基于多任务网络的多模态肝脏MRI配准方法研究

目的:针对多模态肝脏MRI配准问题,设计图像合成配准多任务网络(SynReg),解决弥散加权成像(DWI)和动态对比增强(DCE)影像之间常见的错位问题,证明SynReg能有效提升图像合成质量,进而提升肝细胞癌(HCC)的配准精度。方法:纳入264例肝硬化患者(部分患有HCC),对其扫描高b值DWI和DCE影像,并对肝脏标签和肿瘤标签进行标注。将数据集按7∶1∶2的比例划分SynReg网络的训练、验证和测试集。使用峰值信噪比(PSNR)和结构相似性指标(SSIM)评价图像合成效果,Dice指标和目标配准误差(TRE)评价配准精确度。结果:在图像合成任务中,SynReg将PSNR指标从18.452 dB提升至20.574 dB,SSIM指标从0.707提升至0.769,并显著优于对比方法对抗生成网络;在配准任务中,SynReg在肝脏区域将Dice指标从0.776提升至0.824,肿瘤区域TRE指标从4.237 mm降至3.470 mm,并且显著优于传统配准方法SyN和主流深度学习配准方法CycleMorph与TransMorph。上述结果均具有统计学意义(P<0.001)。结论:多任务网络框架中的合成任务与配准任务可以相互辅助,同时获得更好的合成效果与配准效果,且SynReg网络在肝脏轮廓和肿瘤区域均实现了优秀的配准精度,这对于临床上HCC的识别与诊断有着较大的应用价值。

P波指数对缺血性卒中后心房颤动的预测价值研究

目的探讨P波指数对缺血性卒中后心房颤动的预测价值。方法本研究基于中国国家卒中登记Ⅲ研究于2015年8月-2018年3月收录的缺血性卒中患者的数据库,选择其中既往和入院时心电图均无心房颤动的患者,依据住院期间的心电图及24 h心电监测结果将患者分为窦性心律组和缺血性卒中后心房颤动组。比较两组的一般临床资料、既往病史、病灶影像学特点、超声心动图特征(左心房直径和左心室射血分数)、P波指数[PR间期、P波时限、V1导联P波终末电势(P wave terminal force in lead V1,PTFV1)]的差异,采用多因素logistic回归模型及ROC评估不同类型的P波指数对缺血性卒中后心房颤动的预测价值。结果研究共纳入12248例缺血性卒中患者,平均年龄61.7±11.1岁,缺血性卒中后新发心房颤动54例(0.4%)。多因素分析显示PTFV1增加1000μV·ms(OR 1.19,95%CI 1.06~1.35,P=0.004)或PTFV1>4000μV·ms(OR 2.20,95%CI 1.16~4.15,P=0.016)与缺血性卒中后心房颤动的发生独立相关。PTFV1增加1000μV·ms预测缺血性卒中后心房颤动的AUC为0.604(95%CI 0.528~0.679)。结论PTFV1是缺血性卒中后心房颤动的有效预测指标,应在临床工作中加以关注。

抗精神病药联合重复经颅磁刺激对精神分裂症患者大脑表面积的影响

目的:探讨精神分裂症患者接受抗精神病药物及重复经颅磁刺激联合治疗后大脑皮层表面积的纵向改变。方法:纳入39例首发精神分裂症住院患者,患者住院与随访期间的治疗策略和临床评估由临床医生根据标准临床实践确定。所有患者均接受第二代抗精神病药物治疗,其中36名患者住院期间还接受了规范的重复经颅磁刺激联合治疗。在基线和治疗4个月后,患者接受了两次高分辨率T1磁共振扫描。在扫描时,使用阳性与阴性症状量表对患者的症状严重程度进行评估。采用基于表面的形态学分析法分析患者治疗前后皮层表面积的变化,进一步探索脑区表面积变化率同临床量表积分变化率之间的相关性。结果:治疗后患者症状明显改善。与治疗前相比,患者治疗后左侧距状旁回表面积显著增大(t=3.60,P=0.006)。左侧距状旁回表面积变化率与阳性与阴性症状量表中的一般精神病理积分变化呈正相关(r=0.37,P=0.028)。治疗后左侧距状旁回表面积增加越多,患者的一般精神病理积分改善越多。结论:抗精神病药联合重复经颅磁刺激治疗引起精神分裂症患者的左侧距状旁回表面积增大,表面积变化与症状变化存在相关性。

减重对肥胖女性灰质和功能连接影响的初步研究

目的:通过基于体素的形态学(VBM)和静息态能磁共振成像(rs-fMRI)研究为期5周的减重干预对女性肥胖患者的大脑结构与功能连接的影响。方法:通过饮食控制对16名受试者进行为期5周的干预,分别于干预前后对其进行脑区3.0T磁共振扫描。使用SPM12对数据进行预处理与分析,采用配对样本t检验进行统计分析。结果:减重后患者的体重指数等生理指标显著改善(P<0.05),左侧脑岛的灰质体积下降,右侧小脑髓质、钩回的灰质体积有所增加,且中央内侧和旁扣带回、左侧背外侧额上回、右侧中央前回和中央后回与左侧脑岛的功能连接升高。结论:饮食控制减重法可以一定程度上减轻患者的灰质萎缩伤害,抑制患者胃肠道感觉或恢复味嗅觉异常加工以达到显著的减重疗效。

阿尔茨海默病早期诊断技术前沿概述

阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)是老年人重大致残致死性疾病之一,早期诊断对于延缓阿尔茨海默病发展及其导致的功能损失具有极为重要的意义,是老年人群主动健康成功落地的关键。早诊对于延缓或者推迟AD病程非常关键,将直接服务于“健康老龄化”的战略需求。本文针对当前在AD预警或早期诊断方面相关前言技术进行回顾,通过综述体液标记物、血液标记物、认知标记物和数字标记物检测等早期诊断技术发展历程和前沿文献资料,为准确识别高风险人群、精准实施干预措施提供研究思路,为老年高致残疾病的早期诊断相关研究提供重要参考。

