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多特征融合的肝细胞癌分化等级术前预测方法研究

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计算机应用与软件 2022年第7期39卷 147-153页

作者：甘富文武明辉吴亚平林予松王梅云郑州大学信息工程学院河南郑州450001 郑州大学互联网医疗与健康服务河南省协同创新中心河南郑州450052 郑州大学人民医院影像科河南郑州450003 郑州大学软件学院河南郑州450002 郑州大学汉威物联网研究院河南郑州450002

通过融合影像学特征和深度特征实现对肝细胞癌分化分级的无创术前预测。预测方法基于T2加权成像高通量提取影像学特征,使用SVM、随机森林、XGBoost和LightGBM等方法构造出影像学标签(Rad-score);利用EfficientNet-B7在增广图像数据上进... 详细信息

通过融合影像学特征和深度特征实现对肝细胞癌分化分级的无创术前预测。预测方法基于T2加权成像高通量提取影像学特征,使用SVM、随机森林、XGBoost和LightGBM等方法构造出影像学标签(Rad-score);利用EfficientNet-B7在增广图像数据上进行参数微调后提取了大量深度特征,并采用LightGBM构建深度标签(Deep-score);结合病人的临床特征利用回归模型构造诺模图进行可视化预测。实验结果证实模型具有较好的分类性能,最终分类模型AUC达到了0.828,校准曲线表现良好,可以为临床决策提供有价值的信息。

关键词：机器学习肝细胞癌肿瘤分级特征融合诺模图

多模态MRI影像组学联合临床危险因素术前预测无淋巴结转移的直肠癌脉管浸润

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磁共振成像 2023年第1期14卷 94-99,110页

作者：杨燕魏焕焕付芳芳魏巍吴亚平吉祥王梅云郑州大学人民医院医学影像科郑州450003 河南省人民医院河南省神经疾病影像诊断与研究重点实验室郑州450003 郑州大学计算机与人工智能学院郑州450001

目的探讨基于轴位脂肪抑制T2加权成像(fat suppression-T2 weighted imaging,FS-T2WI)及T1加权对比增强(T1-weighted contrast-enhanced,T1CE)序列联合临床预测因子创建的临床-影像组学模型在预测无淋巴结转移的直肠癌患者术前淋巴血管... 详细信息

目的探讨基于轴位脂肪抑制T2加权成像(fat suppression-T2 weighted imaging,FS-T2WI)及T1加权对比增强(T1-weighted contrast-enhanced,T1CE)序列联合临床预测因子创建的临床-影像组学模型在预测无淋巴结转移的直肠癌患者术前淋巴血管浸润(lymphovascular invasion,LVI)中的应用价值。材料与方法回顾性纳入2016年12月至2021年12月河南省人民医院收治的行MRI扫描且术后病理证实为直肠癌的221例患者的病例及影像资料。采用单因素和多因素logistic回归分析LVI阳性组和LVI阴性组的临床数据,以确定LVI的独立预测因子;通过ITK-SNAP软件手动勾画肿瘤全层感兴趣区(region of interest,ROI),利用开源软件PyRadiomics提取影像组学特征,采用SPSS随机数字表法按8∶2比例将患者分为训练集(177例)和测试集(44例),并经过特征降维构建影像组学标签;基于临床预测因子是否加入影像组学模型构建了四个预测模型。根据受试者工作特征曲线下面积(area under the curve,AUC)、敏感度和特异度评估不同预测模型的诊断效能。结果肿瘤最大直径是直肠癌患者LVI的独立临床预测因子(P<0.05)。单独的FS-T2WI、T1CE序列以及两者联合(FS-T2WI+T1CE)的测试集AUC分别为0.757、0.802及0.869,FS-T2WI+T1CE联合临床预测因子的临床-影像组学模型诊断效能最好,测试集AUC为0.898(95%CI:0.769、0.968)。结论本研究构建的临床-影像组学模型具有较高的诊断效能,可以辅助临床对无淋巴结转移的直肠癌患者术前个体化LVI预测,改善治疗方案。

关键词：直肠癌淋巴脉管浸润影像组学磁共振成像 logistic回归

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移动医学影像的现状与未来

磁共振成像 2022年第12期13卷 163-170页

作者：孙欣乐崔勇翟彤彤曹帅隆吴亚平王梅云林予松郑州大学网络空间安全学院郑州450002 郑州大学互联网医疗与健康服务河南省协同创新中心郑州450052 郑州轻工业大学计算机与通信工程学院郑州450002 河南省人民医院医学影像科郑州450003 郑州大学汉威物联网研究院郑州450002

