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多参数MRI及人工智能技术在直肠癌精准诊断分期生物学行为和疗效评估中应用进展

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安徽医学 2024年第6期45卷 671-673页

作者：贾好东董江宁上海中医药大学附属曙光医院影像医学科上海浦东201203 中国科学技术大学附属第一医院西区影像科安徽合肥230031

直肠癌是最常见的消化道肿瘤之一,发病率和死亡率在全球癌症中排第八位。多参数磁共振成像(MP-MRI)由于具有良好的软组织分辨率,在直肠癌的术前分期及疗效评估发挥着越来越重要的作用,但常规形态学评估直肠癌难以满足临床要求。功能磁... 详细信息

直肠癌是最常见的消化道肿瘤之一,发病率和死亡率在全球癌症中排第八位。多参数磁共振成像(MP-MRI)由于具有良好的软组织分辨率,在直肠癌的术前分期及疗效评估发挥着越来越重要的作用,但常规形态学评估直肠癌难以满足临床要求。功能磁共振成像中的扩散加权成像(DWI)、体素内不相干运动扩散加权成像(IVIM-DWI)、扩散张量成像技术(DTI)、动态对比增强磁共振成像(DCE-MRI)以及合成磁共振成像(Sy MRI)等功能成像和分子影像技术可以无创性地揭示肿瘤组织内的细胞密集度和微血管生成、微循环灌注等信息,能间接地反映直肠癌治疗前后肿瘤组织病理学变化。近年来,人工智能技术的发展为基于MRI的直肠癌评估创造了新的工具,人工智能技术通过计算分析高通量影像数据,挖掘得出以往难以获得的肿瘤异质性信息,进而构建预测模型,对患者的生存预后、治疗效果等进行预测,但仍面临一系列挑战。本文将MP-MRI及人工智能技术在直肠癌精准诊断、分期、生物学行为和疗效评估中的应用进展进行综述。

关键词：直肠癌多参数磁共振人工智能

基于CT临床放射组学列线图与深度学习鉴别非典型肺错构瘤和肺腺癌

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安徽医科大学学报 2024年第2期59卷 344-350页

作者：王传彬李翠平曹锋郜言坤钱宝鑫董江宁吴兴旺安徽医科大学第一附属医院放射科合肥230022 中国科学技术大学附属第一医院(安徽省立医院)影像科合肥230031 北京汇医慧影医疗科技有限公司北京100192

目的探讨临床放射组学列线图(CRN)和深度学习卷积神经网络(DCNN)对非典型肺错构瘤(APH)和非典型肺腺癌(ALA)的鉴别诊断价值。方法从两家医疗机构回顾性收集307例患者。机构1的患者按照7∶3的比例随机分为训练集(n=184:APH=97,ALA=87)... 详细信息

目的探讨临床放射组学列线图(CRN)和深度学习卷积神经网络(DCNN)对非典型肺错构瘤(APH)和非典型肺腺癌(ALA)的鉴别诊断价值。方法从两家医疗机构回顾性收集307例患者。机构1的患者按照7∶3的比例随机分为训练集(n=184:APH=97,ALA=87)和内部验证集(n=79:APH=41,ALA=38),机构2的患者作为外部验证集(n=44:APH=23,ALA=21)。分别建立CRN模型和DCNN模型,并采用德隆检验和受试者工作特性曲线(ROC)对两种模型的性能进行比较。通过人-机竞赛评估人工智能(AI)在肺结节Lung-RADS分类中的价值。结果 DCNN模型在训练集和内、外部验证集中的曲线下面积(AUC)均高于CRN模型(0.983 vs 0.968、0.973 vs 0.953、0.942 vs 0.932),但差异无统计学意义(P=0.23、0.31、0.34)。在放射科医师-AI竞争实验中,AI倾向于下调APH组中更多的Lung-RADS类别,并肯定ALA中更多的Lung-RADS类别。结论 DCNN及CRN在区分APH和ALA方面具有较高价值,前者表现更优;AI在评价肺结节的Lung-RADS分类方面优于放射科医师。

