计算机图像分析与模型构建的快速发展,推动了人工智能(AI)在脑卒中影像领域的应用,使脑卒中影像评估进入精准化和智能化的时代,提高了临床诊疗和救治效率。近年来,AI在缺血性脑卒中病灶检测、影像分析、疗效预测、风险评估等方面开展了广泛的研究应用,在未来具有广阔的发展前景。
目的 基于CT及CTA影像定量测得的净摄水率及强化比构建前循环大血管闭塞急性缺血性卒中恶性脑水肿(MCE)早期预测模型,并评估模型效能。 资料与方法 回顾性纳入前循环大血管闭塞急性缺血性卒中病人250例,根据病人是否为MCE阳性将其分为MCE组(73例)和非MCE组(177例)。利用自动化Alberta卒中项目早期CT评分(ASPECTS)软件分析平扫CT和CTA影像,测量相应缺血区域脑组织的净摄水率、强化比及ASPECT评分(CT-ASPECTS和CTA-ASPECTS),并根据Tan评分评估侧支循环。采用最小绝对值收敛和选择算子(LASSO)及Logistic回归分析,筛选发生MCE的相关因素,分别建立基于CT平扫和CTA的MCE预测模型,采用5折交叉验证法进行内部验证。计算受试者操作特征曲线下面积(AUC)、特异度、敏感度评估模型的预测效能。采用Delong检验比较模型预测效能,校准曲线及决策曲线评估模型的校准度及临床净获益。结果 LASSO及逻辑回归分析显示美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)、CT-ASPECTS、CTA-ASPECTS、侧支评分以及净摄水率及强化比是MCE的预测因素(均P<0.05)。基于CT平扫(CT-ASPECTS+净摄水率)及临床危险因素(NIHSS评分)构建模型1,基于动脉期单时相CTA(CTA-ASPECTS+强化比+侧支评分)及临床危险因素(NIHSS评分)构建模型2。模型1的AUC为0.800(95%CI:0.743~0.856),敏感度78.1%,特异度70.6%;模型2的AUC为0.839(95%CI:0.787~0.890),敏感度80.8%,特异度76.3%。Delong检验显示2个模型预测效能差异无统计学意义(P>0.05)。校准曲线显示模型2具有较好的拟合优度,决策曲线显示模型2具有较高的临床净获益。结论 基于CT的净摄水率及基于CTA的强化比构建的MCE早期预测模型均具有较好的预测效能,基于CTA构建的预测模型可以获得更高的临床净获益,有助于快速筛查和早期识别MCE病人。
目的 利用高分辨MRI(HR-MRI)和T2*WI分析颅内动脉粥样硬化性大血管闭塞的闭塞部位与闭塞长度,评估其与数字减影血管造影(DSA)诊断一致性。方法 回顾性纳入2020年6月—2022年3月接受血管内再通术并确诊为症状性颅内动脉粥样硬化性大血管闭塞的病人62例,男50例,女12例,平均年龄(58.3±12.1)岁。由2名医师分别在HR-MRI和T2*WI分析闭塞位置(颈内动脉颅内段远端、大脑中动脉M1段近端和大脑中动脉M1段远端)并测量闭塞长度,其中1名医师间隔14 d后再次测量。采用Kappa检验和一致性相关系数(ICC)分析观察者内及观察者间检测的一致性。以血管内再通术中DSA检测结果为金标准,采用Kappa检验、ICC和Bland-Altman法分析HR-MRI和T2*WI与DSA的诊断一致性。结果 HR-MRI上对于闭塞位置和闭塞长度的分析,观察者内和观察者间一致性均极好(κ或ICC均≥0.95);T2*WI对于闭塞位置和闭塞长度的分析,观察者内一致性极好(κ=0.91;ICC=0.93),而观察者间一致性仅为良好(κ=0.61;ICC=0.76)。HR-MRI与术中DSA对闭塞位置(κ=0.97)和闭塞长度(ICC=0.83)的诊断一致性均极好,均优于T2*WI与术中DSA的诊断一致性(闭塞位置:κ=0.42;闭塞长度:ICC=0.34)。Bland-Altman分析同样显示,HR-MRI与术中DSA对闭塞长度的诊断一致性优于T2*WI。结论 在评估闭塞位置和长度方面,HR-MRI与术中DSA具有更高的诊断一致性,且优于T2*WI,可作为血管内再通术前筛查的有力工具。