移动医学影像作为移动计算和医学影像结合的交叉研究领域,越来越受到学术界和产业界的关注。通过移动计算、无线网络、云计算等技术,移动医学影像扩展了传统医学影像应用的易用性和覆盖范围,在医学图像显示、分析处理和辅助诊断等方面... 详细信息

移动医学影像作为移动计算和医学影像结合的交叉研究领域,越来越受到学术界和产业界的关注。通过移动计算、无线网络、云计算等技术,移动医学影像扩展了传统医学影像应用的易用性和覆盖范围,在医学图像显示、分析处理和辅助诊断等方面具有较好的发展潜力。由于移动网络环境复杂、移动设备资源有限、医学影像数据量大等因素,移动医学影像相关技术还面临诸多挑战。本文从传输、存储、显示、处理、数据安全及人工智能应用六个方面,对移动医学影像关键技术的研究进展进行分类整理,在分析现有工作的基础上,探讨未来的发展趋势。

关键词：医学影像移动计算移动设备医学图像处理磁共振成像数据安全人工智能

基于多参数MRI瘤内和瘤周影像组学特征评估乳腺癌人表皮生长因子受体2状态的价值

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中华放射学杂志 2023年第12期57卷 1338-1345页

作者：周晶余璇吴青霞吴亚平王赟霞海梦璐王梅云谭红娜河南省人民医院、郑州大学人民医院医学影像科、河南省神经疾病影像诊断与研究重点实验室郑州450003 北京联影智能影像技术研究院、联影智能医疗科技(北京)有限公司北京100089 郑州大学附属肿瘤医院、河南省肿瘤医院放射科郑州450008

目的探讨基于多参数MRI瘤内和瘤周影像组学特征评估乳腺癌人表皮生长因子受体2(HER2)状态的价值。方法回顾性收集2019年9月至2020年12月在河南省人民医院经手术病理证实为乳腺癌的340例患者的临床、病理和影像学资料。患者均为女性,年龄... 详细信息

目的探讨基于多参数MRI瘤内和瘤周影像组学特征评估乳腺癌人表皮生长因子受体2(HER2)状态的价值。方法回顾性收集2019年9月至2020年12月在河南省人民医院经手术病理证实为乳腺癌的340例患者的临床、病理和影像学资料。患者均为女性,年龄48(42,55)岁。所有患者术前均接受乳腺多参数乳腺MRI扫描,包括动态对比增强T_(1)WI(DCE-T_(1)WI)、脂肪抑制T_(2)WI和扩散加权成像(DWI)。通过手动勾画肿瘤感兴趣区(ROI)并对分割后的ROI进行环形膨胀4 mm分别获得ROI瘤内和ROI_(瘤周),然后分别从DCE-T_(1)WI、T_(2)WI和DWI的ROI_(瘤内)、ROI_(瘤周)提取6组影像组学特征。340例入组患者按4∶1的比例以分层抽样法分为训练集(272例)和测试集(68例)。采用Mann-Whitney U检验、Select K Best和最小绝对收缩和选择算子进行特征选择,降维后的特征子集应用支持向量机算法构建独立和联合影像组学标签预测乳腺癌HER2状态。最后绘制受试者操作特征曲线并计算曲线下面积(AUC)比较不同模型预测效能。结果340例患者中HER2阳性80例,HER2阴性260例。基于单序列的影像组学标签中,DWI瘤周预测乳腺癌HER2状态的效能最好,测试集中AUC为0.678;基于相同序列的瘤内和瘤周特征联合的影像组学标签中,DWI_(瘤内)+DWI瘤周模型预测效能最好,测试集AUC为0.774;基于瘤内或瘤周特征的2种序列联合的影像组学标签中,DCE-T_(1)WI_(瘤内)+DWI瘤内或T_(2)WI_(瘤周)+DWI瘤周的预测效能最好,测试集AUC分别为0.766和0.769;基于瘤内或瘤周特征3种序列联合及所有序列联合的影像组学标签中,DCE-T_(1)WI_(瘤内)+T_(2)WI_(瘤内)+DWI_(瘤内)+DCE-T_(1)WI_(瘤周)+T_(2)WI_(瘤周)+DWI_(瘤周)获得最大预测效能,测试集AUC为0.913。结论多参数MRI瘤内和瘤周影像组学特征无创评估乳腺癌HER2状态具有一定价值,可辅助临床医师为乳腺癌患者靶向治疗决策提供科学依据。

