深度学习在脑肿瘤医学图像研究进展

近年来,随着人工智能相关技术不断发展,深度学习(DL)技术日益提高,已成为医学领域的研究热点。DL在医学图像中的深入研究,为精确诊断脑肿瘤、个体化治疗和预后评估带来全新发展方向。本文就DL在脑肿瘤医学图像中的应用现状及未来发展进行综述。

胃神经内分泌癌CT与临床病理表现

胃神经内分泌癌(gastric neuroendocrine carcinoma,GNEC)是原发于胃神经内分泌细胞的高度恶性肿瘤,2010年WHO消化系统肿瘤分类[1]和2011年中国胃肠胰神经内分泌肿瘤病理学诊断共识[2]将神经内分泌肿瘤分为神经内分泌瘤(G1、G2级)、神经内分泌癌(neuroendocrine carcinoma,NEC;G3级)及混合性腺神经内分泌癌。既往普遍认为NEC临床少见。

T2WI及对比增强T1WI影像组学模型鉴别纤维型与非纤维型脑膜瘤

目的观察T2WI及对比增强T1WI(T1C)影像组学模型鉴别纤维型与非纤维型脑膜瘤的价值。方法回顾性分析423例经病理证实的单发低级别脑膜瘤患者,按7∶3比例分为训练集(n=296)和验证集(n=127);提取训练集T2WI和T1C中病灶3376个影像组学特征,以SelectPercentile单因素分析法及最小绝对收缩和选择算子(LASSO)筛选最优影像组学特征,分别以分类器逻辑回归(LR)、支持向量机(SVM)、随机森林(RF)、线性SVC(LinearSVC)、自适应增强(Adaboost)及决策树(DT)构建鉴别纤维型与非纤维型脑膜瘤的影像组学模型,即模型_(LR)、模型_(SVM)、模型_(RF)、模型_(linearSVC)、模型_(Adaboost)及模型_(DT),以验证集验证其效能。结果基于T2WI和T1C共筛出13个最优影像组学特征,以之构建的模型_(LR)、模型_(SVM)、模型_(RF)、模型_(linearSVC)、模型_(Adaboost)及模型_(DT)鉴别训练集纤维型与非纤维型脑膜瘤的AUC分别为0.755、0.739、0.819、0.746、0.990及0.607;在验证集的AUC分别为0.698、0.636、0.752、0.670、0.591及0.609。模型_(Adaboost)鉴别训练集纤维型与非纤维型脑膜瘤的AUC为0.990,在验证集为0.591,出现过拟合;模型_(RF)在训练集及验证集中的AUC均高于模型_(SVM)、模型_(linearSVC)及模型_(DT)(Z=2.65~8.25,P均<0.05);模型_(RF)在训练集中的AUC高于模型_(LR)(Z=3.27,P<0.01),在验证集的AUC与模型_(LR)差异无统计学意义(Z=7.95,P=0.05)。模型_(RF)诊断效能最佳。结论术前T2WI及T1C RF影像组学模型可有效鉴别纤维型与非纤维型脑膜瘤。

胶质母细胞瘤IDH1突变型与野生型的MRI特征

目的分析胶质母细胞瘤 IDH1 突变状态的 MRI 征象。资料与方法纳入经病理证实的 70 例胶质母细胞瘤患者,其中 IDH1 野生型 57 例、突变型 13 例。分析患者的临床指标、MRI 定性及定量指标与 IDH1 突变状态的关系。结果 IDH1 野生型与突变型患者平均年龄差异有统计学意义[(50.53±15.81)岁比(40.45±10.01)岁,P=0.041];瘤脑界面模糊者 IDH1 野生型与突变型分别占 48.6%、15.7%,差异有统计学意义(P=0.046);轻、中、重度强化者 IDH1 野生型分别占 38.6%、35.7%、7.1%,突变型分别占 8.6%、7.1%、2.9%,差异有统计学意义(P=0.047)。IDH1 野生型囊变最大径大于突变型[(14.47±18.73)mm 比(4.36±14.48)mm],差异有统计学意义(P=0.035);IDH1 野生型最大 ADC 值大于突变型[(0.93±0.23)s/mm2比(0.75±0.21)s/mm2],差异有统计学意义(P=0.021)。Logistic 回归分析结果显示,IDH1 突变型胶质母细胞瘤的囊变最大径为 IDH1 突变状态的独立预测指标(OR=0.075,95% CI 0.006~0.874,P=0.039)。结论患者年龄、瘤脑界面、强化程度及囊变最大径、最大ADC 值与 IDH1 突变状态有关,囊变最大径可以作为独立预测指标。

