基于人工智能的多模态影像辅助海马体自动勾画研究

目的:利用基于深度学习的人工智能算法,结合头颅MRI和CT的多模态影像,开发海马结构自动勾画技术,为头颅放疗过程中海马体的保护提供高效、准确的自动勾画方法。方法:收集清华大学第一附属医院放疗科从2020年1月~12月就诊的40例脑转移癌患者的定位头颅CT及MRI影像,分别在CT图像、CT-MRI配准图像的两个数据集上训练3D U-Net、3D U-Net Cascade、3D BUC-Net 3个深度学习模型,计算3个模型自动分割的左右海马体与对应的人工标注之间的Dice相似系数（DSC）和95%豪斯多夫距离（95 HD）,以及两者的体积作为模型的分割准确性的评估,并且以对同一大小patch图像的自动分割耗时作为模型效率的评估。结果:引入MRI图像信息对左右海马的自动分割精度有明显的提升;模型3D BUC-Net在CT-MRI数据集上对左右海马体的自动分割都取得最好分割结果（DSC:0.900±0.017,0.882±0.026;95HD:0.792±0.084,0.823±0.093）,而且该模型的分割效率更高。结论:模型3D BUC-Net能在多模态影像上实现高效、准确的海马区的自动勾画,为头颅放疗过程中海马区的保护提供方便。     

自由呼吸状态下宽体探测器CT单心动周期冠脉造影的可行性

目的:探讨心率75次/min患者在自由呼吸状态下行320排CT冠脉造影(coronary CT angiography, CCTA)的可行性,并评价图像质量及辐射剂量。方法:共有94例心率75次/min的疑似冠心病患者,采用联影320排CT以前瞻性心电门控技术,单个心动周期扫描行CCTA。根据患者呼吸方式分为2组:屏气组47例,自由呼吸组47例。测量各组患者主动脉的信噪比(SNR),左主干(LM)近段和中段、前降支(LAD)近段、回旋支(LCX)近段、右冠状动脉(RCA)近段及中段的对比噪声比(CNR),主动脉、LM和RCA的CT值及主动脉的标准值。由2名放射科医生以5分法对94例患者进行冠脉18分段图像质量进行双盲评价,分数≥3分符合诊断标准。结果:2组患者的CNR、SNR和CT值差异均无统计学意义。屏气组和自由呼吸组冠脉节段评分5分者分别占68.8%、67.4%,4分者分别占18.0%、20.3%,3分者分别占10.2%、10.4%,差异无统计学意义。自由呼吸组辐射剂量少于屏气组(P0.01)。结论:对于心率75次/min的患者,采用自由呼吸与标准屏气进行320排宽体CT进行CCTA的图像质量无明显差异,说明对于该类患者,自由呼吸CCTA是一种可行方案。     

双低技术在肺动脉血管CT造影中的应用研究

目的探讨低剂量60 kV管电压技术联合低剂量对比剂应用于肺动脉CT血管造影(CTPA)的可行性。方法纳入临床怀疑肺动脉栓塞要求行CTPA检查且体质量指数(BMI)< 25 kg/m2的门诊或住院患者60例, 按照随机数字表法分为对照组(采用常规剂量方案:100 kV管电压, 常规50 ml, 速率为4.5 ml/s的对比剂注射方案)或试验组(采用低剂量方案:60 kV管电压, 30 ml对比剂混合20 ml生理盐水, 速率为4.5 ml/s的对比剂注射方案)各30例。测量肺动脉干、左右肺动脉和左右肺叶下动脉的HU值, 计算信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR), 评价客观图像质量, 并记录辐射剂量。主观图像质量由放射科医生根据总体图像质量及肺动脉增强均匀性用5分法进行评估。采用Mann-WhitneyU检验比较两组的噪声、SNR、CNR及辐射剂量, 采用χ2检验比较两组主观图像质量差异。结果所有图像均满足临床诊断要求。试验组与对照组CTPA图像主观总体图像质量差异无统计学意义(P > 0.05), 增强情况的评分差异无统计学意义(P > 0.05)。试验组与对照组在肺...     

深度学习辅助压缩感知技术在心力衰竭患者心脏磁共振中的临床应用

目的:与常规T₂加权黑血序列(T₂W-DB)序列进行比较,探讨深度学习辅助压缩感知(ACS)T₂W-DB序列(ACS T₂W-DB)在心力衰竭患者心脏磁共振检查中的应用价值。方法:前瞻性纳入2021年8月-12月本院10例心力衰竭患者(心衰组)和10例健康志愿者(对照组),均进行左心室连续短轴常规T₂W-DB序列和ACS T₂W-DB扫描。分别记录常规T₂W-DB和ACS T₂W-DB序列的扫描时间,计算图像质量心肌信噪比(SNR)和心肌血池对比信噪比(CNR)以及图像质量主观评分。主观评分应用Likert评分量表对图像质量进行评估,具体评分内容包括总体图像质量、血池抑制效果、右心室游离壁、左心室游离壁和室间隔可视性。采用组内相关系数(ICC)评价两观察者间图像质量的客观定量指标一致性,采用加权Kappa系数评价两观察者间主观评分的一致性,采用配对t检验和Wilcoxon检验比较常规T₂W-...     

