三维重建技术在肝脏和胆道系统影像学PBL教学中的应用

肝脏和胆道系统的疾病在临床中较为常见,也是医学影像学的重点教学内容之一,其解剖和病理知识较复杂,既往的教学方法以课堂讲授为主,学生学习起来有一定难度。我们尝试采用PBL教学方法,使用医学图像处理工作站,实现立体、动态演示肝胆影像解剖及肝胆疾病放射学征象,反映肝胆疾病发生发展过程中的影像学表现。

肥厚性心肌病基因调控新进展

随着分子遗传学的飞速发展 ,人们对肥厚性心肌病的基因调控的认识也在不断提高。至今 ,已经发现七种主要的基因突变可以导致该病 ,基因型和表型关系的研究也在深入 ,对该病基因水平的研究必将引起临床治疗的进步。

造影剂量和注射流率对肝脏CT灌注成像影响的实验研究

目的 探讨用斜率法进行肝脏CT灌注成像时造影剂量和注射流率对灌注参数的影响。方法 分别用 0 .5、1ml/kg体重的造影剂量和 3、5、7、9ml/s的注射流率对 6只犬进行肝脏灌注成像 ,计算肝动脉灌注量 (HAP)、门脉灌注量(PVP)和肝动脉灌注指数 (HPI)。结果 造影剂量为 0 .5ml/kg体重时 ,3ml/s流率与其他流率测得的HAP和PVP有显著性差异 (P <0 .0 5 ) ,HPI随着流率的增加而略有下降 ;造影剂量为 1ml/kg体重时 ,各种流率下的HAP和HPI均无显著性差异 (P >0 .0 5 ) ,PVP先升高后降低。结论 用斜率法进行肝脏灌注成像时 ,造影剂量和注射流率对灌注参数有所影响。

多层螺旋CT体素指数评估慢性阻塞性肺病空气潴留的研究

目的探讨肺部多层螺旋CT(MSCT)体素指数(VI)在慢性阻塞性肺病(COPD)空气潴留定性、定量评估中的价值。方法选取43例拟行胸部HRCT受检者行MSCT-DPVI,检查后1周内行肺功能测试。图像经后处理,分别设定呼吸双相的阈值,得到相应VI。各VI与PFT指标FEV1(%)、FEV1/FVC作统计学相关性分析,并通过ROC曲线找出界值。结果所有VI与FEV1/FVC和FEV1(%)均具显著相关性(P<0.01)。与FEV1/FVC相关性最大的是呼气相VI-810(r=-0.606,P<0.01),其诊断界值是40%。与FEV1(%)相关性最大的是呼气相VI-790(r=-0.661,P<0.01)。结论MSCT呼气相VI-810和呼气相VI-790可分别作为评估COPD空气潴留的定性指标和半定量指标。

低毫安结合自适应统计迭代重建(ASiR)在降低腹部血管能谱CT成像辐射剂量中的可行性研究

目的：探讨低毫安能谱扫描结合自适应统计迭代技术（ASiR）在降低上腹部能谱CT血管成像辐射剂量的可行性。方法：搜集临床疑似腹部血管病变的患者38例,均行能谱CT血管成像检查。噪声指数为12.0。所有患者分为两组,组1采用常规管电流（630mA）,共18例患者;组2采用低管电流[（260~375）mA,（310.42±54.83）mA],共20例患者。所有患者均选用70kev单能图像。组1、组2图像根据采用FBP和ASiR重建算法不同共分为四个亚组,命名为组1A、组1B和组2A、组2B。对各组间图像比噪声比（CNR）、信噪比（SNR）和噪声进行比较。记录每位患者扫描后自动生成的CT剂量容积指数（CTDIvol）,剂量长度乘积（DLP）,并计算每位患者有效辐射剂量（ED）,对组1、组2之间的辐射剂量进行比较。采用5分法对图像进行主观评分。结果：组2的CTDIvol为（11.55±2.94）mGy,明显低于组1[（18.13±3.64）mGy,t=6.17,P〈0.01]。组2的ED值为（4.48±1.34）mSv,较组1[（7.56±2.68）mSv]降低了41%（t=4.54,P〈0.01）。加入50%ASiR重建后,组1B、组2B图像噪声分别较组1A、组2A降低,而SNR及CNR均有升高,均值比较具有显著统计学差异（P〈0.05）。组2B的图像噪声较组1A降低,SNR及CNR升高,两组间均值比较具有统计学差异（P〈0.05）。组1A与组2B的图像质量主观评分无显著统计学差异（Z=-0.16,P〉0.05）。结论：采用低毫安结合ASiR技术能够在不明显影响图像质量的前提下降低41%的有效辐射剂量,具有临床应用推广价值。