预测脑出血血肿扩大研究进展

自发性脑出血是死亡率最高的脑卒中,约1/3自发性脑出血患者会发生血肿扩大,提示预后不良。如在脑出血早期即可发现血肿扩大高风险患者,及时干预,可预防血肿扩大。血肿扩大的预测指标包括临床、实验室及影像学指标,对临床有效识别血肿扩大并进一步制定治疗方案有重要价值。本文对血肿扩大预测指标的预测效能及其可能机制进行综述。

DWI和最小ADC值对成人颅内室管膜瘤分级诊断的价值

目的探讨扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)和最小表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)值鉴别诊断成人颅内室管膜瘤与间变性室管膜瘤的价值。材料与方法回顾性分析我院2015年1月至2019年3月经手术病理证实的成人颅内15例室管膜瘤与10例间变性室管膜瘤的术前临床资料、DWI特征、测量肿瘤实质部分的最小ADC值并比较两者之间的差异,运用受试者工作特征(receiver operatingcharacteristic,ROC)曲线分析最小ADC值的诊断效能。结果 15例室管膜瘤中,DWI上有9例肿瘤实质部分呈稍高信号,6例呈等低信号,最小ADC值为(0.992±0.191)×10^-3mm^2/s;10例间变性室管膜瘤中,DWI上有7例肿瘤实质部分呈稍高或高信号,3例呈略低信号,最小ADC值为(0.725±0.101)×10^-3mm^2/s,两种肿瘤实质部分的最小ADC值差异有统计学意义(t=4.563,P<0.001)。ROC曲线结果显示:曲线下面积(area undercurve,AUC)值为0.883,以最小ADC值=0.872×10^-3mm^2/s为临界值,鉴别诊断两种肿瘤的敏感度为80%,特异度为90%。结论 DWI和最小ADC值可作为成人颅内室管膜瘤与间变性室管膜瘤鉴别诊断的新方法。

对比分析胃间质瘤与炎性纤维性息肉CT征象

目的对比分析胃间质瘤(GST)与胃炎性纤维性息肉(IFP)CT征象。方法回顾性分析经手术病理证实的80例GST患者和14例IFP患者的临床、病理及CT资料,比较其CT征象、年龄及CT值差异。结果 GST与IFP间,肿瘤最大径和平扫、动脉期、静脉期CT值、肿瘤形态、生长方式、囊变、周围淋巴结转移、肿瘤血管、强化方式、强化程度差异均有统计学意义(P均<0.05)。GST形态不规则,瘤体相对较大,平扫密度较高,以腔外生长为主,易坏死囊变及周围淋巴结转移,内部血管丰富,明显不均匀强化。二者间肿瘤边界、钙化、出血、溃疡、延迟期CT值及患者年龄差异均无统计学意义(P均>0.05)。结论 CT征象可作为鉴别诊断GST与IFP的影像学参考依据。

