实性肺结节低剂量CT影像组学图像质量控制的体模研究

目的探讨影像组学在低剂量CT扫描条件下实性肺结节CT图像质量控制中的应用价值。方法使用CT750 HD CT分别在不同管电压及不同管电流下对胸部肺结节人体仿真模型进行扫描,记录不同扫描条件下的容积CT剂量指数(CTDIvol),测量并计算图像中结节的信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR),分析辐射剂量、噪声与管电压管电流变化的规律,将所有扫描数据通过影像组学分析软件对实性结节的全部特征进行提取,使用R语言统计学软件对提取的特征参数进行主成分分析,选取主成分中对图像质量贡献较大的特征进行分析。对确定的重要特征参数进行单因素方差分析,揭示不同管电压下特征参数的差异,再进一步通过事后检验对不同管电压组之间进行两两比较,找出组间差异。结果辐射剂量在研究的范围内随管电压、管电流的增加而线性增加。肺结节的SNR和CNR总体变化趋势虽然与管电压及管电流的变化呈线性关系,但在低剂量下没有明确的变化趋势阈值存在,无法准确评价低辐射下图像质量。影像组学提取的所有特征参数中均质性、体素值总和及Haralick相关性是3个主要成分,其方差累计的贡献率为89.2%,且特征值均>1。特征参数均质性曲线显示出其变化趋势与管电压及管电流变化成相关性,且稳定性和一致性较好。均质性单因素方差分析结果显示在管电压140及120 kVp时,两组间的均质性值的变化差异无统计学意义(P=0.117),而在其他管电压间均质性值变化差异均有统计学意义(P<0.001)。当管电压在100 kVp、管电流≥60 mA时或管电压在80 kVp、管电流≥90 mA时,均质性无明显变化,可以得到满意的图像质量。结论影像组学分析方法可以有效定量化地评价和控制低辐射剂量下实性肺结节CT图像质量。     

脑肿瘤患者大脑复杂度的fMRI研究

目的针对目前缺少对脑肿瘤患者客观的认知损伤评价标准,本文提出基于静息态功能磁共振数据的脑复杂度分析方法。方法首先对24位肿瘤患者与18位健康志愿者的BOLD-f MRI图像分别进行预处理,再求取全脑平均样本熵值及全脑体素样本熵图,然后求取以肿瘤部位为感兴趣区域(region of interest,ROI)的功能连接和互样本熵值对比分析。结果健康志愿者样本熵值明显高于肿瘤患者(F=15.907,P=0.000),互样本熵值与功能连接呈负相关关系,并且左额或左颞有脑肿瘤的患者在左额、左颞、楔叶的功能脑区与健康志愿者相比有明显差异,该研究结果与临床诊断数据较为一致。结论提出一种基于样本熵的脑复杂度分析方法,发现肿瘤会影响大脑的复杂度,肿瘤级别升高导致大脑复杂度的降低,该方法所得结果能够作为评定肿瘤级别的量化参数之一。     

3.0T前列腺体素内不相干运动DWI的b值优化研究

【摘要】目的:通过比较前列腺癌区与非癌区不同b值组合下体素内不相干运动DWI(IVIM-DWI)的扫描时间和相关定量参数,筛选前列腺IVIM-DWI的最佳b值组合。方法:回顾性分析行前列腺常规MRI和IVIM-DWI扫描并经病理证实的47例前列腺疾病患者的病例资料,其中前列腺癌23例,良性前列腺增生24例。IVIM-DWI检查采用8个b值（0、10、20、50、100、200、500、1000s/mm2）,设置4组不同的b值组合,A组:b值分别为0、10、100、200、1000s/mm2;B组:b值分别为0、10、 50、100、200、1000s/mm2;C组:b值分别为0、10、20、50、100、200、1000s/mm2;D组:b值分别为0、10、20、50、100、200、500、1000s/mm2。在前列腺癌区、移形带非癌区、外周带非癌区分别设置ROI,测量各组的IVIM-DWI定量参数（D值、f值和D*值）。采用方差分析比较各组前列腺癌区、移形带非癌区、外周带非癌区测得的各定量参数间的差异。结果:四组前列腺癌区的D值均低于非癌区,差异均有统计学意义（P值均＜0.05）,且移形带非癌区D值低于外周带非癌区,差异均有统计学意义（P值均＜0.05）。四组的f值和D*值在前列腺癌区、移形带非癌区、外周带非癌区间的差异均无统计学意义（P值均＞0.05）。A组的扫描时间最短(为3分18秒),较D组(5分42秒)减少了42%。结论:A组设置的b值数量最少（5个）,扫描时间最短,推荐在临床3.0T前列腺IVIM-DWI扫描中使用;在各组测得的IVIM定量参数中,仅D值可用于前列腺癌区与非癌区的诊断和鉴别诊断。     