急性主动脉综合征高风险MDCT特征评估及研究进展

急性主动脉综合征(AAS)包括主动脉夹层、壁内血肿、穿透性主动脉溃疡、创伤性主动脉撕裂及不稳定的胸主动脉瘤,是一组病情进展迅速,具有较高病死率的病变。采用多层螺旋CT可对AAS高风险影像特征进行动态定量评估。综述各类病变的病理机制及典型CT表现,从病灶位置、大小、累及范围、有无并发症及随访中的变化等角度介绍AAS高风险影像特征,分析其中哪些征象可为临床选择治疗方案提供依据。

腹腔镜下右半结肠癌根治术术前CTA评价Henle干变异的价值

目的:采用CT血管成像对Henle干解剖变异进行评估,为腹腔镜下右半结肠癌根治术提供参考。方法:搜集在本院行腹腔镜下右半结肠癌根治术的70例患者的病例资料。所有患者术前一周内行全腹CTA检查,对Henle干解剖类型、大小、Henle干汇入外科干角度及外科干长度进行评估。结果:70例中,66例(94.3%)患者成功行Henle干CT三维图像重组,1例患者Henle干受转移淋巴结侵犯无法进行三维重组,3例患者因既往行胃肠手术而导致Henle干无法评估。根据引流到Henle干的静脉数目,将66例成功行Henle干CT三维重组的患者分为4种类型:0型(无结肠引流静脉)、Ⅰ型(一条结肠引流静脉)、Ⅱ型(两条结肠引流静脉)和Ⅲ型(三条结肠引流静脉),出现率分别为9.10%(n=6)、68.18%(n=45)、19.70%(n=13)和3.00%(n=2)。Henle干的管径为(4.93±1.19)mm,长度为(15.82±8.18)mm,Henle干汇入外科干的角度为95.68°±21.34°,外科干长度为(38.68±8.26)mm。结论:CT血管成像及三维图像重组可较准确的显示Henle干及其主要属支,可为腹腔镜下右半结肠癌根治术提供有价值的解剖信息。

超低剂量心脏CT扫描对冠状动脉狭窄分级和量化的价值

目的:在冠状动脉CT成像(CCTA)中,以100 kV扫描为参照,评估70 kV扫描对冠状动脉狭窄程度分级和量化的一致性。方法:选取70名临床怀疑或已知冠心病且适合行CCTA检查的患者,使用256排宽探测器CT,分别用70 kV和100kV管电压进行单心动周期CCTA检查。比较两组扫描的有效辐射剂量(ED)及图像信噪比(SNR)。对冠状动脉的9个节段进行狭窄程度分析。将狭窄程度分为正常(0%)、轻度(1%～49%)、中度(50%～69%)和重度(70%～100%)四个等级。记录狭窄程度一致的冠状动脉节段数目。使用Bland-Altman分析比较冠脉狭窄程度的一致性。结果:70 kV扫描的有效辐射剂量显著低于100 kV扫描的,分别为(0.26±0.08)mSv和(1.07±0.05)mSv(P <0.01),信噪比显著低于100 kV扫描,分别为16.53±5.87和18.19±6.07(P <0.05)。在630个冠状动脉节段中,608个(96.5%)分级一致。Bland-Altman分析显示两组扫描方法评估狭窄程度差异性的95%可信区间约在15%～30%之间。结论:70kV冠状动脉CTA成像可以大幅度降低辐射剂量,对冠脉狭窄程度的分级与常规100kV扫描基本一致。但是对冠状动脉的精确量化测量与常规扫描有一定的差异性。