术前MRI语义特征预测颅内Ⅱ~Ⅲ级孤立性纤维瘤/血管外皮细胞瘤术后肿瘤进展的价值

目的探讨术前MRI语义特征预测颅内Ⅱ~Ⅲ级孤立性纤维瘤/血管外皮细胞瘤(SFT/HPC)术后肿瘤进展的价值。资料与方法回顾性分析经手术病理证实的颅内Ⅱ~Ⅲ级SFT/HPC 37例患者术前MRI资料,并连续随访是否复发、转移或死亡,将其分为肿瘤进展组(复发或转移)与无进展组,随访时间8~120个月,平均(57±31)个月。通过提取37例患者术前MRI的语义特征和测量肿瘤大小、体积、最大表观扩散系数(ADC_(max))、最小ADC值(ADC_(min))、平均ADC值(ADC_(mean))、相对ADC值(rADC)构建Cox多因素回归模型。结果37例患者中,肿瘤进展组16例(43.24%),包括11例复发不合并颅外转移,1例仅颅外转移,4例颅内复发合并颅外转移;无进展组21例(56.76%)。与术后肿瘤无进展组比较,肿瘤进展组中术前MRI表现为宽基底附着硬脑膜、瘤-脑界面模糊、颅骨侵犯语义特征的比例高于非进展组(P均<0.05);单因素生存分析发现肿瘤分级、宽基底附着硬脑膜、瘤-脑界面模糊、颅骨侵犯、术后无放疗为SFT/HPC术后肿瘤进展的影响因素(P均<0.05)。多因素生存分析发现:肿瘤分级(HR=11.42,95%CI 1.832~71.150,P=0.009)、颅骨侵犯(HR=5.72,95%CI 1.421~22.984,P=0.014)、术后无放疗(HR=0.05,95%CI 0.008~0.315,P=0.001)是颅内Ⅱ~Ⅲ级SFT/HPC术后肿瘤进展的独立预测因子。结论术前MRI语义特征宽基底附着硬脑膜、颅骨侵犯、瘤-脑界面模糊为颅内Ⅱ~Ⅲ级SFT/HPC术后肿瘤进展的影响因素,有助于辅助临床术前制定最佳治疗方案。

肺乳头状腺瘤1例

患者女,36岁,因“无明显诱因咳嗽1月余,不伴咳痰,偶有胸闷、气短症状”入院。患者1周前于外院接受对症治疗后干咳有好转,外院胸部CT检查提示左肺上叶占位性病变。入院查体及实验室检查未见异常。胸部CT:平扫肺窗示左肺上叶舌段高密度结节影,大小约1.9 cm×1.5 cm×1.3 cm,边缘光整,无分叶及毛刺,近边缘可见条带状气体密度影(图1A),纵隔窗示结节密度均匀,CT值约15 HU(图1B);增强扫描静脉期结节呈轻度强化,CT值约31 HU(图1C)。CT诊断:左肺上叶结节,多考虑良性肿瘤。行胸腔镜下肺楔形切除术,术中见肿瘤位于左肺上叶舌段,大小约2.0 cm×1.5 cm×1.3 cm,质硬,与局部胸膜无粘连。术后病理:镜下见瘤组织呈小乳头状排列,被覆柱状上皮细胞(图2);免疫组织化学染色:CKp(+)、Vim(+)、TTF-1(+)、CEA(-)、Syn(-),Ki-67(阳性细胞数2%)。病理诊断:肺乳头状腺瘤。

第三脑室脊索样胶质瘤1例

患者男,46岁,因“嗜睡、乏力、记忆力下降1月余”入院。查体及实验室检查未见明显异常。MRI:第三脑室内4.1 cm×5.0 cm不规则肿块,呈稍长T1稍长T2信号,见浅分叶(图1A、1B),增强后中度以上不均匀强化,内部见斑点状或条状更高信号(图1C),液体衰减反转恢复(fluid attenuated inversion recovery,FLAIR)序列T2WI呈均质稍高信号,中脑及双侧基底节区明显受压。诊断:颅脑占位性病变,考虑脉络丛乳头状瘤?经纵裂胼胝体-透明隔间隙入路行鞍区肿瘤切除术,术中见肿瘤血供中等,边界尚清,质地不均。术后病理:光镜下见长梭形或上皮样肿瘤细胞呈簇状或条索样排列,细胞间质内见黏液样基质及大量淋巴细胞、浆细胞、嗜酸性粒细胞浸润,局部见罗森塔尔纤维(图1D);免疫组织化学:GFAP(++),Vim(+++),EMA(灶+),α-ATT(+),Galectin-3(+),P53(灶+),Ki-67(<5%+);病理诊断:第三脑室脊索样胶质瘤(chordate glioma,CG)(WHOⅡ级)。