定量动态增强MRI在甲状腺乳头状癌与非乳头状癌鉴别诊断中的应用

目的探讨定量动态增强MRI在甲状腺乳头状癌与非乳头状癌鉴别诊断中的应用价值。方法对临床拟诊为甲状腺疾病的患者及健康对照人群行动态增强MRI检查。通过Tofts双室血流动力学模型分析获得感兴趣区微血管渗透性定量参数结果,包括容量转移常数(K~(trans))、速率常数(K_(ep))及血管外细胞外间隙容积比(V_e),以病理结果为"金标准"比较定量参数值在不同组间的差异;其次构建受试者工作特征曲线,分别评估三组定量参数值及其联合诊断在甲状腺乳头状癌与非乳头状癌鉴别诊断中的诊断效能,并确定诊断临界值。结果在乳头状癌组、非乳头状癌组及对照组中,K~(trans)、K_(ep)及V_e在非乳头状癌组与乳头状癌组间的差异均具有统计学意义(P0.001,0.003,0.001);非乳头状癌组与乳头状癌组的K~(trans),K_(ep)和V_e均与对照组间不同程度地具有显著性差异。非乳头状癌组和乳头状癌组的ROC结果显示:K~(trans)、K_(ep)及V_e三者P0.001;以最大约登指数为最佳诊断切入点,则三者诊断临界值分别为0.436,0.871,0.369。三者联合分析的敏感度和特异性分别为79.5%,73.3%,曲线下面积为0.793。结论利用K~(trans)、K_(ep)及V_e三种指标对甲状腺乳头状癌进行术前鉴别诊断均表现出较高的诊断效能。     

静息态脑功能网络中核心节点的定位及其方法比较

本研究致力于对核心节点的定位方法进行比较,并将核心节点映射到相应的解剖区域。分别采用节点度法和介数中心度法求出网络中的核心节点,并通过参数易损性对两种方法进行比较,即分别去掉每一个核心节点,比较网络的全局效率受影响的程度,再进一步将采用介数中心度法将求出的核心节点定位到相应的解剖区域。结果表明采用介数中心度求出的核心节点易损性更大、实验结果的一致性更好,是更为有效的核心节点定义方法,正常人核心节点对应的解剖区域主要集中在顶叶和额叶。结果为进一步探索核心节点在脑网络中的作用奠定了基础,并为进一步研究功能网络的信息传输在解剖结构上的映射提供了帮助。     

基于CT影像组学构建模型对实性肺结节鉴别的价值

  目的  探讨CT影像组学模型对实性肺结节良恶性的诊断效能。  方法  回顾性分析安徽医科大学第二附属医院2019年3月—2022年11月经手术、穿刺或临床证实的231例实性肺结节患者CT影像资料,选择典型的231个肺结节,按病理类型分为良性(98例)和恶性(133例)。采用InferScholar软件分别从二维、三维2个角度对病灶轮廓进行勾画,之后用软件提取影像组学特征,将入组病例以7∶ 3的比例分为训练集和测试集。通过Pearson相关系数、显著性检验、LASSO回归分析方法进行特征筛选。在训练集中分别构建二维、三维影像组学特征模型(模型Ⅰ、模型Ⅱ),用测试集来验证,利用ROC曲线下面积来评价模型的预测效能。  结果  从二维、三维2个角度分别提取出919、1 746个影像组学特征,经过筛选,分别得到12、20个最优影像组学特征,用机器算法构建影像组学模型Ⅰ和模型Ⅱ。训练集中模型Ⅰ的AUC为0.97,模型Ⅱ的AUC为0.98;测试集中模型Ⅰ的AUC、灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值和准确率分别为0.94(95% CI:0.87~0.98)、83.9%、89.5%、86.7%、87.2%、87.0%;测试集中模型Ⅱ的AUC、灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值和准确率分别为0.97(95% CI:0.94~0.99)、75.9%、97.5%、95.7%、84.8%、88.4%。  结论  基于CT影像组学构建的模型能够较好地预测实性肺结节的良恶性,从三维角度构建的模型Ⅱ的诊断效能优于二维角度构建的模型Ⅰ。      

基于DTI复杂网络的两性大脑差异性研究

为解释男女大脑差异是如何影响人们的思维和行为的,我们利用DTI复杂网络技术对男女两性大脑的差异性进行了定量分析。将44例健康志愿者分成男女两组,利用磁共振弥散张量成像对志愿者进行扫描和数据采集,通过构建脑白质纤维结构网络,并结合图论知识和复杂网络特征度量参数,对男女大脑结构差异及其在功能上的体现进行分析。对两组志愿者的脑结构网络分析发现,男女两组志愿者均具有小世界属性。结构网络局部参数分析显示,男女在涉及语言、情感、运动、方向感等的脑区具有显著差异。男女两性大脑生理结构的差别确实会导致大脑在功能上出现差别,两性大脑在功能上的差别可认为是两性在负责相关功能的脑区所具有的差异所导致。     

