二元Logistic回归分析左心功能指标与病情轻重程度的关系。记录并计算患儿接受的有效辐射剂量(ED)。结果Revolution CT所测LVESV、LVEDV及LVSV均高于2D-ECHO(P均<0.05),LVEF低于2D-ECHO(P=0.003)。Revolution CT与2D-ECHO所测LVESV、LVEDV、LVSV及LVEF之间均呈正相关(r=0.800、0.830、0.871、0.708,P均<0.001)。高危组与低危组间Revolution CT所测LVESV、LVEDV和LVSV差异有统计学意义(P均<0.05),LVEF差异无统计学意义(P=0.395),且Logistic回归分析显示LVESV、LVEDV及LVSV是高危CCHD的危险因素(P均<0.05)。患儿接受的ED为0.30(0.26,0.35)mSv。结论 Revolution CT可在较低辐射剂量下实现解剖结构与心功能测量的一站式成像,对于CCHD术前评估、术式选择和预后判断均有重要价值。

多层螺旋CT在冠状动脉支架术后的应用

目的:探讨多层螺旋CT(MSCT)冠状动脉成像在冠状动脉支架术后的应用价值。方法:21例患者在放置冠状动脉支架后行MSCT冠状动脉成像,其中5例与选择性冠状动脉造影进行了对照。结果:21例的27枚冠状动脉支架中,能满足影像学评价的有25枚,占92％,不能满足评价的有2枚,占8％;5例同时作导管法冠状动脉造影者两种检测方法结果相同。结论:MSCT冠状动脉成像是一种简便易行,安全有效的无创性检查方法,可作为冠状动脉支架术后随访观察的手段。

宽探测器CT 70kV管电压联合前瞻心电门控技术诊断婴幼儿先天性心脏病

目的探讨新型宽探测器CT联合70kV低管电压、前瞻心电门控技术对婴幼儿先天性心脏病诊断的临床应用价值。方法采用Revolution CT联合70kV低管电压前瞻心电门控扫描技术对临床拟诊为复杂性先天性心脏病的婴幼儿45例进行心脏CTA检查,对图像质量进行评分。以手术结果为金标准,比较心脏CTA和心脏超声的诊断效能。记录并计算患儿接受的有效辐射剂量及碘对比剂用量。结果 45例患儿共25种独立的心血管畸形,包括6种心内结构异常和19种心外大血管畸形。对于先天性心外大血管畸形,心脏CTA的诊断准确率和检出率[99.77%(853/855),97.73%(86/88)]均高于心脏超声[98.71%(844/855),88.64%(78/88);χ~2=6.28、5.72,P均<0.05)]。有效辐射剂量为(0.20±0.05)mSv,碘对比剂用量为(2.06±1.09)g。45例患儿的图像质量均满足影像诊断要求。结论新型宽探测器CT联合70kV管电压和前瞻性心电门控技术在降低辐射剂量和碘对比剂用量的同时,能获得良好的图像质量和诊断效能,对诊断婴幼儿复杂性先天性心脏病具有重要的临床价值。