医学影像人工智能:进展和未来

基于医学影像构建的人工智能(AI)系统已在疾病诊疗方面展现出了巨大的应用潜能。然而,距离临床应用仍面临着诸多挑战。就医学影像数据标准化、模型泛化性、生物学可解释性、医学数据孤岛与隐私保护等方面来探讨医学影像AI的进展与未来。在未来的工作中,有必要引入更多新技术、新理论,构建高效、泛化性强的医学影像AI标准化数据库,积极推进医学影像AI在疾病诊疗领域的临床应用。

肝纤维化MR弥散加权成像与病理的对照研究

目的探讨肝纤维化时MR弥散加权成像(MR-DWI)中表观弥散系数(ADC)值的变化规律及其病理基础。方法使用腹腔注射CCl4法建立兔肝纤维化模型并进行MR-DWI检查,弥散敏感梯度值b=600s/mm2,测量ADC值,比较不同肝纤维化分期时ADC值变化规律,并与光镜及电镜下病理改变进行对照分析。结果随肝纤维化分期进展,ADC值逐渐下降(P<0.05);病理学表现为肝内纤维基质数量增多、范围扩大,肝组织炎症反应逐渐加重。结论随肝纤维化分期进展ADC值下降,可能为肝内纤维沉积增多及细胞内外水分子弥散异常限制水分子运动所致。

腹盆部Castleman’s病的CT、MRI表现

目的探讨腹盆部Castleman’s病的CT、MRI特点。方法回顾性分析6例发生于腹盆部、经病理证实为Castleman’s病的影像学资料。6例均接受CT平扫及动态增强扫描,其中1例同时行MR平扫及动态增强扫描。结果弥漫型1例,CT表现为肝、脾肿大和多发肿大淋巴结。局限型5例,分别位于腹膜后(n=3)、肠系膜(n=1)、盆腔(n=1),CT平扫均表现为单发的类圆形或椭圆形软组织肿块,其中4例伴有"卫星"灶,2例病灶内可见点状、分支状钙化灶,3例病灶周围筋膜增厚;动态增强扫描动脉期显著强化,门静脉期及延迟期持续强化,强化方式与大血管相似,各病灶内部或周边可见增粗的血管影,其中4例动脉期病灶内可见星状或裂隙状低密度区,门静脉期及延迟扫描低密度区逐渐缩小。MRI检查1例,T1WI呈低信号,T2WI呈高信号,增强扫描强化特点与CT相似。结论腹盆部Castleman’s病少见,临床工作中容易误诊,但影像学上有一定的特征性表现有助于该病的诊断及鉴别诊断。

含钆对比剂与肾源性系统性纤维化关联度变化趋势的Meta分析及因果解析

目的：探讨含钆对比剂（gadolinium-based contrast agents, GBCAs）与肾源性系统性纤维化（nephrogenic systemic fibrosis, NSF）二者之间是否为因果相关以及关联强度随时间变化的趋势。材料与方法检索PubMed、Wiley Online Library、Cochrane Library数据库。采用R软件进行统计学分析，计算OR值及95%CI，并进行累积Meta分析，采用希尔标准（Hill’s criteria）证明是否为因果相关。结果本研究共纳入14篇文献，6398例患者，其中3篇由于NSF发生例数为0而未能纳入最后的定量分析。Meta分析结果显示，钆对比剂暴露可能会增加肾源性系统性纤维化发生的风险（OR=16.50，95%CI：7.46～36.53，P＜0.01），其中包括钆双胺（OR=20.04，95%CI：3.72～107.78，P＜0.01）。希尔标准相关证据基本达到，表明二者之间为因果关系。累积Meta分析结果显示自2007年之后OR值呈减小趋势。结论钆对比剂暴露与肾源性系统性纤维化之间较强相关，且该相关性为因果关系，其关联强度在2007年之后较明显减弱。