关键词：错构瘤肺腺癌列线图深度学习人工智能计算机断层扫描

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多参数MRI联合临床危险因素术前预测直肠癌淋巴血管间隙侵犯的应用价值

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安徽医学 2024年第6期45卷 694-700页

作者：章锦伟朱浩雨刘啸峰黄述斌董江宁池州市人民医院医学影像科安徽池州247000 池州市人民医院病理科安徽池州247000 中国科学技术大学附属第一医院西区影像科安徽合肥230031

目的探讨多参数MRI联合临床危险因素术前预测直肠癌淋巴血管间隙侵犯(LSVI)的价值。方法回顾性分析池州市人民医院2022年4月至2023年11月经术后病理证实的38例直肠癌患者的临床及影像学资料,所有患者均行常规MRI、合成MRI及IVIM-DWI序... 详细信息

目的探讨多参数MRI联合临床危险因素术前预测直肠癌淋巴血管间隙侵犯(LSVI)的价值。方法回顾性分析池州市人民医院2022年4月至2023年11月经术后病理证实的38例直肠癌患者的临床及影像学资料,所有患者均行常规MRI、合成MRI及IVIM-DWI序列扫描。依据术后病理结果分为LVSI阳性组(n=14)和LVSI阴性组(n=24)。采用单因素和多因素logistic回归分析LVSI阳性组和LVSI阴性组的临床资料,分析LVSI的临床危险因素;比较两组患者合成MRI(T1值、T2值、PD值)及IVIM-DWI参数(D值、D*值、f值),采用受试者工作特征(ROC)曲线评价各定量参数预测模型及联合临床危险因素预测模型的诊断效能。结果合成MRI的T2值及IVIM-DWI的D值、f值在直肠癌LVSI阳性组和阴性组中比较差异具有统计学意义(P<0.05)。术前CEA(OR=10.818,95%CI:1.391~84.124)及临床N分期(OR=11.852,95%CI:1.534~91.552)是直肠癌LVSI的独立危险因素(P<0.05)。单独的T2值、D值、f值及三者联合的曲线下面积(AUC)分别为0.801、0.747、0.766、0.807,联合临床危险因素的预测模型效能最高(AUC=0.845),灵敏度为78.58%,特异度为100%。结论多参数MRI术前可有效预测直肠癌LVSI的状态,结合临床危险因素的联合预测模型可进一步提升预测效能,有助于临床医师制定个性化直肠癌治疗方案。

关键词：直肠癌淋巴血管间隙侵犯合成磁共振成像体素内不相干运动扩散加权成像

基于多参数MRI影像组学构建机器学习模型与直肠癌Ki-67表达相关性

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安徽医学 2024年第6期45卷 687-693页

作者：孙铭洁薄娟魏龙宇付宝月李雪萌董江宁高飞皖南医学院研究生院安徽芜湖241002 蚌埠医科大学研究生院安徽蚌埠233030 安徽医科大学研究生院安徽合肥230001 中国科学技术大学附属第一医院(安徽省立医院)西区影像科安徽合肥230031

目的探讨mp-MRI的影像组学模型术前无创性预测直肠癌患者Ki-67表达水平的价值。方法回顾性分析2016年1月至2023年7月在安徽省肿瘤医院就诊的97例直肠腺癌患者临床资料,术前行常规MRI检查及IVIM-DWI扫描,根据术后病理Ki-67表达状态,分为... 详细信息