目的 探讨脑血容量指数(CBV Index)在预测超时间窗(>6 h)前循环大血管闭塞急性缺血性卒中(AIS)病人血管内治疗(EVT)后90 d神经功能结局中的价值。方法 回顾性纳入EVT后超时间窗前循环大血管闭塞AIS病人137例,分析病人的一般临床资料和头颅CT灌注(CTP)影像。根据术后90 d改良Rankin量表(mRS)评分,将病人分为预后良好组(mRS≤2分)60例和预后不良组(mRS >2分)77例。采用Mann-Whitney U检验、卡方检验或Fisher确切概率检验比较2组间梗死核心体积、CBV Index、低灌注强度比(HIR)和一般临床资料。采用多因素Logistic回归分析并构建超时间窗前循环大血管闭塞AIS病人EVT后预后预测模型。采用受试者操作特征(ROC)曲线下面积(AUC)分析预测效能。结果 与预后不良组比较,预后良好组病人的年龄小、男性占比高、入院时NIHSS评分低,且梗死核心体积小、血管再开通良好比例高、CBV Index高、HIR低(均P<0.05)。Logistic回归分析显示年龄、入院时NIHSS评分、血管再开通情况和CBV Index是预测超时间窗前循环大血管闭塞AIS病人EVT后预后的独立预测因子(均P<0.05)。ROC曲线分析显示整合了年龄、入院时NIHSS评分、血管再开通情况和CBV Index的联合模型对病人预后具有较高的预测效能,AUC为0.878,敏感度为81.67%,特异度为87.01%。结论 CBV Index与超时间窗前循环大血管闭塞AIS病人EVT后90 d神经功能结局相关,整合了年龄、入院时NIHSS评分、血管再开通情况和CBV Index的模型可有效预测预后。
颈动脉粥样硬化斑块是缺血性卒中(IS)发生发展过程中的重要病理和临床诊断基础,早期评估颈动脉斑块性质有助于病人的分层管理。影像组学可以高通量提取影像数据,结合人工智能(AI)方法可以辅助评估颈动脉斑块性质、预测脑血管事件的发生发展、评估颈动脉狭窄术后的预后。就基于CT血管成像(CTA)、颈部血管超声(CDU)和高分辨MRI(HR-MRI)影像提取的影像组学特征结合AI在颈动脉斑块诊断及IS的预测、结合多种组学方法对斑块评估的研究进展进行综述,并分析影像组学应用中需要关注的问题。
急性缺血性卒中(AIS)致死、致残率高。出血转化(HT)是AIS的严重并发症,与临床治疗方案的选择及预后密切相关。人工智能(AI)技术作为一种能早期准确预测HT的新方法,其中影像组学能从CT、MRI等多种神经影像学数据中深度挖掘并提取与HT密切相关的影像组学特征,通过机器学习和深度学习可以实现HT预测信息的筛选及相关性分析、预测模型的构建及优化,提高了HT的预测准确性。就影像组学、机器学习和深度学习预测AIS后HT的研究进展予以综述。
目的 探究新型冠状病毒感染(COVID-19)病人胸部CT随访影像中肺部病灶体积、甲状腺、脾、大血管、骨骼及腹部脂肪的变化。方法 回顾性纳入33例确诊为COVID-19的病人,男22例,女11例,平均年龄(47.1±15.0)岁。收集基线及随访(≥10个月)胸部CT的影像资料,测量全肺病灶体积,甲状腺左、右叶面积和平均密度,肺动脉主干直径、升主动脉主干直径、下腔静脉短径、腹主动脉短径、下腔静脉短径/腹主动脉短径,脾厚径、脾最长径、脾的平均密度,腹部皮下脂肪面积、腹腔内脂肪面积、肝脏平均脂肪,胸椎平均密度。比较基线及随访影像中上述参数的变化。采用组内相关系数(ICC)分析2名医师测量数据的一致性。采用配对样本t检验或配对样本的Wilcoxon符号秩和检验比较基线与随访影像中各项测量数据的差异。结果 2名观察者测量基线和随访影像中大血管、甲状腺、脾、骨骼和腹部脂肪各项指标的一致性均较好(均ICC>0.80)。相比于基线影像,随访中肺病灶体积占比减小;升主动脉主干直径增大;甲状腺面积增加,甲状腺平均密度减低;脾厚径、脾最长径减小,脾平均密度减低(均P<0.05)。基线和随访影像上各部位其余CT特征比较的差异均无统计学意义(均P>0.05)。结论 急性COVID-19是一种累及多器官的疾病,病人多器官均会发生结构性改变。