CT动态增强在肿块型周围型胆管细胞性肝癌诊断中的价值

目的评价CT动态增强在肿块型周围型胆管细胞性肝癌诊断中的价值。方法回顾性分析28例经病理证实的肿块型周围型胆管细胞性肝癌的CT资料。所有病例均进行CT动态增强扫描,包括动脉期、门脉期和延迟期。观察指标包括:病灶数目、部位、形态、边缘、大小、密度以及动态增强模式。结果肿瘤大小约1.5~13cm,平均(5.8±2.1)cm。15例有周围性胆管扩张,5例有包膜回缩征,2例有卫星灶,13例有淋巴结肿大。平扫时肿块呈低密度。动态增强时,动脉期有20例、门脉期有21例见肿块周边环状强化,延迟期有26例可见肿块中心不均匀强化。结论CT动态增强在肿块型周围型胆管细胞性肝癌中有重要的诊断价值。

基于CMR致心律失常性右室心肌病心肌纤维化程度与心功能的相关性研究

目的探讨致心律失常性右室发育不良/心肌病(ARVD/C)心室壁心肌纤维化程度与心室容积及心室功能变化的相关性,以期通过纤维化程度评估患者预后。方法搜集依据最新ARVD/C诊断指南确诊并行心脏磁共振(CMR)检查患者的影像学资料,定量测量心室容积和功能,包括心室舒张末容积(EDV)、心室收缩末容积(ESV)、每搏输出量(SV)、射血分数(EF)及心室舒张末容积指数(EDVI)。并分别计算左心室壁、右心室壁及总体心肌纤维化指数,评估其纤维化严重程度。分析心肌纤维化指数与心脏功能指标间的相关性。结果共35例患者确诊为ARVD/C且行CMR检查,CMR评估ARVD/C患者的LVEF为(48.39±11.10)%,LVEDVI为(111.14±28.66)m L/m^2;RVEF为(33.51±13.19)%,RVEDVI为(174.74±64.36)m L/m^2。CMR评估左心室壁心肌纤维化指数为(19.7±28.4)%,右心室壁心肌纤维化指数为(50.9±37.7)%,总体心肌纤维化指数为(26.8±28.9)%。左心室壁心肌纤维化指数与LVEF间呈负相关(r=-0.669,P<0.01),右心室壁心肌纤维化指数与RVEF间呈负相关且相关程度高(r=-0.874,P<0.01);总体心肌纤维化指数与LVEF、RVEF间亦均呈负相关,相关系数分别为-0.588(P<0.01)、-0.835(P<0.01)。右心室壁心肌纤维化指数、总体心肌纤维化指数与右心室舒张末容积指数(RVEDVI)间均呈显著正相关,相关系数分别为0.846(P<0.01)、0.847(P<0.01)。结论 CMR可以全面评价ARVD/C患者心肌组织特征变化及心脏功能改变;CMR显示的心室壁心肌纤维化程度与心功能存在相关性,可以间接反映心脏功能的变化情况。

体素不相干运动扩散加权成像在鉴别头颈部鳞癌淋巴结转移中的应用

目的评价基于体素不相干运动(IVIM)模型计算出的真实扩散系数(D)、灌注相关扩散系数(D*)、灌注分数(f)和表观扩散系数(ADC)在鉴别头颈部鳞癌(HNSCC)淋巴结转移中的价值。方法回顾性分析2013年9月至2014年12月间HNSCC及良性淋巴结增生(LNH)患者46例临床资料,其中26例确诊HNSCC患者(男18例,女8例,平均年龄48岁)为A组,20例确诊LNH患者(男12例,女8例,平均年龄41岁)为B组。所有患者均进行3.0 T MR扫描,并于MR检查结束后2周通过手术或穿刺取得病理结果。IVIM-DWI采用13个b值。使用Mann-Whitney检验比较两组间D,D*,f和ADC值,用ROC曲线评价ADC、D和D*值的诊断效能。结果 A组共检出33个淋巴结,B组共检出22个淋巴结(最小直径均>5 mm)。A组ADC值为(1.08±0.26)×10^(-3)mm^2/s,和B组(1.25±0.19)×10^(-3)mm^2/s相比,差异有统计学意义(P=0.035)。A组的D值为(0.57±0.12)×10^(-3)mm^2/s,B组为(0.74±0.21)×10^(-3)mm^2/s,A组较B组显著降低(P<0.01)。A组的f值为0.20±0.02,B组为0.32±0.05,差异有统计学意义(P<0.01);而A组D*值为(120.89±26.94)×10^(-3)mm^2/s,B组为(68.78±17.71)×10^(-3)mm^2/s,A组较B组显著增高(P<0.01)。D*值的ROC曲线下面积(AUC)为0.952,大于D值(0.78)和ADC值(0.67)。结论 IVIM DWI技术在HNSCC淋巴结转移的鉴别诊断中是可行的,恶性淋巴结中降低的D值反映了高核浆比,而升高的D*值在一定程度上可反映恶性淋巴结增多的新生血管与组织灌注。