冠脉生理功能评估软件(DEEPVESSEL FFR)与有创FFR在评估冠脉缺血中的对比研究

目的:基于冠状动脉(冠脉)计算机体层摄影血管造影(computed tomography angiography,CTA)检查结果,采用国产人工智能冠脉生理功能评估软件(DEEPVESSEL-FFR,DV-FFR)诊断冠脉功能性缺血,并评估其应用价值。方法:本研究为前瞻性、单中心、自身对照研究,共纳入18例患者(共21根血管,狭窄程度为30%~90%),同时采用有创冠脉血流储备分数(fractional flow reserve,FFR)检测和DV-FFR检查评估冠脉功能性缺血情况,以有创FFR作为金标准,评价DV-FFR的诊断效能。DV-FFR使用64排及64排以上CT设备采集冠脉CTA的DICOM格式数据,基于计算机深度学习技术进行血管分割和重建,提取血管中心线,进而计算冠脉FFR。DV-FFR采用三维几何自动量化方法计算FFR数值,评估3个主支血管[左前降支(left anterior descending,LAD)、左回旋支(left circumflex,LCX)、右冠状动脉(right coronary artery,RCA)]的狭窄缺血风险。结果:参考有创FFR结果,取FFR=0.8为切点值,DVFFR≤0.8即为有意义的功能性心肌缺血。在血管层面,DV-FFR软件诊断缺血的准确率、特异度、灵敏度、阳性预测值、阴性预测值分别为90.5%、88.9%、91.7%、91.7%和88.9%;在患者层面,DV-FFR软件的诊断准确率、特异度、灵敏度、阳性预测值、阴性预测值分别为88.9%、87.5%、90.0%、90.0%和87.5%。DV-FFR结果与有创FFR结果间一致性较好,诊断效能无差异(P=0.787)。结论:CTA检查结果显示冠脉狭窄程度为30%~90%时,采用DV-FFR诊断冠脉功能性缺血的结果与有创FFR检测结果间一致性较好,可作为评估冠脉功能性缺血的一种有效方法。

集团医院Enterprise-PACS构建思维

随着集团医院逐步成为一种新型有效的医疗健康服务模式以及区域化信息服务需求的增长,Enterprise-PACS正在成为新一代医学信息网络发展和应用的一支生力军。在我国,E-PACS的应用处于起步阶段。2005年5月我院集团医院E-PACS项目开始启动。在经历一年国外文献复习、大量现场调研以及结合我院实情的需求分析后,项目规划、设计及实施方案初步形成。今年底之前,该E-PACS项目将投入实施。本文就E-PACS背景、构建策略以及挑战进行讨论。

慢性心功能不全患者MSCT肺灌注成像与心功能相关性的初步探讨

目的探讨慢性心功不全(CCI)患者MSCT肺灌注成像(MSCT-PPI)与临床心功能的相关性。方法我院住院治疗的CCI患者24例为CCI组,其中心功能Ⅰ级8例、Ⅱ级7例、Ⅲ级9例。正常成人对照组共28例。对所有对象的上下两个肺野行MDCT-PPI扫描,在胸膜下肺野12个区域设置兴趣区,获得兴趣区首过期时间-密度曲线(TDC),并取强化峰值(PE)、强化增量(PEI)、强化起始时间(TTE)、达峰时间(TTP)、首过时间(TFP)进行统计对照分析。结果肺实质灌注量化参数PE、PEI在24例CCI组三个级别间及其与对照组间无统计学差异。肺实质灌注时相参数TTE、TTP、TFP在CCI组三个级别间存在显著统计学差异(P=0.001);其中TTP在心功能不全组三个级别分别为(17.3±1.0)s、(20.6±2.0)s、(23.8±2.7)s,三个级别间存在显著统计学差异(P=0.001);正常组为(18.6±1.6)s,Ⅱ、Ⅲ级组与对照组存在显著统计学差异(P<0.05);Ⅰ级组与对照组间无统计学差异。各组时相参数数据均与CCI程度显著相关。结论对慢性心功能不全24例行MSCT-PPI表明,肺实质血流灌注时相延迟与心功能分级具有显著相关性,有助于心功能异常诊断及分级。肺血流灌注量变化对本研究中心功能不全患者的判断无显著意义。