目的 探讨基于增强CT的深度学习模型术前无创预测胃肠道间质瘤(GIST)Ki-67表达的价值。方法 回顾性收集2所医院经手术病理证实且行免疫病理学染色的262例GIST病人的临床及影像学资料,其中男140例、女122例,平均年龄(55.82±10.13)岁。将一所医院收集的190例病人使用随机分层抽样法以7∶3的比例分为训练组(133例)和内部验证组(57例);将另一所医院收集的病人作为外部验证组(72例)。应用Resnet34、Resnet50、Densenet、Efficientnet和Efficientnetv2等5种基础网络进行模型训练和优化。采用受试者操作特征曲线下面积(AUC)、准确度、特异度、敏感度评估模型的预测效能。使用DeLong检验比较各模型间AUC值差异,得到最佳网络模型。应用梯度类加权激活映射(Grad-CAM)可视化的方法在原始CT图像上生成注意力热图。结果 当学习率(Lr)为0.000 5时,5种模型在训练组、内部验证组、外部验证组中预测Ki-67表达的AUC值均高于Lr=0.000 1时。Densenet(Lr=0.000 5)模型在训练组、内部验证组、外部验证组中对Ki-67表达的预测效能、准确度均最佳,AUC分别为0.983、0.930、0.925,预测准确度分别为92.77%、88.14%、87.77%。Efficientnet模型的预测敏感度最佳,Efficientnetv2模型的预测特异度最佳,但两者准确度均低于其他模型。注意力热图显示模型可以从矩形兴趣区(ROI)中正确识别肿瘤区域,合理解释模型的决策逻辑。结论 基于增强CT的深度学习模型具有良好的稳定性和诊断效能,是一种无创预测GIST Ki-67表达的潜在方法。
目的 构建基于基线MRI的列线图模型,对局部进展期直肠癌(LARC)新辅助化疗反应进行预测。方法 回顾性收集2家医疗中心的142例接受新辅助化疗的连续性LARC病人的临床及MRI影像资料。中心1纳入116例病人,按照3∶1的比例随机分为训练集(87例)和内部验证集(29例);中心2纳入26例病人作为外部验证集。采用卡方检验、Fisher确切概率检验、独立样本t检验或Mann-Whitney U检验比较训练集的客观/缓冲率(ORR)组与非ORR组各观察指标的差异。采用单因素和多因素Logistic回归分析,筛选出预测LARC新辅助化疗反应的独立决定因素并构建列线图。采用受试者操作特征曲线(ROC)及曲线下面积(AUC)评估列线图预测LARC新辅助化疗反应的效能;采用校准曲线评估列线图的校准能力,采用决策曲线评估列线图模型的临床收益。结果 训练集中ORR组与非ORR组cT分期、cN分期、直肠系膜筋膜(MRF)受侵、壁外血管侵犯(EMVI)、原发肿瘤体积(GTV)和肿瘤最大直径差异均有统计学意义(均P<0.05),性别、年龄和阳性淋巴结体积差异均无统计学意义(均P>0.05)。训练集中单因素及多因素Logistic回归分析显示,cT分期、cN分期、EMVI和GTV为预测LARC新辅助化疗反应的独立决定因素(均P<0.05)。基于上述因素构建的列线图预测LARC新辅助化疗反应在训练集、内部验证集及外部验证集中的AUC分别为0.902、0.877和0.872。校准曲线显示,列线图预测LARC新辅助化疗反应的概率和实际结果一致性较好。决策曲线分析显示列线图能为LARC病人带来临床收益。结论 基于cT分期、cN分期、EMVI和GTV构建的列线图能够对LARC病人新辅助化疗反应进行准确预测。