多尺度低秩加稀疏模型在加速超高场脑部4D Flow成像中的应用

目的探讨多尺度低秩加稀疏模型在加速超高场脑部4D Flow成像中的应用。方法前瞻性收集2022年10月至2023年1月在复旦大学附属华山医院招募的健康志愿者10名,男5名、女5名,年龄23~35(29±4)岁。基于多尺度低秩(MLR)模型提出针对4D Flow数据特点的多尺度低秩加稀疏(MLRS)模型加速采集和重建算法。首先采用7.0 T MR对健康志愿者进行全采样脑部4D Flow扫描,并对采集的数据进行不同加速倍数(R分别为4、8、12、16)的高斯分布欠采样。计算不同加速倍数下压缩感知(CS)模型、低秩加稀疏(L+S)模型、MLR模型和MLRS模型重建结果与全采样参考图像在血管掩模内的均方误差(RMSE)和峰值信噪比(PSNR),模型间的比较采用配对样本t检验或Wilcoxon带符号秩检验。采用Pearson检验评估不同加速倍数下4种模型的血流动力学参数与全采样参考值的相关性,相关系数的比较采用Wilcoxon带符号秩检验。结果相同加速倍数下RMSE从小到大依次为MLRS、MLR、L+S、CS模型,且MLRS模型的RMSE显著低于MLR、L+S、CS模型(P<0.05);PSNR由大到小依次为MLRS、MLR、L+S、CS模型,且MLRS模型的图像PSNR显著高于MLR、L+S、CS模型(P<0.05)。不同加速倍数下MLRS模型测得的脑血管流速与全采样参考值相关系数显著高于MLR、L+S、CS模型与全采样参考值相关系数(P<0.05)。结论该文提出的MLRS模型在保证图像质量的前提下能够加速超高场脑部4D Flow MR成像;并且相同加速倍数下与传统加速模型相比,MLRS模型具有更高的重建准确度。

基于多尺度多模态数据的脑疾病研究进展——遗传影像大数据研究

脑疾病是当前世界各国面临的共同挑战,给个人、家庭及社会都带来沉重的负担。随着各种高通量技术和无线远程获取技术的迅速发展,为脑科学与脑疾病的研究提供了前所未有的契机。借助多尺度多模态的脑科学大数据,我们能够从不同尺度、不同角度对人脑功能及脑疾病展开研究。本文将以遗传影像大数据为例,首先介绍国内外遗传影像大数据的数据库建设进展与挑战。进一步我们将讨论当前遗传影像数据挖掘分析的主要数学理论和方法,以及遗传影像大数据与智能算法在揭示脑疾病病理机制和辅助临床诊断治疗中的应用。最后,我们就多尺度多模态大数据与脑疾病未来发展方向——疾病分型、计算神经科学、计算精神病学进行总结与展望。

CT组学在预测乳腺癌同时性肺结节治疗转归中的研究

目的探讨CT组学预测乳腺癌患者同时性肺结节在乳腺癌治疗后转归的可行性。方法回顾性收集2013年1月1日至2016年11月31日复旦大学附属肿瘤医院经病理证实为乳腺癌且胸部CT发现肺结节(>5 mm,数量≤5个)的女性患者。共入组80例患者,中位年龄52(45,61)岁,肺结节中位大小6.0(5.5,7.2)mm。根据CT随访结果将肺结节转归分成稳定组(随访时间超过2年)及变化组(进展组和改善组),其中稳定组54例,变化组26例(改善组13例,进展组13例)。采用Python软件基于CT图像提取105个组学特征,根据逐步回归方法进行特征降维,最后利用五折交叉验证及常用的分类器模型,预测肺结节在乳腺癌标准治疗后的转归,采用受试者操作特征曲线下面积(AUC)评估模型的诊断效能。结果区分稳定组及变化组肺结节时,组学特征筛选降维后择出3种组学特征,利用23种分类器建立模型,线性判别分析模型诊断效能最佳,此模型预测肺结节转归的特异度、灵敏度、准确率及AUC分别为0.980、0.460、0.813及0.770。在进一步区分进展组与改善组肺结节时,择取一种组学特征建立模型,其中粗高斯支持向量机模型诊断效能最佳,其预测变化组肺结节转归的特异度、灵敏度、准确率及AUC分别为0.540、0.920、0.713及0.880。结论CT组学在预测乳腺癌同时性肺结节的治疗转归中具有一定意义,可为临床制定个体化治疗和随诊方案提供影像学依据。

脑深部电刺激术治疗儿童肌张力障碍的现状及展望

肌张力障碍是一种神经系统运动障碍综合征,主要特征为主动肌与拮抗肌收缩不协调或过度收缩导致异常动作或姿势。儿童期起病的原发性肌张力障碍,也称特发性肌张力障碍,具有遗传性、药物难治性、症状进行性加重的特点。脑深部电刺激术已在帕金森病、震颤等神经系统运动障碍疾病治疗中广泛应用,近年来已成功应用于成人起病的肌张力障碍的治疗中。国际上已开展脑深部电刺激术应用于儿童肌张力障碍治疗的探索研究,国内相关临床治疗也开始起步。基于对脑深部电刺激术治疗儿童肌张力障碍应用案例的系统梳理,现从手术时机、靶点定位、参数设置与电池寿命、治疗效果及相关并发症等5个方面介绍脑深部电刺激术治疗儿童肌张力障碍的研究进展及未来要解决的问题。