探讨MRI联合PET/CT在舌鳞癌术前诊断及分期的应用价值

目的分析舌鳞癌MRI及PET/CT征象,进一步探讨MRI联合PET/CT在舌鳞癌术前诊断及分期的应用价值。方法回顾性分析18例临床病理资料完整的舌鳞癌患者的影像资料,所有患者术前均行MRI及PET/CT检查,两种检查时间间隔不超过2周。综合分析病灶部位、形态、大小、MRI信号特点、强化特征、最大标准摄取值(SUVmax)以及转移情况。根据AJCC分期标准,结合MRI及PET/CT征象,对舌鳞癌患者进行术前分期,并与术后病理结果分期进行对照。结果本组18例舌鳞癌患者中发生于舌体者14例,占77.8%,舌根3例,舌尖1例。淋巴结转移5例。MRI图像上可见正常舌肌结构受推压或被破坏,病灶在T1WI呈混杂稍低信号,在T2WI呈稍高或高信号;T2WI抑脂像呈混杂高信号,增强扫描15例呈明显均匀强化,3例肿瘤范围较大出现坏死无强化区。CT平扫呈等或稍低密度,增强扫描呈明显不均匀性强化。PET/CT肿瘤原发灶SUVmax值达2.5以上17例,5以上13例,10以上7例。MRI联合PET/CT对舌鳞癌患者术前分期与术后病理分期比较差异无统计学意义(P=0.214)。结论 MRI、PET/CT能清楚显示舌鳞癌病灶发生部位、形态、大小、累及范围及转移情况,MRI联合PET/CT在评估肿瘤原发灶大小、周围结构浸润、骨质受累情况以及淋巴结转移等方面优势互补,对舌鳞癌患者术前明确诊断及准确分期有重要价值。

碳酸氢钠预防对比剂肾病疗效的Meta分析

目的探讨碳酸氢钠预防对比剂肾病（CIN）的疗效,进一步评估碳酸氢钠是否能够降低肾替代治疗和死亡的风险。方法检索Pub Med、Medline、Cochrane library数据库,同时辅以手工检索等,搜集碳酸氢钠预防CIN的相关文献。按照纳入、排除标准筛选文献,参考修订后的Jadad量表进行质量评价,提取有效数据,采用Rev Man 5.3软件进行统计学分析。结果共有24个随机对照试验（RCT）,5295例患者纳入研究。Meta分析结果显示,碳酸氢钠组CIN的发生率显著低于氯化钠组[优势比（OR）=0.59,95%可信区间（CI）：0.43~0.82,P=0.001]。然而两组在肾替代治疗发生率以及死亡率方面的差异无统计学意义（P〉0.05）。亚组分析结果显示,相较于等渗对比剂（OR=0.65,95%CI：0.37~1.15,P=0.14）,使用低渗对比剂（OR=0.50,95%CI：0.32~0.79,P=0.003）时碳酸氢钠保护肾脏、预防CIN发生的疗效更明显。和择期检查（OR=0.67,95%CI：0.48~0.94,P=0.02）相比,急诊检查（OR=0.13,95%CI：0.05~0.35,P〈0.0001）使用碳酸氢钠,其预防作用更明显。肾功能正常（OR=0.36,95%CI：0.17~0.76,P=0.007）和肾功能不全的患者（OR=0.67,95%CI：0.47~0.96,P=0.03）相比,前者碳酸氢钠预防效果更为明显。联合使用N-乙酰半胱氨酸（OR=0.23,95%CI：0.12~0.46,P〈0.0001）比单独使用碳酸氢钠（OR=0.69,95%CI：0.51~0.94,P=0.02）更有优势。全程持续输注结合造影前短时间内团注碳酸氢钠溶液（OR=0.15,95%CI：0.04~0.54,P=0.004）比单纯全程持续输注（OR=0.64,95%CI：0.47~0.88,P=0.005）更有效。结论碳酸氢钠可有效预防CIN的发生,其疗效一定程度上受对比剂类型、输注方式、患者肾功能状况等因素的影响。预防应用碳酸氢钠不能降低肾替代治疗和死亡的风险,不能改善CIN患者的临床预后。