关键词：乳腺肿瘤磁共振成像人表皮生长因子受体2 影像组学

基于多模态磁共振的影像组学在肝纤维化诊断中的研究进展

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中国医学影像学杂志 2022年第10期30卷 1079-1083页

作者：魏焕焕付芳芳吴亚平孟楠魏巍王梅云郑州大学医学科学院河南郑州450000 河南省人民医院影像科河南郑州450003

肝纤维化是慢性肝病导致的肝实质反复损伤及修复的结果,是发展到肝硬化的必经步骤,及时准确的早期诊治可以延缓甚至逆转肝纤维化的进展。非侵入性的肝纤维化诊断技术一直是临床研究的重点。近年来,利用影像组学对多模态磁共振的影像图... 详细信息

肝纤维化是慢性肝病导致的肝实质反复损伤及修复的结果,是发展到肝硬化的必经步骤,及时准确的早期诊治可以延缓甚至逆转肝纤维化的进展。非侵入性的肝纤维化诊断技术一直是临床研究的重点。近年来,利用影像组学对多模态磁共振的影像图像进行高通量的数据提取,使图像信息转变为定量的数字信息并通过相关组学模型的构建实现对肝纤维化的诊断及分期评估成为研究热点。本文就基于多模态磁共振成像的影像组学技术在肝纤维化诊断和分期中的临床应用进展进行综述。

关键词：肝纤维化多模态磁共振成像影像组学人工智能

Chiari Ⅰ型畸形的颅脑磁共振形态学研究及发病机制探讨

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Chiari Ⅰ型畸形的颅脑磁共振形态学研究及发病机制探讨

作者：王梅云郑州大学

学位级别：硕士

背景和目的 ChiariⅠ型畸形是一种严重的以小脑扁桃体下疝为特征的先天畸形，表现为小脑扁桃体向下延伸，疝出枕大孔平面5mm以下。过去ChiariⅠ型畸形被认为是后脑及脊髓的原发神经系统疾患，有关其发病机制的学说很多，主要有胎儿脑积... 详细信息

背景和目的 ChiariⅠ型畸形是一种严重的以小脑扁桃体下疝为特征的先天畸形，表现为小脑扁桃体向下延伸，疝出枕大孔平面5mm以下。过去ChiariⅠ型畸形被认为是后脑及脊髓的原发神经系统疾患，有关其发病机制的学说很多，主要有胎儿脑积水学说、机械牵引学说、颅腔和脊髓腔压力差学说及发育障碍学说等，但均不能满意地解释一些问题。近年来临床和实验研究提示本病所见的小脑扁桃体下疝与枕骨及后颅窝发育障碍有关，即ChiariⅠ型畸形胚胎中胚层枕骨部体节发育不良，导致枕骨发育滞后，而小脑、脑干发育正常，从而出现后颅窝过度拥挤现象。由于MRI的自旋回波序列T1加权像上可清楚地显示颅脑的神经解剖结构及重要骨性标志的准确位置，本研究即在仔细观察病变的同时，利用计算机图像处理软件对＋郑州大学2002年毕业论文 Chiari！型呜形的颅巴巴并扳形态学研究及发汽机瞩好讨颅脑MRI进行准确的形态学测量，以期对其发病机制做出分析并对测量方法进行比较。材料与方法选取 1994年 1月至2001年 10月间在我院，MRI检查中显示小脑扁桃体下疵超过snun、18岁以上、MRI资料完整、不伴颅内高压、环枕融合和颅底凹陷的 Ch i ar if型畸，形病例共27例，以同期行MRI头颅检查的18岁以上、不伴中枢神经系统疾病的患者40例做为对照。采用德国Sie鹏ns公司的1．OT超导型磁共振成像仪行头部矢状和轴位扫描。选取 n加权像门阶抡：5皿、600。S／20、25SS)的正中矢状面图像，应用高分辨力扫描仪将图像扫人计算机，鼠标选取标志点。应用功能强大的瑞士OS IRIS 图像处理软件进行颅腔和脑实质的径线、角度、面积测量。采用SAS6．12版本，对Chiari I型畸形组及对照组的测量指标采用t检验，以a刃．05作为检验水准。结果 Chiari型畸形组的枕底长与斜坡长的比值明显小，于对照组，两者间的差异有显著性吓功刀1)。枕骨大孔平面延颈髓矢状径与枕骨大孔矢状径的比值在两者间的差异无显著性0＞0刀5)。畸形组的后脑面积与后颅窝面积的比值明显大于对照组，而后颅面积与全颅面积的比值明显小于对照组，两组数据间的差异均有显著性u叩刀5);畸形组的幕上脑面积与幕上颅面积的比值及后脑面积与幕上脑面积的比值与对照组二郑州大学2002年毕业论文 Chiari！型呜形的颅山巴井振形态学研究及发病机阑探讨之间的差异均无显著性（P＞0．05）。Chiari型畸形组天幕角、后枕角、基底角、颅底角与对照组之间的差异无显著性 o＞0刀5)，畸形组斜坡角、脑干脊髓角、斜颈角明显小于对