跨区域医疗信息共享与业务协同标准建设探索

基于国家全民健康信息四级平台体系,南通市卫生健康委在国家卫生健康委领导下,以及上海市卫生健康委和江苏省卫生健康委的全力支持和协助下,成功完成了国家全民健康信息跨域互联互通业务协同试点工作,在全国范围内首次试点实现了基于全民健康信息平台的跨区域居民电子健康档案互联共享,初步实现了跨区域预约挂号和远程医疗服务。本研究介绍了试点过程中最关键的跨区域标准规范建设和制定情况,对未来其他地域间开展跨区域共享联动,以及形成完整的就诊数据链信息提供一定参考价值。     

基于深度学习的多模态影像脑胶质母细胞瘤放疗靶区的自动勾画研究

目的 通过建立深度学习模型,探索多模态影像对脑胶质母细胞瘤放疗靶区自动勾画效果的影响。方法 收集30例脑胶质母细胞瘤患者的电子计算机断层扫描(CT)序列和磁共振成像(MRI)的对比增强T1加权序列(T1C)以及T2液体衰减反转恢复序列(T2-FLAIR),对每例病例的原发肿瘤靶区(GTV)及其对应的临床靶区1(CTV1)和临床靶区2(CTV2)根据RTOG标准进行人工勾画,并设计4种不同的数据集:CT数据集(仅含30例CT序列的单模态数据)、CT-T1C数据集(包含30例CT序列和T1C序列的双模态数据)、CT-T2-FLAIR数据集(包含30例CT序列和T2-FLAIR序列的双模态数据)和CT-MRIs数据集(包含30例CT序列、T1C序列和T2-FLAIR序列的三模态数据)。使用每种数据集中的25例对改进后的3D U-Net进行训练,并用剩余5例进行测试。评价测试样本中GTV、CTV1和CTV2的自动勾画效果,定量评估指标包括Dice相似系数(DSC),95% Hausdorff距离(HD95)和相对体积误差(RVE)。结果 该3D U-Net模型在多模态影像CT-MRIs上获得最好的GTV自动分割结果,与在单模态影像CT的自动分割结果相比(DSC: 0.94 vs. 0.79, HD95: 2.09 mm vs. 12.33 mm and RVE: 1.16% vs. 20.14%),DSC(t=3.78,P<0.05)和HD95 (t=4.07, P<0.05)的差异有统计学意义;在多模态影像CT-MRIs的CTV1和CTV2自动分割结果(DSC: 0.90 vs. 0.91, HD95: 3.78 mm vs. 2.41 mm, RVE: 3.61% vs. 5.35%)也均有较好的一致性,但与单模态影像CT的自动分割结果相比,两个靶区的DSC和HD95的差异均无统计学意义(P>0.05)。该模型对于GTV的上下界和CTV2临近的重要器官(如脑干和眼球)的自动勾画有一定的局限性。结论 基于改进后的3D U-Net在多模态影像数据集CT-MRIs上对脑胶质母细胞瘤放疗靶区具有更好的分割效果,显示出较好的临床应用价值。     

冠状面小视野高分辨DWI在输尿管狭窄评估中的应用

【摘要】目的：探究冠状面小视野（FOV）高分辨DWI（MicroV DWI）对于输尿管狭窄影像评估的应用价值。方法：本研究前瞻性连续入组51例于3.0T行全泌尿系磁共振检查的输尿管狭窄伴积水患者。所有患者具备两组DWI图像：①常规全泌尿系全FOV轴面单激发平面回波成像（SS-EPI） DWI（C-DWI）;②输尿管狭窄段冠状面小FOV高分辨DWI（M-DWI）。两位读片者独立盲法定性评价C-DWI和M-DWI的图像质量,包括锐利度、变形、伪影及病变显示。对于输尿管狭窄段,定性分析狭窄处输尿管病变DWI图像信号增高程度,并定量测量两组ADC图中输尿管狭窄处的平均ADC值。两位读片者在两组图像上（组1：T2WI+C-DWI;组2：T2WI+C-DWI+M-DWI）主观判断输尿管狭窄的良恶性。输尿管狭窄的良恶性最终通过临床、实验室检查、内镜及手术获取。结果：两位读片主观评价一致性好（Kappa=0.711~0.867）。M-DWI图像锐利度、变形、伪影及病变显示均较C-DWI主观评分显著提高（P＜0.05）。对于狭窄段定性分析在两组DWI图像上恶性狭窄大部分表现为信号明显增高,良性狭窄大部分表现为信号轻度或无增高,两组DWI图像上对于狭窄段信号增高程度的判断一致性好（读片者1：Kappa=0.771;读片者2：Kappa=0.670）。对于狭窄段ADC值的定量分析M-DWI的ADC值较C-DWI降低(P＜0.001),但两组ADC值一致性好（ICC=0.916）,两组ADC图上恶性狭窄ADC值均显著低于良性狭窄（P＜0.001）。对于输尿管狭窄段良恶性判断,组2（T2WI+C-DWI+M-DWI）较组1（T2WI+C-DWI）对于输尿管恶性狭窄的诊断效能提高（组1 AUC=0.863,组2 AUC=0.962;P=0.021）。结论:冠状面小FOV高分辨M-DWI较常规全FOV SS-EPI C-DWI提高图像质量及输尿管狭窄的病变显示能力。在常规序列中额外加扫输尿管狭窄段小FOV高分辨DWI可提高输尿管良恶性狭窄的鉴别诊断能力。     