肺腺癌DCE-MRI渗透性参数的定量分析:自由呼吸法和屏气法对照研究

【摘要】目的：评估磁共振动态对比增强（DCE-MRI）检查中自由呼吸法所测肺腺癌渗透性参数与屏气法测量结果的一致性。方法：41例经手术病理证实的肺腺癌患者中，26例（A组）在术前行自由呼吸法DCE-MRI检查，15例（B组）行屏气DCE-MRI检查 。两位观察者独立测量DCE-MRI渗透性参数各两次（时间间隔为1个月），包括容积转运常数（Ktrans）、血液回流速率常数（Kep）、细胞外间隙对比剂容积分数（Ve）和血浆内对比剂容积分数（Vp）。比较不同成像方法之间渗透性参数测量值的差异，并采用组内相关系数分析观察者间及观察者两次Ktrans测量值的一致性。结果：A组中肺癌病灶的Ktrans、Kep、Ve及Vp测量值分别为（0.600±0.232）min-1、（1.318±0.316）min-1、0.517±0.120和0.060±0.019；B组中相应测量值分别为（0.497±0.190）min-1、（1.258±0.260）min-1、0.521±0.114和0.058±0.024；各项参数值在两组间的差异均无统计学意义（P值分别为0.145、0.528、0.914及0.791），两种成像方法中观察者间隔一个月两次测量的肺癌Ktrans值均具有较好的一致性（ICC为0.908~0.972，95%置信区间为0.792~0.990），两种成像方法中观察者间Ktrans测量值也具有较好的一致性（ICC为0.820~0.925，95%置信区间为0.639~0.987）。结论：磁共振动态对比增强扫描中采用自由呼吸法测量的肺腺癌渗透性参数值与屏气法的测量结果相近，此方法可推广运用于临床检查中。     

DCE-MRI定量参数对前列腺癌内分泌治疗的疗效评价

目的:回顾性分析前列腺癌(PCa)内分泌治疗前后DCE-MRI定量参数的变化,探讨DCE-MRI定量参数作为分析指标在用于PCa内分泌治疗后疗效监测的价值.方法:收集经病理学证实的33例PCa患者的临床和影像资料.测量定量参数:转运常数(Ktrans)、血管外细胞外间隙体积百分数(Ve)和速率常数(Kep)在内分泌治疗前后癌区的各参数值和血清PSA水平,对前后间参数变化的差异作统计学分析,并探讨DCE-MRI定量参数变化与PSA值变化之间的相关性.结果:治疗前癌区的Ktrans(3.2502±1.46)×10-3 min-1、Kep(2.3341±1.59)×10-3 min-1、Ve 1.1.7475±0.87、PSA (59.9054±37.15)μg/L,治疗后癌区的Ktrans(2.1873±1.19)×10-3min-1、Kep(1.0325±0.68)×10-3min-1、Ve2.0512±0.75、PSA (2.4831±3.93)μg/L;,其中癌区Ktrans、Kep值、PSA值在治疗前后间的差异均有统计学意义(P＜0.05),而Ve在治疗前后间的差异没有统计学意义(P＞0.05).Spearman相关分析显示癌区治疗前后DCE-MRI的参数变化与PSA值变化无相关性(P＞0.05).结论:DCE-MRI的定量参数Ktrans、Kep在PCa内分泌治疗后发生变化,可用于临床PCa内分泌治疗的疗效监测,可作为临床PCa疗效检测指标PSA的补充.     

动态对比增强MRI在肺部良恶性病变鉴别诊断中的初步应用

目的 探讨动态对比增强(DCE)-磁共振成像(MRI)在肺部良恶性病变鉴别诊断中的应用价值.方法 收集经病理证实的肺占位性病变患者32例,其中恶性19例,良性13例,均行DCE-MRI检查.测量MRI定量参数,包括:容积转运常数(Ktrans)、回流速率常数(Kep)、血管外细胞外容积分数(Ve)和血管内血浆容积(Vp).采用独立样本t检验比较良恶性病变各测量参数值间的差异.绘制ROC曲线评估定量DCE-MRI鉴别肺部良恶性病变的诊断效能.结果 恶性病变参数Ktrans、Kep、Ve和Vp值分别为(0.632±0.418) min-1、(1.324±0.514) min1、0.431±0.207和0.193±0.103,良性病变Ktrans、Kep、Ve和Vp值分别为(0.107±0.091) min-1、(0.667±0.259) min-1、0.357±0.125和0.096±0.042,恶性病变与良性病变间Ktrans、Kep差异有统计学意义(t值分别为4.112、3.625,P值均＜0.05),恶性病变与良性病变间Ve、Vp差异无统计学意义(t值分别为1.284、2.248,P值均＞0.05).Ktrans、Kep这2个参数ROC曲线下面积分别为0.882、0.846,判断肺良恶性病变的敏感度分别为92.3％、91.7％,特异度分别为87.5％、75.0％.结论 DCE-MRI可定量评估肺部病变毛细血管的通透性,参数Ktrans、Kep值在肺良恶性病变的鉴别诊断中具有重要临床价值.