关键词： ChiariⅠ型畸形磁共振成像枕骨颅窝后颅骨测量学

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肌内法瓦病的MRI表现及病理对照分析

中华放射学杂志 2022年第8期56卷 868-872页

作者：付芳芳董健刘秋雨龚毓宾吴亚平高海燕董长宪王梅云河南省人民医院郑州大学人民医院河南大学人民医院医学影像科郑州450003 河南省人民医院郑州大学人民医院河南大学人民医院病理科郑州450003 河南省人民医院郑州大学人民医院河南大学人民医院血管瘤外科郑州450003

目的探讨肌内法瓦病(FAVA)的MRI表现及其病理特征。方法回顾性分析2012年12月至2021年3月于河南省人民医院就诊的44例经病理证实的肌肉内FAVA的临床及影像资料,女25例、男19例,年龄5~29(15±6)岁。总结其临床及MRI特征,包括分型、部位... 详细信息

目的探讨肌内法瓦病(FAVA)的MRI表现及其病理特征。方法回顾性分析2012年12月至2021年3月于河南省人民医院就诊的44例经病理证实的肌肉内FAVA的临床及影像资料,女25例、男19例,年龄5~29(15±6)岁。总结其临床及MRI特征,包括分型、部位、边界、信号强度、强化方式及程度、病变内有无血管流空,并与病理结果对照。结果 1例患者大腿及小腿肌肉同时受累,43例患者病变累及1个部位,包括小腿肌肉20例、大腿肌肉15例、前臂肌肉5例、上臂肌肉1例、臀肌1例、肩部肌肉1例。小腿腓肠肌受累最多见(13/44),其次为比目鱼肌(10/44)、股四头肌(9/44)。MRI示病变均为实性病变,其中局灶肿块型24例、弥漫浸润型15例、局部浸润型5例。病变的长轴均与肌肉长轴一致。T1WI及T2WI均呈不均匀中等高信号,脂肪抑制T2WI呈显著高信号,所有病变均可见迂曲扩张的畸形血管,其中18例可见流空血管影。增强后呈中等至明显不均匀强化。病理学上,病变的骨骼肌被纤维组织、脂肪成分、不规则的畸形静脉血管等多种成分浸润,导致MRI信号的不均匀。7例接受人类PIK3CA基因突变检测者中6例为突变型。结论肌内FAVA在临床、MRI影像以及组织病理学上均具有一定的特征性,其MRI信号特征可反映其复杂的病理成分。

关键词：磁共振成像法瓦病肌肉内脉管异常静脉畸形病理

级联VB-Net分割模型用于急性缺血性脑卒中患者扩散加权成像中缺血核心分割的研究

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中华放射学杂志 2022年第1期56卷 25-29页

作者：吴亚平方婷魏焕焕李自强罗与付芳芳申雨白岩王梅云河南省人民医院医学影像科郑州450003

目的:探讨级联VB-Net深度学习网络对扩散加权成像(DWI)中急性缺血性脑卒中缺血核心检出和分割的价值。方法:回顾性分析2016年12月至2018年12月在河南省人民医院就诊的1 500例急性缺血性卒中患者的MRI资料。将1 500例患者的2 456个病灶... 详细信息