前瞻性心电门控单心动周期256排CT成像图像质量影响因素

目的对低心率、高心率和心律不齐患者采用前瞻性心电门控单心动周期冠状动脉CTA,比较图像质量差异及其影响因素。方法采用256排宽探测器CT对208例患者行前瞻性心电门控单心动周期冠状动脉CTA检查,不使用药物控制心率;其中低心率组87例(心率≤70次/分),高心率组38例(心率>70次/分),心律不齐组83例(5个心动周期内的心率变化>10次/分)。常规重建相位为75%或45%;以多时相重建中运动伪影最小者为最优相位。采用单变量线性回归评估影响图像质量评分的因素。结果 105例(105/208,50.48%)最优相位与常规相位不同。最优相位图像中,3组图像质量评分、SNR和CNR差异均无统计学意义(P均>0.05)。线性回归显示,心脏相位和伪影类型是图像质量评分的影响因素(P均<0.001)。结论在不限制心率的前瞻性心电门控宽探测器冠状动脉CTA中,高心率或心律不齐并非影响图像质量的重要因素。

制备anti-EGFR-PEG-SPIO靶向纳米分子探针对肺腺癌细胞行体外靶向MR成像

目的探讨anti-EGFR-PEG-SPIO纳米分子探针对表皮生长因子受体(EGFR)高表达肺腺癌细胞的靶向性及利用MRI对其监测的可行性。方法制备anti-EGFR靶向纳米分子探针(anti-EGFR-PEG-SPIO)及非靶向纳米分子探针(PEG-SPIO),行电镜(TEM)观察,并测量水合粒径及弛豫率等表征。之后将不同Fe浓度(0、10、20、40、60、80μg/ml)的anti-EGFR-PEG-SPIO和PEG-SPIO分别与H460细胞孵育2 h后,进行体外MR成像,观察其T2WI信号强度及信号强度变化率。行H460细胞普鲁士蓝染色和电镜观察细胞摄取Fe情况。结果不同Fe浓度anti-EGFR-PEG-SPIO及PEG-SPIO探针分别与H460细胞孵育2 h后,前者显示H460细胞的信号强度随Fe浓度的升高而明显减低,Fe浓度为60μg/ml时,相对于0、10、20、40、80μg/ml,信号强度变化率约为-58.2%、-82.7%、-94.4%和-98.3%;而后者显示H460细胞信号强度减低相对不明显。普鲁士蓝染色及TEM结果显示anti-EGFR-PEG-SPIO的H460细胞内可见大量铁颗粒沉积,而PEG-SPIO的肿瘤细胞内仅可见少量铁颗粒沉积。结论自行制备的anti-EGFR-PEG-SPIO分子探针对H460肺腺癌细胞具有靶向效应,采用3.0T MR扫描仪可对其进行监测。

深度卷积神经网络对≤3 cm的亚实性肺腺癌CT图像病理学分型预测的可视化研究

目的·研究卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)根据CT 图像对≤ 3cm 的亚实性肺腺癌病理分类的可行性,并通过CNN 激活区可视化分析预测分类的医学影像基础。方法·随机纳入200 个经免疫组化染色证实为肺腺癌的亚实性肺结节,标注为浸润前病变(含非典型腺瘤样增生和原位腺癌)、微浸润腺癌和浸润性腺癌。160 个(80%)用于训练CNN 模型,40 个(20%)用于模型验证和激活区可视化分析。激活区的影像特征定义为14 种CT 征象。结果· CNN 对肺腺癌病理分类的准确性为87.5%。可视化分析发现CNN 激活区主要关注浸润前病变的非实性成分(43.0%)和光滑边缘(20.2%),关注微浸润腺癌的毛刺边缘(18.3%),关注浸润性腺癌的实性成分(18.9%)和毛刺边缘(14.1%)。结论· CNN 能根据CT 图像对肺腺癌病理分型进行分类预测,CNN 激活区的可视化能提示诊断的医学影像基础。