能谱CT鉴别肾脏嗜酸性细胞腺瘤和嫌色细胞癌

目的观察能谱CT多参数鉴别诊断肾脏嗜酸细胞腺瘤(RO)与嫌色细胞型肾癌(CRCC)的价值。方法回顾性分析经手术病理证实的12例RO(RO组)和30例CRCC(CRCC组)患者,测量并计算皮/髓质期70 keV单能量CT值、碘浓度(IC)、标准化碘浓度(NIC)、水浓度(WC)、有效原子序数及40~70 keV能谱曲线斜率(λ值)。比较2组常规CT征象及能谱CT参数差异,以ROC曲线评估差异有统计学意义的参数鉴别RO与CRCC的效能。结果2组常规CT显示病灶中心瘢痕出现率差异有统计学意义(χ^2=3.038,P=0.046)。能谱CT参数中,RO组皮/髓质期70 KeV单能量CT值、IC、有效原子序数、λ值及皮质期NIC均高于CRCC组(P均<0.05),髓质期NIC及皮/髓质期WC与CRCC组差异均无统计学意义(P均>0.05)。以皮质期λ值5.68为阈值鉴别RO与CRCC的AUC最高为1.00(P<0.01),敏感度及特异度均为100%。结论能谱CT参数,包括皮/髓质期70 keV单能量CT值、IC、有效原子序数、λ值及皮质期NIC对鉴别RO与CRCC具有一定价值。

鼻腔孤立性纤维瘤/血管外皮细胞瘤1例

患者女,48岁,以“左侧鼻塞伴间歇性头痛,左眼突出1年”入院。查体:左眼球轻度突出,活动可,鼻中隔明显右偏,左鼻腔见粉红色新生物,质中,表面尚光滑。CT:左鼻腔见约5.60 cm×6.80 cm×4.90 cm不规则软组织肿块,CT值约60 HU,呈膨胀性生长,边界欠清,双侧上颌骨、眼眶内壁、筛骨及蝶骨骨质受压推移、吸收变薄,并见局部骨质破坏(图1A),增强后病灶不均匀强化;CTA可见供血动脉为左侧上颌窦动脉(图1B);诊断为左侧鼻腔及副鼻窦巨大占位,考虑肉瘤类病变。MRI:左鼻腔见不规则分叶状软组织信号,最大直径约7.40 cm,T1WI呈不均匀低信号,T2WI病灶前半部分为稍高信号、后半部分为低信号(图1C),DWI呈不均匀高信号,邻近眶壁及斜坡骨质明显破坏;诊断为左侧鼻腔及副鼻窦巨大肿块,邻近骨质明显破坏并侵犯颅内,考虑富含纤维的恶性肿瘤。行鼻内窥镜下鼻内病损切除术。术后病理诊断:(鼻腔)孤立性纤维瘤/血管外皮细胞瘤(solitary fibrous tumor/hemangiopericytoma,SFT/HPC)(图1D)。免疫组织化学:CD34(+),Bcl-2(+),Vimentin(+),SMA(灶+),Ki-67(约4%+)。

心包异位胸腺瘤3例

胸腺瘤起源于胸腺上皮细胞,约96%发生于前上纵隔。位于非前上纵隔的胸腺瘤称为异位胸腺瘤(ectopic thymoma,ET),仅占胸腺瘤的2%~4%,较罕见,多异位于颈部、肺部、胸膜、甲状腺、心包及中后纵隔[1],易误诊。胸腺瘤异位于心包者更罕见,现就我院3例心包ET报道如下。

磁共振功能成像预测胶质瘤分子表型的研究进展

胶质瘤是脑内最常见的原发性肿瘤,常常呈浸润性生长,具有高复发率、高致残率以及高死亡率的特征,分子标志物能够帮助临床诊断胶质瘤、制订个性化治疗方案并预测肿瘤预后。磁共振成像是中枢神经系统肿瘤术前诊断和预后评估的首选方法,磁共振功能成像有助于无创性从细胞水平、分子水平及基因突变状态反映肿瘤的微观生物学改变。笔者就磁共振功能成像在脑胶质瘤分子表型中的应用予以综述。