目的:探讨级联VB-Net深度学习网络对扩散加权成像(DWI)中急性缺血性脑卒中缺血核心检出和分割的价值。方法:回顾性分析2016年12月至2018年12月在河南省人民医院就诊的1 500例急性缺血性卒中患者的MRI资料。将1 500例患者的2 456个病灶依据采集时间按8∶1∶1分为训练集、验证集和测试集。首先在脑DWI图像(b=1 000 s/mm 2)上对所有病灶的缺血核心进行手工分割,然后,构建级联VB-Net分割模型,并在测试集对缺血核心进行自动检出、分割和缺血核心体积计算。采用组内相关系数(ICC)评价手工分割与级联VB-Net分割模型测得缺血核心体积的一致性。将样本分为缺血核心体积较大组(缺血核心体积≥10 ml)与缺血核心体积较小组(缺血核心体积<10 ml),采用Mann-Whitney U检验比较两者Dice系数差异。结果:测试集中,级联VB-Net分割模型对缺血核心的检出率为94.6%(234/257),Dice系数为0.76(0.68,0.84)。级联VB-Net分割模型[4.19(1.21,14.13)ml]与手工分割缺血核心体积[4.08(1.19,17.92)ml]的一致性高(ICC=0.97, P<0.001)。缺血核心体积较大组与缺血核心体积较小组Dice系数差异无统计学意义[分别为0.76(0.69,0.85),0.76(0.67,0.84), Z=-0.44, P=0.657]。结论:级联VB-Net深度学习网络实现了急性缺血性脑卒中缺血核心的自动检出、分割及体积计算,与手工分割的一致性高,能够为治疗方案的选择提供辅助决策工具。

关键词：卒中脑缺血深度学习图像分割级联VB-Net

基于^(18)F-FDG PET/MR成像和扩散加权成像分数微积分模型对肺腺癌增殖状态评估价值的研究

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磁共振成像 2022年第10期13卷 121-126页

作者：罗与孟楠黄准魏巍李自强付芳芳袁健闵王哲王梅云郑州大学人民医院医学影像科郑州450000 河南省人民医院医学影像科郑州450000 河南大学人民医院医学影像科郑州450000 新乡医学院人民医院影像科郑州450000 上海联影医疗科技股份有限公司中央研究院上海201807

目的探讨基于扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)的单指数、分数微积分(fractional order calculus,FROC)模型和氟代脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描(^(18)F-fluorodeoxyglucose-positron emission tomography,^(18)F-FDG PET)在评估肺腺癌增殖状态中的价值。材料与方法选取经我院病理证实的64例肺腺癌患者,以Ki-67表达25%为界,>25%为高Ki-67组,≤25%为低Ki-67组。所有患者在治疗前均行肺部^(18)F-FDG PET/MR检查,其中DWI采取10个b值(0~1000 s/mm^(2))扫描。比较两组间表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)、空间变量(a microstructural quantity,μ)、扩散系数(diffusion coefficient,D)、分数空间导数(fractional order parameter,β)、最大标准摄取值(maximum standardized uptake value,SUV_(max))有无显著差异。通过多因素logistic回归分析Ki-67增殖状态的独立预测因素,采用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)评估鉴别效能,并分析各参数与Ki-67之间的相关性。结果低Ki-67组的ADC、D、β显著大于高Ki-67组(P<0.05),高Ki-67组的μ、SUV_(max)显著大于低Ki-67组(P<0.05)。参数D和SUV_(max)曲线下面积分别为0.873和0.727,且多因素logistic回归显示D值(OR:0.421,95%CI:0.245~0.723,P=0.002)和SUV_(max)值(OR:1.022,95%CI:1.002~1.042,P=0.031)是Ki-67高表达的独立危险因素。ADC值和D值与Ki-67呈负相关(r=-0.361,r=-0.420),μ和SUV_(max)值与Ki-67呈正相关(r=0.369,r=0.527)。结论单指数、FROC模型和^(18)F-FDG PET均是评估肺腺癌增殖状态的有效手段,其中FROC模型的D值具有最高的诊断效能。FROC模型为探索肿瘤组织微环境信息提供了新的视角,在无创评估肺腺癌增殖状态方面具有很大潜力,其临床应用前景广阔。

关键词：肺腺癌 Ki-67 单指数分数微积分模型氟代脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描磁共振成像鉴别诊断