基于生成式对抗网络的冠状动脉CT血管成像运动伪影去除的初步研究

目的·探讨生成式对抗网络(generative adversarial network,GAN)去除冠状动脉(冠脉)CT血管成像(CT angiography,CTA)运动伪影的作用。方法·纳入行单心动周期扫描多时相重建的冠脉CTA受检者,随机选取约80%作为训练组,其余作为验证组用于验证模型的准确性。研究运动伪影最明显的右冠状动脉(right coronary artery,RCA)中段,将截取图像分为配对的有伪影图像和无伪影清晰参考图像。根据训练组建立GAN模型;在验证组中,使用图像分割软件ITK-SNAP把血管影像从周围组织中分割出来,包括有伪影的、GAN生成的和参考图像。计算有伪影-参考图像(dice1)和GAN生成-参考图像(dice2)的Dice系数。通过比较dice1和dice2的差异,评估GAN去除运动伪影的效果。结果·纳入90例受检者,随机选取71例(11000张图像)为训练组,其余19例(3006张图像)为验证组。基于受检者,RCA中段dice1和dice2分别为0.38±0.19和0.50±0.23,差异有统计学意义(P=0.006);基于图像,RCA中段dice1和dice2分别为0.38±0.20和0.51±0.26,差异有统计学意义(P=0.000)。结论·GAN能够显著减少RCA中段的CTA运动伪影,有望成为去除冠脉CTA图像运动伪影的新方法。

肺亚实性结节CT图像定量变化对浸润的判断

目的:定量评估肺亚实性结节(SSN)内非实性成分从基线到随访CT扫描之间的变化,以鉴别诊断有浸润表现的SSN,即微浸润性腺癌(MIA)和浸润性腺癌(IAC)。材料与方法:回顾性纳入有基线和复查CT,并有组织学结果的SSN。测量指标为SSN整体最大直径,非实性成分CT值均值、最大CT值、最小CT值和CT值标准差。以时间为因变量,用线性回归评估SSN测量值从基线到复查扫描的进展。采用受检者工作特征曲线(ROC)和曲线下面积(AUC)评价测量值年化改变对有浸润表现SSN的诊断能力。结果:71名患者(男32,女39)中纳入78个SSN,其中良性19个,原位腺癌10个,微浸润腺癌36个,浸润腺癌13个。所有SSN分类的直径均与时间呈显著正相关(P<0.05)。有浸润表现SSN的非实性成分CT值标准差与时间显著正相关(P=0.037)。良性和原位腺癌中,所有4个CT值指标与时间无相关性(P>0.05)。ROC分析提示CT值标准差年化改变可以明显诊断有浸润表现的SSN(P=0.014),诊断敏感性、特异性和AUC分别为68.7%,77.8%和0.747。结论:在SSN的复查过程中,良性、原位腺癌、MIA和IAC的直径都有增加,评估CT值标准差的变化能够鉴别诊断有浸润表现的SSN(MIA和IAC)。

人工智能辅助冠状动脉CT血管成像处理系统对临床工作效率影响的研究

目的:探讨人工智能(artificial intelligence,AI)辅助冠状动脉CT血管成像处理系统(computed tomography angiography,CTA)对临床工作效率的影响。方法:收集上海交通大学医学院附属第一人民医院北院(虹口区)(医院1)和南院(松江区)(医院2)2017-2019年的冠脉CTA工作量和工作效率数据。2017年和2018年使用传统工作站图像重建,2019年使用AI技术重建。评估两种不同重建方式的工作效率。结果:应用AI的2019年,2家医院总体的冠脉CTA检查的人均月工作量较未应用AI的2017年和2018年显著增加(P<0.001);应用AI的2019年,2家医院总体的检查等候时间、报告出具等候时间均较未应用AI的2017年和2018年缩短(P<0.001)。2019年,医院1、医院2的冠脉CTA检查的人均月工作量均较2017年和2018年显著增加(P<0.001)。2019年,医院1、医院2的检查等候时间、报告出具等候时间均较2017年和2018年缩短(P<0.001)。结论:冠脉CTA人工智能辅助诊断系统可以提高工作效率,缩短检查等候时间和报告出具等候时间,因此能改善对冠心病诊断的工作流程。