目的探讨mp-MRI的影像组学模型术前无创性预测直肠癌患者Ki-67表达水平的价值。方法回顾性分析2016年1月至2023年7月在安徽省肿瘤医院就诊的97例直肠腺癌患者临床资料,术前行常规MRI检查及IVIM-DWI扫描,根据术后病理Ki-67表达状态,分为低表达组(n=64)、高表达组(n=33)。在三个不同序列(高分辨Ax-T2WI、动态增强平衡期Sag LAVA-FLEX和IVIM-DWI)上分别提取三维影像组学纹理分析特征参数。按7∶3比例分为训练组(n=67)和测试组(n=30),训练组用于特征筛选和建立影像组学模型,测试组用于验证所建立模型的可靠性。比较训练组和测试组患者基线资料的差异,使用Pearson相关性、SelectPercentile和LASSO完成最佳预测特征选择,分别基于影像组学特征采用SGD、SVM和LR机器学习算法构建模型,并进行10折交叉验证。应用受试者操作特征(ROC)曲线评估模型预测直肠腺癌Ki-67表达水平的效能,采用DeLong检验对曲线下面积(AUC)进行比较。结果从每例患者的高分辨Ax-T2WI、动态增强平衡期Sag LAVA-FLE和IVIM-DWI(b=800 s/mm^(2))三个序列上共提取出5622个影像组学特征;筛选出6个影像组学特征作为最佳预测特征构建模型。SGD、SVM和LR的最高AUC分别为0.867、0.853和0.884;其中SGD算法准确率为76%,在3个模型中预测性能最佳。结论基于多参数MRI的影像组学模型在术前预测直肠腺癌Ki-67表达水平有一定的价值,SGD在预测直肠腺癌Ki-67表达水平中效能最佳。

关键词： Ki-67 直肠癌多参数磁共振影像组学机器学习

多模态磁共振成像对局部进展期直肠癌新辅助放化疗反应的评估

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安徽医学 2024年第6期45卷 680-686页

作者：周燕飞李雪萌凡健王璜孙秋艳高飞董江宁中国科学院合肥肿瘤医院医学影像中心安徽合肥230031 蚌埠医学院研究生院安徽蚌埠233030 中国科学院合肥肿瘤医院医学病理中心安徽合肥230031 中国科学技术大学附属第一医院西区影像科安徽合肥230031

目的探讨基于多模态MRI的术前磁共振肿瘤退缩分级(mrTRG)联合基线MRI形态学参数评估局部进展期直肠癌新辅助放化疗(NCRT)反应的诊断能效。方法收集2019年5月至2023年9月在中国科学院合肥肿瘤医院、中国科学技术大学附属第一医院西区(安... 详细信息

目的探讨基于多模态MRI的术前磁共振肿瘤退缩分级(mrTRG)联合基线MRI形态学参数评估局部进展期直肠癌新辅助放化疗(NCRT)反应的诊断能效。方法收集2019年5月至2023年9月在中国科学院合肥肿瘤医院、中国科学技术大学附属第一医院西区(安徽省肿瘤医院)接受NCRT后进行手术治疗的48例局部进展期直肠癌(T3~T4期)患者临床资料,根据术后肿瘤病理退缩分级(pTRG)分为反应好组(n=19)和反应差组(n=29)。所有患者在NCRT前后均进行多模态高分辨直肠磁共振检查(MRI),以pTRG为金标准,采用Kappa检验分析mrTRG的诊断效能,比较两组患者基线MRI形态学参数,采用受试者工作特征(ROC)曲线确定mrTRG联合MRI形态学参数评估NCRT反应的诊断效能。结果采用改良的二分法肿瘤退缩分级方案,mrTRG与pTRG诊断一致性提高,Kappa值为0.698(95%CI:0.492~0.904,P0.05)。结论术前mrTRG联合基线形态学参数对评估直肠癌NCRT反应具有较高的诊断效能,可为临床制定个体化治疗方案提供影像学依据。

关键词：多模态磁共振成像直肠癌新辅助放化疗磁共振肿瘤退缩分级

IVIM-DWI联合基于T2WI纹理分析术前鉴别直肠癌T2与T3分期的应用价值

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安徽医学 2024年第6期45卷 674-679页

作者：张琦王裴培龙腾飞刘鹤飞柳璐闻妹付宝月董江宁钱立庭中国科学技术大学附属第一医院离子医学中心(合肥离子医学中心) 肿瘤放疗科安徽合肥230088 中国科学技术大学附属第一医院西区影像科安徽合肥230031 中国科学技术大学附属第一医院肿瘤放疗科安徽合肥230031