目的 应用T2 mapping技术测量健康人膝关节股骨内侧髁负重区与非负重区各层软骨T2值并分析其差异,探讨膝关节软骨分层、分区域MRI定量研究的价值。方法 前瞻性纳入22名健康志愿者,其中男、女各11名,平均年龄(27.05±1.05)岁。共纳入38个膝关节,左膝20个,右膝18个。对志愿者行膝关节MRI矢状面T2 mapping检查,选取膝关节股骨内侧髁负重区35个、非负重区37个,并测量完整关节软骨上最厚处的T2值。采用独立样本t检验和方差分析分别比较股骨内侧髁负重区与非负重区各层软骨的T2值及各区域内关节软骨浅、中、深层的T2值。结果 股骨内侧髁负重区及非负重区的软骨各层T2值由大到小依次为浅层、中层、深层,除非负重区软骨浅层与中层间的T2值差异无统计学意义(P>0.05),余各2层间T2值差异均有统计学意义(均P<0.05);负重区软骨中层、深层T2值均小于非负重区(均P<0.05),负重区与非负重区软骨浅层的T2值差异无统计学意义(P>0.05)。结论 健康人膝关节软骨依据T2值差异可分为3层且负重区软骨T2值更低,对膝关节软骨分层、分区域研究具有可行性。
目的 探讨基于人工智能(AI)影像后处理的“三低”(低剂量对比剂、对比剂低流率及低辐射剂量)冠状动脉CTA(CCTA)技术的影像质量和辐射剂量。方法 前瞻性纳入疑似冠心病病人60例,平均年龄(56.3±3.9)岁。将病人随机分为行“三低”CCTA检查的研究组(30例)和行常规CCTA检查的对照组(30例)。根据Likert分级评分法对冠状动脉主支血管[包括左主干(LM)、左前降支(LAD)、左回旋支(LCX)及右冠状动脉(RCA)]进行影像质量主观评分。测量升主动脉(AA)、LM、LAD中段(mLAD)、LCX近端(pLCX)、RCA中段(mRCA)、右冠状动脉远段(dRCA)管腔及邻近脂肪CT值和噪声(SD)值,以及右心室(RV)及右侧心膈角区脂肪的CT值和SD值,并计算信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR)。采用卡方检验或独立样本t检验比较2组病人一般资料、影像质量主观评分和评价指标,以及辐射剂量的差异。结果 2组间LM、LAD、LCX、RCA影像质量主观评分的差异均无统计学意义(均P>0.05)。相比对照组,研究组AA、LM、mLAD、pLCX、mRCA、dRCA管腔CT值分别提高了32.5%、8.6%、11.7%、11.2%、9.2%和2.1%;2组RV的CT值、SNR、CNR的差异均无统计学意义(均P>0.05)。研究组的容积CT剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)、有效辐射剂量(ED)均低于对照组(均P<0.05)。结论 基于AI影像后处理的“三低”CCTA可保证冠状动脉影像质量,且降低了辐射剂量,用于冠心病筛查具有很好的临床可行性。
认知功能障碍是2型糖尿病(T2DM)的常见并发症。脑微血管功能障碍是T2DM认知功能障碍的发病机制之一,脑小血管病(CSVD)是其主要表现形式。目前常采用MRI技术检测CSVD,包括常规MRI、扩散加权成像(DWI)、磁敏感加权成像(SWI)等。CSVD的MRI特征包括腔隙性梗死、脑白质高信号(WMH)、脑微出血(CMB)、血管周围间隙扩大(EPVS)、脑萎缩等,这些MRI特征与T2DM认知功能障碍密切相关。综述T2DM伴CSVD认知功能障碍的发病机制及MRI研究进展。
肝豆状核变性(HLD)是一种常染色体隐性遗传的铜代谢疾病。扩散加权成像(DWI)、磁敏感加权成像(SWI)、定量磁化率成像(QSM)、氢质子MR波谱(1H-MRS)、质子密度脂肪分数(PDFF)、神经突方向离散度与密度成像(NODDI)以及心脏磁共振(CMR)等MRI技术可以无创监测HLD病人全身器官病变。就上述MRI技术在HLD疾病监测及预后评估中的临床应用现状予以综述。
慢性腰痛(CLBP)是当前全球范围内最主要的致残疾病之一。许多关键的中枢脑区在慢性腰痛的发生及发展中发挥着关键作用。血氧水平依赖功能MRI(BOLD-fMRI)是研究大脑中各脑区神经元活动的无创性成像技术,在探究大脑功能变化与疾病进展间的关系发挥着重要作用。现就BOLD-fMRI在CLBP发病机制和不同治疗评估中的研究进展进行综述。
肺动脉高压(PAH)是一种具有极高致死率的慢性疾病,其主要特征为肺血管进行性重构。在深入理解PAH发病机制和探索新治疗策略的过程中,药物诱导的PAH动物模型发挥了至关重要的作用。现就野百合碱(MCT)和血管内皮生长因子受体抑制剂(SU5416)诱导的PAH模型及影像学评估展开综述,详细介绍建模方法、实验动物的选择,以及超声、显微CT(Mircro CT)、心脏磁共振(CMR)在PAH模型建立后评估中的应用。