基于多中心T1WI影像组学列线图治疗前预测骨肉瘤一年内复发的价值

目的探讨基于多中心T1WI影像组学列线图治疗前预测骨肉瘤1年内复发的价值。方法回顾性分析2009年1月至2017年10月来自6个中心的107例接受新辅助化疗和手术切除后经组织学证实的骨肉瘤患者临床及影像资料,根据入组顺序,将来自先入组的4个中心(n=75)的患者作为训练组,另外2个中心(n=32)的患者作为验证组。基于治疗前T1WI提取的影像组学特征,于训练组中使用最小绝对收缩与选择算子算法(LASSO)进行降维后建立预测骨肉瘤手术后1年内复发的影像组学标签。使用单因素logistic回归筛选独立临床危险因素,使用多变量logistic回归纳入影像组学标签构建列线图预测骨肉瘤复发;使用受试者操作特征(ROC)曲线评估列线图和影像组学标签在训练组中的准确性,并通过验证组进行验证。采用校正曲线评估列线图预测和实际观察复发风险的一致性,采用决策曲线评估列线图的临床实用性。结果基于多中心的T1WI,提取了2个与骨肉瘤术后1年内复发相关的影像组学特征构成影像组学标签,包括1个灰度共生矩阵特征(L_G_1.0_GLCM_homogeneity1,权重值3.122)和1个灰度游程矩阵特征(GLRLM_RP,权重值-2.474)。融合影像组学标签和常规影像学特征(关节侵犯和血管周围浸润)构建列线图,在训练组和验证组中预测骨肉瘤术后1年内复发的ROC曲线下面积分别为0.884和0.821,校正曲线显示列线图在预测和实际观察之间具有良好的一致性。决策曲线分析表明,当风险阈值大于21%时,影像组学列线图具有较大的临床应用价值。结论基于T1WI影像组学列线图可作为非侵入性量化工具,于治疗前预测骨肉瘤在1年内的复发情况,为骨肉瘤的临床决策提供支持。

结缔组织病肺间质病变影像与病理类型的相关性研究

目的分析不同结缔组织病相关肺间质病变（CTD-ILD）的影像特征与组织病理学分型的相关性，探讨从影像类型推断病理分型的可行性。方法从2008年11月至2014年6月广东省人民医院收治的2320例诊断为结缔组织病的患者中筛选CTD-ILD患者325例，回顾性分析325例患者的临床资料及高分辨计算机体层成像；其中43例经皮肺穿刺活检获得肺间质病变病理分型资料，对照其HRCT影像特征及类型，着重分析影像分型与肺组织病理类型的相关性。结果CTD-ILD平均发病率高达14％，在SSc／RA-ILD中HRCT影像征象是以蜂窝和网格影为主，归为NSIP和UIP影像类型组；在DM-ILD中以网格影较多见，在PM／SLE-ILD中以实变影多见，而pSS-ILD患者无倾向的影像特点根据HRCT上影像表现聚集不同将325例CTD-ILD患者在分为3型，其中UIP型76例，NSIP型121例，未定型128例。UIP、NSIP型多见于SSc患者，而SLE／PM_ILD很少出现UIP、NSIP影像类型；43例行肺活检患者CTD-ILD病理诊断UIP20例，NSIP20例，未分型3例，统计ILD病理分型和影像类型的匹配关系发现，2种分型方法的相关吻合度良好，差异有统计学意义（P〈0．05）。结论CTD-ILD影像类型与病理分型之间具有良好的吻合度，临床可以通过HRCT特点间接推断ILD的病理分型。