十二指肠滑膜肉瘤1例

患者女,28岁,因“间断上腹部胀痛2月余,加重伴皮肤巩膜黄染4天”就诊。外院CT平扫示肝尾叶近肝门处软组织肿块。入院查体:皮肤黏膜及巩膜轻度黄染,腹壁软,无抵抗,中上腹轻压痛,无反跳痛。实验室检查:直接胆红素11.60x0E?SymbolmA@0x0Fmol/L,λ-谷氨酰基转移酶184 U/L,碱性磷酸酶213 U/L。CT:十二指肠肠壁5.0 cm×7.7 cm×8.7 cm类圆形囊实性占位,密度不均,实性部分CT值43 HU(图1A);增强扫描动脉期可见胰十二指肠动脉分支为病灶供血,实性部分渐进性不均匀强化,CT值96 HU,低密度区无强化;肿块压迫胰头及胆总管,与肝门区结构分界不清,肝内外胆管扩张(图1B、1C);诊断:十二指肠球部肠壁占位,考虑间质瘤可能性大。

MRI征象及表观弥散系数预测高级别胶质瘤O6-甲基鸟嘌呤DNA甲基转移酶启动子甲基化

目的观察术前根据MRI征象及表观弥散系数(ADC)预测高级别胶质瘤(HGG)O6-甲基鸟嘌呤DNA甲基转移酶(MGMT)启动子甲基化状态的价值。方法回顾性分析85例经病理证实HGG患者术前头部MRI,71例各扫描序列图像完整、14例未接受弥散加权成像;其中58例MGMT启动子甲基化(+)、27例(-)。比较MGMT启动子不同甲基化状态下HGG的MRI定性指标(肿瘤部位、坏死/囊变、出血、瘤脑界面、强化程度)和定量指标[肿瘤最大径、水肿最大径、囊变最大径、最大ADC值(ADC Max)、平均ADC值(ADC Mean)、最小ADC值(ADC Min)及相对ADC值(rADC)]的差异;绘制差异有统计学意义的定量指标预测HGG MGMT启动子甲基化的受试者工作特征(ROC)曲线,分析其诊断效能。结果MGMT启动子甲基化(+)HGG瘤脑界面多模糊(39/58,P<0.05);左侧颞叶HGG更易出现MGMT启动子甲基化(15/24,P<0.05);不同MGMT启动子甲基化状态HGG其余MRI定性指标差异均无统计学意义(P均>0.05)。MGMT启动子甲基化HGG的ADC Min、ADC Mean及rADC[(0.98±0.25)s/mm^(2)、(1.06±0.24)s/mm^(2)、1.39±0.31]均高于启动子甲基化(-)者[(0.84±0.18)s/mm^(2)、(0.92±0.18)s/mm^(2)、1.19±0.30,P均<0.05]。ADC Min截断值取0.88 s/mm^(2)时,其预测MGMT启动子甲基化的敏感度和特异度分别为76.00%和71.40%;ADC Mean截断值取0.98 s/mm^(2)时,敏感度和特异度分别为72.00%和71.40%;rADC截断值取1.24时,敏感度和特异度分别为74.00%和71.40%。结论术前MRI征象及ADC对于评价HGG MGMT启动子甲基化有一定价值。

胸膜结缔组织增生性小圆细胞肿瘤1例

患者男,33岁,体检CT发现右侧胸腔占位性病变2周;查体及实验室检查未见明显异常。胸部CT:右胸4.7 cm×4.2 cm×4.0 cm类圆形软组织肿物,宽基底,与胸膜成钝角,增强后均匀强化(图1A);右第4前肋局部骨质不连续,肺血管受压移位(图1B);诊断为右侧胸膜恶性间皮瘤。SPECT骨显像示右第4前肋局限性放射性摄取增高。行胸腔镜下右胸肿物切除术,术中见壁层胸膜下宽基底肿瘤,与肋间肌肉及肋骨关系紧密。术后病理:光镜下见丰富结缔组织基质内存在大量小细胞巢团(图1C)。免疫组织化学:CD57(部分+),Bcl-2(+),STAT6(-),EMA(+),Vim(核旁点状+),Des(核旁点状+),Ki-67(约15%+)。病理诊断:(右侧)胸膜结缔组织增生性小圆细胞肿瘤(desmoplastic small round cell tumor,DSRCT)。