PET/MR结合了PET分子成像及MR多参数成像的特点,为心脏疾病的研究提供了一个全面而深入的视角。PET/MR不仅能在分子层面揭示心脏疾病的病理过程,还能在组织学水平上提供详细的解剖和功能信息。就PET/MR在缺血性心脏病、心肌炎性疾病、心肌淀粉样变及心脏肿瘤等心脏疾病中的临床应用进行综述。
肺血栓栓塞症(PTE)是一组由内源性或外源性栓子造成呼吸和循环系统障碍的病理生理综合征,需要及时诊断和改善预后。基于CT影像的深度学习(DL)能够深度挖掘分析PTE疾病特征,在制定诊疗策略和评估血栓负荷等方面具有重要作用。就基于CT影像的DL在PTE中的应用进展予以综述。
指(趾)甲病变类型多样,仅凭临床表现做出准确诊断具有一定挑战性。高频超声可以清晰显示指(趾)甲及其周围相关组织的解剖结构,多普勒超声能提供血流信息,是一种重要的辅助检查手段。就高频超声用于指(趾)甲炎性病变、指(趾)甲肿瘤和肿瘤样病变、缺血性指(趾)甲病、外伤性指(趾)甲病及杵状指的早期诊断及鉴别诊断、疾病的活动性及预后判断、临床治疗决策辅助、疗效随访评估等方面的价值及进展予以综述。
叶酸受体(FR)在正常组织中低表达,而在多种恶性肿瘤及炎症疾病中呈过度表达。FR的表达量与疾病严重程度、疗效预后呈正相关,因此FR是肿瘤和炎症疾病诊疗的重要靶点。靶向FR的放射性药物有PET显像剂、SPECT显像剂以及多种治疗药物,目前部分药物实现了临床转化。就靶向α和β亚型FR(FR-α、FR-β)放射性药物及其临床转化的研究进展进行综述。
目的 分析总结孤立性左侧无名静脉瘤的影像表现,以提高对该疾病的认识。方法 回顾性分析2例孤立性左侧无名静脉瘤的临床表现及影像特征,并复习相关文献。结果 2例病人的病灶均位于上纵隔,邻近组织结构未见受压改变,无相应临床症状。CT平扫时病灶与血管密度一致,紧邻左侧无名静脉。经右侧肘前静脉注射对比剂后,病变动脉期无明显强化;经左侧肘前静脉注射对比剂,病灶动脉期即可见对比剂充填,延迟期显示2例病灶密度与无名静脉一致。结论 无名静脉瘤的影像表现具有一定特异性,动脉期强化程度与对比剂注射位置有关,延迟期强化程度与无名静脉一致,病变与邻近无名静脉交通。
目的 探讨乳腺腺样囊性癌(ACC)的影像表现。方法 回顾性分析3例经病理证实的乳腺ACC的临床、病理及影像学特点并进行文献复习。结果 病例1在超声上表现为形状不规则的低回声肿块,彩色多普勒血流成像(CDFI)显示其内可见血流信号;MRI上呈实性肿块,早期强化显著,且强化不均匀,时间-信号强度曲线(TIC)呈Ⅱ型,扩散加权成像(DWI)示肿块明显扩散受限。病例2在超声上表现为混合回声肿块,CDFI未见血流信号;MRI上呈囊实性肿块,实性成分可见不均匀强化,强化明显区TIC呈Ⅰ型,DWI未见明显扩散受限。病例3在超声上表现为低回声肿块,CDFI示其内可见血流信号;MRI上呈渐进性明显强化的实性肿块,TIC呈Ⅰ型,DWI未见肿块明显扩散受限。结论 乳腺ACC在超声及MRI上的影像表现缺乏特异性,确诊需病理学支持,MRI检查可以为术前规划提供有价值的信息。
目的 探讨卵巢子宫内膜样腺纤维瘤的影像特点,以提高对该疾病的认识。方法 回顾性分析1例经病理证实的卵巢子宫内膜样腺纤维瘤的影像表现,并复习相关文献。结果 超声检查可见盆腔囊实性肿物,囊性回声内可见分隔,彩色多普勒成像(CDFI)显示实性部分有血流信号。CT可见盆腔内混杂密度肿物,病灶中间密度不均,增强扫描呈不均匀强化,病变两侧密度均匀,增强扫描无强化。MRI可见子宫后壁增厚,可见多发散在小囊状T2WI高信号,两侧附件区可见多发囊实性肿物;囊性部分于T1WI上呈高/稍高信号,T2WI上呈低/高信号,实性部分于T1WI上呈稍低信号,T2WI上呈高信号;增强扫描显示实性部分呈中度不均匀强化,囊性部分无强化,实性部分内见间隔样结构,于T1WI呈低信号,T2WI呈低信号,增强扫描呈渐进样强化。结论 卵巢子宫内膜样腺纤维瘤影像表现具有一定的特征,对其充分认识有助于准确诊断。