CT和检验指标对浸润倾向肺腺癌的诊断模型建立

目的:根据多排螺旋CT肺部亚实性结节(SSN)三维重建的定量参数、血液肿瘤标志物和血常规指标,建立用于判断有浸润倾向肺腺癌的多参数诊断模型。材料与方法:回顾性纳入107例接受薄层CT扫描,术后行组织学检查,并做了血液肿瘤标志物和血常规检查的患者。评估指标包括患者年龄、性别;SSN在CT三维重建中的最大径、总体积、实性成分占比和平均CT值;以及血液实验室指标:CEA、CYFRA21-1、NSE、CA125、CA153、CA242、CA199、CA724、SCC、CRP、WBC、NEUT和NEUT%。建立多元logistic回归模型,采用受试者工作特征曲线下面积(AUC)评价该模型对有浸润倾向SSN的诊断能力。结果:在良性和浸润前病变组(51例),以及微浸润腺癌和浸润性腺癌组(56例)之间,年龄、SSN最大径、总体积、实性成分占比和平均CT值有显著差异(P<0.05)。上述参数建立的多元回归模型中,SSN最大径(P=0.007)和实性成分占比(P=0.004)具有显著性。SSN最大径、实性成分占比和多元模型预测有浸润倾向SSN的AUC分别为0.764、0.749和0.801。结论:在体检可以获得的CT定量和一些血液肿瘤标志物和血常规参数中,使用SSN最大径和实性成分占比建立综合诊断模型,能有效预测SSN的浸润性,有助于在肺癌筛查中发现需要手术的患者。

超低剂量平扫CT深度学习图像重建评价肺部病灶的可行性

目的·探讨使用超低剂量CT (ultra-low-dose CT, ULDCT)平扫评价基于实体瘤疗效评价标准(response evaluation criteria in solid tumors,RECIST)定义的肺部靶病灶和磨玻璃结节的可行性。方法·2020年4月-6月纳入接受了胸部ULDCT平扫(0.07~0.14 mSv)和低剂量增强CT检查(2.38 mSv),而且有RECIST标准定义的可测量肺部靶病灶或直径≤1 cm磨玻璃结节的患者。每例患者均重建了4组图像,包括3组ULDCT图像,分别为80%强度的多模型自适应统计迭代重建(adaptive statistical iterative reconstruction-V with an 80%strength level,ASIR-V-80%)图像、中等强度的深度学习重建(deep learning image reconstruction of moderate strength,DLIR-M)图像和高强度的深度学习重建(deep learning image reconstruction of high strength,DLIR-H)图像,以及1组作为参考标准的增强CT图像。结果·80例患者符合入组标准,平均年龄(62±11)岁,共80个靶病灶和27个磨玻璃结节。3组ULDCT图像的肺部靶病灶测量值(r分别为0.988、0.987和0.990)、≤1 cm磨玻璃结节的直径测量值(r分别为0.905、0.906和0.969)、非肺门淋巴结靶病灶测量值(r分别为0.969、0.957和0.977)、肺门淋巴结靶病灶测量值(r分别为0.972、0.994和0.994)与增强CT有很高的相关性。Bland-Altman分析显示,DLIR-H重建图像中肺部靶病灶测量值的大小与参考值的差异为4.3%(95%一致性界限:-5.7%~14.3%),非肺门淋巴结靶病灶测量值的大小与参考值的差异为5.1%(-9.1%~19.3%),优于ASIR-V-80%[8.5%(-3.3%~20.3%),9.7%(-6.0%~25.3%)]和DLIR-M [8.5%(-4.2%~21.3%,8.8%(-9.9%~27.5%)]。DLIR-H重建图像中的肺门淋巴结病灶测量值大小与参考值的差异为18.3%(8.8%~27.9%),优于ASIR-V-80%[20.2%(-1.2%~41.5%)]和DLIR-M [23.4%(13.5%~33.2%)]。DLIR-H重建图像中磨玻璃结节测量值与参考值的差异为7.0%(-5.7%~19.7%),优于ASIR-V-80%[14.4%(-4.4%~33.2%)]和DLIR-M [16.3%(-4.1%~36.7%)]。结论·基于DLIR-H重建的ULDCT平扫图像中的肺部靶病灶和直径≤1 cm磨玻璃结节的测量值与增强CT图像有很高的相关性和较低的差异性,有利于在大幅度降低辐射剂量下对肿瘤和磨玻璃结节进行重复扫描。