一种用于全身照射技术的全身模拟定位CT扫描与图像重建方法

目的：探索一种适用于全身照射（TBI）的CT重建方法,可同体位连续扫描后获得一套完整的全身模拟定位CT。方法：使用TBI CT重建方法对患者进行CT模拟定位,完成后于Eclipse v15.5计划系统中生成一套全身模拟定位CT,将其运用到TBI计划设计与评估。在应用过程中,基于Python系统开发出相应的图像重建软件,与手动图像重建结果进行对比。结果：该全身模拟定位扫描方案可在Eclipse v15.5中实现两套CT的重建。在工作效率上,手工重建方法生成全身模拟定位CT平均需要10 min,软件重建方法只需要5 s。两种CT重建方法在图像质量上无差异,重建CT与真实值相比误差小于1 mm。使用重建的全身模拟定位进行TBI计划设计与评估,靶区适形度指数（CI）=0.854,剂量均匀性指数（HI）=0.199。结论：本文介绍的TBI全身模拟定位CT扫描与图像重建的方法可以简单、快速地获得完整的全身模拟定位CT图像,适用于后期的TBI计划设计、优化和评估过程。     

光梭径向采集技术在屏气配合欠佳状态下肝脏动态增强扫描中的应用价值

目的:探讨光梭径向采集(uCSR)技术在屏气配合欠佳患者进行肝脏动态增强扫描中的应用价值。方法:搜集35例无法配合屏气检查的患者作为研究对象,在自由呼吸状态下采用uCSR序列进行肝脏动态增强扫描,该序列扫描结束后立即进行3D-VIBE序列扫描。由两位高年资医师采用5分法分别对uCSR重建的各期相准确性、uCSR序列延迟期与3D-VIBE序列延迟期总体图像质量及呼吸运动伪影抑制效果进行评分。由两位高年资技师对uCSR序列延迟期和3D-VIBE序列延迟期图像进行信噪比(SNR)及对比噪声比(CNR)值测量。结果:两位医师对uCSR重建的各期相准确性评分均高于4.0分(分别为4.86±0.355、4.83±0.382),表明uCSR序列能获得准确的肝脏动态增强扫描期相。对3D-VIBE序列和uCSR序列扫描的延迟期图像进行总体质量评分,结果显示uCSR图像明显优于3D-VIBE(Z=-5.241,P=0.000)。对3D-VIBE序列与uCSR序列延迟期图像的呼吸运动伪影抑制效果进行评分,结果显示uCSR图像更优(Z=-5.279,P=0.000)。对两组图像质量进行客观评价,结果显示3D-...     

磁共振药代动力灌注扫描在鉴别段样强化肉芽肿性乳腺炎与浸润性导管癌中的价值研究

目的 探讨基于压缩感知技术的磁共振药代动力灌注扫描对段样强化的特发性肉芽肿性乳腺炎(idiopathic granulomatous mastitis,IGM)与浸润性导管癌(invasive ductal carcinoma,IDC)的鉴别诊断价值。材料与方法 回顾性分析27例段样强化、无脓肿型IGM和15例IDC患者的临床及影像资料,均行磁共振药代动力灌注扫描。采用Fisher精确检验、t检验、χ²检验比较两组月经状态、年龄、内部强化方式的差异,采用t检验、Mann Whitney U检验筛选出两组容积转运常数(volume transport constant,K^trans)、速率常数(rate constant,K_ep)、血管外细胞外间隙容积分数(extravascular extracellular volume fraction,V_e)值中的差异项,用二元logistic线性回归分析其与IDC的危险系数,并绘制受试者工作特征(receiver operating characterist...