膀胱原发性黏膜相关淋巴组织淋巴瘤累及输尿管一例

病例资料患者,女,70岁。尿频尿急两年余,20天前发现右肾积水到本院就诊。查体:全身未见肿大淋巴结及其他阳性体征。实验室检查:尿常规提示红细胞205个/UL,白细胞2624个/UL;血常规提示淋巴细胞比率(0.18)降低,中性粒细胞比率(0.74)升高;肝肾功能检查未见异常。CT检查:平扫示膀胱底及颈部壁结节样增厚,右侧输尿管膀胱壁内段增厚,并见软组织肿块突向膀胱腔内,病灶密度均匀,CT值约57 HU,增强扫描病灶中度均匀强化。

肝原发性黏膜相关淋巴组织结外边缘区B细胞淋巴瘤合并慢性乙型病毒性肝炎1例

患者女,59岁,因"右上腹间歇性胀痛2周"入院;感染慢性乙型病毒性肝炎10余年。查体:右上腹轻压痛,无反跳痛及肌紧张。实验室检查:谷丙转氨酶153U/L,乙型肝炎病毒表面抗原(+),乙型肝炎病毒核心抗体(+),乙型肝炎病毒DNA定量检测3.24E3IU/ml,甲胎蛋白(-)。CT:肝S6段5.1cm×4.2cm×3.8cm团状低密度影,边界尚清,增强后见其内有门静脉分支穿行(图1A);考虑炎性病变。

能谱CT多参数成像在术前评估胃癌脉管及神经侵犯状态中的应用价值

目的探讨能谱CT多参数成像在术前评估胃癌脉管侵犯(LVI)及神经侵犯(PNI)状态中的价值。方法回顾性收集2020年9月至2021年9月在兰州大学第二医院经病理证实并行能谱CT扫描的62例胃癌患者资料,男46例,女16例,年龄36~71(57.5±9.1)岁。根据术后病理结果是否存在LVI/PNI分为阳性组(42例)和阴性组(20例)。测量能谱CT上动脉期、静脉期及延迟期40、70 keV单能量图像中病灶的CT值(CT40 keV值、CT70 keV值)、碘浓度(IC)、归一化碘浓度(NIC),并计算40~70 keV的能谱曲线斜率(K(40-70)),后期计算动脉期联合参数(AP~all)、静脉期联合参数(VP~all)及延迟期联合参数(DP~all)。比较阳性组和阴性组之间各能谱参数的差异,绘制受试者工作特征(ROC)曲线并计算曲线下面积(AUC)、灵敏度、特异度及最佳阈值以衡量每个参数的诊断效能。结果LVI/PNI阳性组在能谱CT上动脉期和静脉期的CT40 keV、CT70 keV、K(40-70)、IC、NIC及延迟期的CT70 keV、NIC均大于阴性组[其中代表性参数为:动脉期NIC:0.14±0.04比0.12±0.04;静脉期NIC:0.5(0.5,0.6)比0.4(0.4,0.5);延迟期NIC:0.6±0.1比0.5±0.1](均P<0.05)。ROC曲线分析显示,静脉期各参数诊断效能优于动脉期和延迟期,三期各自联合参数的诊断效能优于单独参数,其中最佳参数VP~all的AUC、灵敏度、特异度分别为0.931(95%CI:0.872~0.990)、80.95%、95.00%。结论能谱CT多参数成像在术前评估胃癌LVI及PNI状态中,静脉期参数诊断效能优于动脉期和延迟期参数,联合参数诊断效能优于单独参数。