目的探讨体素内不相干运动扩散加权成像(IVIM-DWI)和基于T_(2)WI纹理分析术前鉴别直肠癌T_(2)与T_(3)分期的价值。方法回顾性分析2016年6月至2023年5月于中国科学技术大学附属第一医院西区(安徽省肿瘤医院)就诊且经手术病理证实的105例... 详细信息

目的探讨体素内不相干运动扩散加权成像(IVIM-DWI)和基于T_(2)WI纹理分析术前鉴别直肠癌T_(2)与T_(3)分期的价值。方法回顾性分析2016年6月至2023年5月于中国科学技术大学附属第一医院西区(安徽省肿瘤医院)就诊且经手术病理证实的105例直肠癌患者临床资料。根据术后病理T分期将患者分为T_(2)期组(n=57)和T_(3)期组(n=48)。所有患者均于术前行常规MRI及IVIM-DWI检查。测量患者癌灶的IVIM-DWI参数表观扩散系数(ADC)、D、D*和f,并提取T_(2)WI序列的三维纹理特征。比较两组患者IVIM-DWI参数和纹理参数的差异,建立纹理特征模型、IVIM-DWI和纹理特征参数的联合模型。用受试者工作特征(ROC)曲线评估各参数和模型术前对直肠癌T_(2)和T_(3)分期的鉴别效能。结果IVIM-DWI参数中,T_(2)期组D值大于T_(3)期组D值,T_(2)期组f值小于T_(3)期组f值,差异均有统计学意义(P0.05)。从T_(2)WI提取的1874个纹理参数中,筛选出4个具有统计学意义的纹理参数:firstorder_90Percentile、glrlm_LRLGLE、glszm_SZN和glszm_SAHGLE。D值、f值及4个纹理特征参数的曲线下面积(AUC)分别为0.705,0.664,0.840,0.740,0.801,0.656。纹理特征模型的AUC为0.952,联合模型的AUC为0.956。联合模型的AUC大于D值、f值及4个纹理特征参数的AUC,其灵敏度为93.9%,特异度为87.5%。结论IVIM-DWI联合基于T_(2)WI纹理分析对术前直肠癌的T_(2)期和T_(3)期具有良好的鉴别效能,一定程度上弥补常规MRI技术之不足。

关键词：直肠癌体素内不相干运动扩散加权成像纹理分析 T分期

IVIM-DWI及纹理分析评估子宫内膜癌生物学行为的研究进展

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磁共振成像 2023年第5期14卷 191-195页

作者：蒋雪艳董江宁蚌埠医学院研究生院蚌埠233030 中国科学技术大学附属第一医院西区(安徽省肿瘤医院)影像科合肥230031

近年来,我国子宫内膜癌的发病率和死亡率呈上升趋势并居于女性生殖系统恶性肿瘤的第二位,严重威胁女性的生命健康。子宫内膜癌的生物学行为如病理类型、分期、分级和细胞增殖情况是影响患者诊疗及预后的重要因素。然而这些生物学行为的... 详细信息

近年来,我国子宫内膜癌的发病率和死亡率呈上升趋势并居于女性生殖系统恶性肿瘤的第二位,严重威胁女性的生命健康。子宫内膜癌的生物学行为如病理类型、分期、分级和细胞增殖情况是影响患者诊疗及预后的重要因素。然而这些生物学行为的评估往往需要通过穿刺活检或术后病理才能获得,不仅有创且信息滞后。因此临床迫切需要一种早期无创性预测子宫内膜癌生物学行为的方法,从而指导患者的个体化治疗及预后评估。体素内不相干运动扩散加权成像(intravoxel incoherent motion diffusion weighted imaging, IVIM-DWI)能够从分子水平无创地评估肿瘤组织的水分子扩散和微循环灌注;纹理分析能够从微观角度无创地对肿瘤异质性进行客观、定量评估。IVIM-DWI与纹理分析为精准预测子宫内膜癌生物学行为提供了病理生理信息和微观层面信息,弥补了活检及手术病理的不足,有望为子宫内膜癌的诊治提供新的思路。本文对近几年IVIM-DWI与纹理分析技术预测子宫内膜癌生物学行为的最新相关研究进展进行综述,从子宫内膜癌组织学分型、分级和Ki-67表达多个方面对IVIM-DWI及纹理分析技术在评估子宫内膜癌生物学行为中的应用价值进行分析,旨在为早期无创性评估患者预后、制订个性化治疗方案提供依据。

关键词：子宫内膜癌磁共振成像体素内不相干运动扩散加权成像纹理分析分型分级 Ki-67

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胸壁Castleman病1例

中华放射学杂志 2022年第6期56卷 701-702页

作者：章锦伟刘啸峰董江宁皖南医学院附属池州市人民医院医学影像科池州247000 中国科学技术大学附属第一医院西区影像科合肥230031

本文报道了1例右下胸壁Castleman病患者的CT及MRI表现。患者男,34岁,因CT体检发现右下胸壁肿块入院。CT表现为右下胸壁胸膜外间隙孤立性软组织肿块,内见斑点及分支样钙化,增强扫描呈富血供强化,并可见腹主动脉分支供血。MRI表现为T_(1)W... 详细信息

本文报道了1例右下胸壁Castleman病患者的CT及MRI表现。患者男,34岁,因CT体检发现右下胸壁肿块入院。CT表现为右下胸壁胸膜外间隙孤立性软组织肿块,内见斑点及分支样钙化,增强扫描呈富血供强化,并可见腹主动脉分支供血。MRI表现为T_(1)WI相对胸壁软组织呈等、略高信号,脂肪抑制T_(2)WI呈高信号,边缘见迂曲流空血管,弥散轻度受限,增强模式同CT,内见裂隙状低信号区延迟强化。病理诊断为透明血管型Castleman病。

关键词：体层摄影术 X线计算机磁共振成像 Castleman病

IVIM-DWI在骨肉瘤新辅助化疗疗效评估中的应用价值

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放射学实践 2023年第4期38卷 485-489页

作者：高飞史彬方昕赵娜方策董江宁中国科学技术大学附属第一医院安徽省肿瘤医院医学影像科安徽合肥230031 中国科学技术大学附属第一医院安徽省肿瘤医院骨科安徽合肥230031

目的:探讨3.0T MR体素内不相干运动扩散加权成像(IVIM-DWI)在骨肉瘤新辅助化疗(NAC)疗效评估中的价值。方法:回顾性搜集经术后病理证实的25例骨肉瘤患者的临床和影像资料。以NAC后肿瘤体积与NAC前肿瘤体积的比值作为评估疗效的标准。其... 详细信息

目的:探讨3.0T MR体素内不相干运动扩散加权成像(IVIM-DWI)在骨肉瘤新辅助化疗(NAC)疗效评估中的价值。方法:回顾性搜集经术后病理证实的25例骨肉瘤患者的临床和影像资料。以NAC后肿瘤体积与NAC前肿瘤体积的比值作为评估疗效的标准。其中,反应良好组13例,反应差组12例。两组患者在NAC前、后均行3.0T MR常规序列(T1WI、T2WI、对比增强T1WI)以及IVIM-DWI扫描,测量NAC前、后肿瘤的标准扩散系数(ADC_(stand))、单纯水分子扩散系数(D)、灌注相关扩散系数(D^(*))和灌注分数(f)值并进行组间比较。结果:反应良好组的ADC_(stand)值和f值在NAC前、后的差异有统计学意义(Z=-3.181,P=0.001;t=2.882,P=0.014);反应差组的ADC_(stand)值和D值在NAC前、后的差异有统计学意义(Z=-2.51,P=0.012;Z=-2.223,P=0.026)。NAC前和NAC后两组间各项IVIM-DWI定量参数值的差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:IVIM-DWI定量参数有助于指导临床对骨肉瘤NAC疗效进行评估。

关键词：骨肉瘤新辅助化疗体素内不相干性运动扩散加权成像磁共振成像