简介:摘要目的研发基于人工智能深度学习技术的髋关节翻修术前CT影像分割算法,并进行验证及初步应用。方法回顾性分析2019年4月至2022年10月于中国人民解放军总医院收治的有清晰CT数据资料的翻修病例706例,其中男520例,年龄(58.45±18.13)岁;女186例,年龄(52.23±16.23)岁。均为单侧,左侧402髋、右侧304髋。搭建transformer_unet卷积神经网络并使用Tensorflow 1.15进行网络模型训练,实现对翻修髋关节CT影像的智能分割。基于已研发的全髋关节置换术三维规划系统,初步构建髋关节翻修手术智能规划系统。分别采用dice overlap coefficient(DOC)、average surface distance(ASD)、Hausdorff distance(HD)参数对transformer_unet、全卷积网络(fully convolutional networks,FCN)、2D U-Net、和Deeplab v3+的分割精度进行评估,统计分割耗时对上述网络的分割效率进行评估。结果与FCN、2D U-Net和Deeplab v3+学习曲线相比,transformer_unet网络可通过较少的训练量实现更优的训练效果。Transformer_unet的DOC为95%±4%,HD为(3.35±1.03) mm,ASD为(1.38±0.02) mm;FCN分别为94%±4%、(4.83±1.90) mm、(1.42±0.03) mm;2D U-Net分别为93%±5%、(5.27±2.20) mm、(1.46±0.02) mm;Deeplab v3+分别为92%±4%、(6.12±1.84) mm、(1.52±0.03) mm。Transformer_unet各系数均优于其他三种卷积神经网络,差异有统计学意义(P<0.05)。在分割时间方面,transformer_unet分割耗时为(0.031±0.001) s,FCN为(0.038±0.002) s,2D U-Net为(0.042±0.001) s,Deeplab v3+为(0.048±0.002) s。Transformer_unet分割耗时少于其他三种卷积神经网络,差异有统计学意义(P<0.05)。将transformer_unet与全髋关节置换术三维规划系统相结合,可初步完成髋关节翻修手术智能规划系统的构建。结论与FCN、2D U-Net和Deeplab v3+相比,transformer_unet卷积神经网络可更精准、高效地完成对翻修髋关节CT影像的分割,有望为人工智能髋关节翻修手术术前规划及手术机器人相关领域的研究提供技术支撑。
简介:摘要目的探讨老年男性2型糖尿病患者血糖波动与随访期糖化血红蛋白(HbA1c)的相关性。方法回顾性队列研究。收集2007年1月至2011年1月在解放军总医院第二医学中心行动态血糖监测的老年男性2型糖尿病患者200例,根据基线时平均血糖波动幅度(MAGE)分为MAGE<3.9 mmol/L组(114例)和MAGE≥3.9 mmol/L组(86例)。所有受试者进行长期随访观察,MAGE与随访期间HbA1c均值的相关性采用单因素Pearson相关分析及多因素直线回归分析。结果MAGE≥3.9 mmol/L组与MAGE<3.9 mmol/L组年龄、体重指数、腰围、吸烟及饮酒史、空腹血糖、血脂、血压差异均无统计学意义(P值均>0.05)。平均随访时间为12.5年。MAGE≥3.9 mmol/L组随访期间HbA1c均值为7.23%±0.72%,明显高于MAGE<3.9 mmol/L组的6.91%±0.77%(t=-2.94,P=0.004)。MAGE≥3.9 mmol/L组随访期间HbA1c均值<7.0%的比例为44.2%(38/86),明显低于MAGE<3.9 mmol/L组的60.5%(69/114)(χ2=5.26,P=0.022)。单因素Pearson相关分析显示基线MAGE与随访期间HbA1c均值相关(r=0.306,P<0.001)。多因素直线回归分析显示,在校正相关混淆因素后,基线MAGE仍然是随访期间HbA1c均值的独立相关因素(β=0.09,95%CI:0.03~0.15,P=0.006,R2=0.31)。结论老年男性2型糖尿病患者基线时MAGE越高,随访期间HbA1c水平就越高,基线时血糖波动与随访期间HbA1c水平独立相关。
简介:摘要目的研发基于人工智能深度学习技术的全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA)髋臼假体型号算法并进行初步验证。方法回顾性分析2019年4月至2020年4月30例股骨头坏死患者资料,其中男15例,女15例;年龄(54.8±10.5)岁(范围33~72岁),左侧13髋,右侧17髋,均接受初次单侧THA。在完成髋关节图像手工标注的基础上,训练人工智能深度学习卷积神经网络对患者髋关节CT骨质进行分割,而后识别骨盆解剖标志位点,并对骨盆位置进行矫正并模拟安放髋臼杯,分别采用dice overlap coefficients(DOC)、平均误差等参数对上述步骤的精度进行评估,最终形成人工智能髋臼假体型号算法。并使用该算法与Orthoview二维术前规划软件分别对患者髋臼杯大小进行规划,将两组规划结果与已完成的实际手术结果进行比对,分别计算其符合率,从而回顾性验证本算法的规划效果。结果在算法方面,与其他经典分割网络相比,G-net网络可更精准的完成对股骨头坏死髋关节骨质的分割,DOC为92.51%±6.70%,且具有更好的鲁棒性(robustness),点识别网络平均误差为0.87个像素值。在临床应用效果方面,人工智能组完全符合率为96.7%(29/30),较Orthoview组的73.3%(22/30)高23.4%,差异有统计学意义(χ2=6.405,P=0.011)。结论深度学习技术可精准分割患者髋关节CT图像,识别髋关节特征点,人工智能THA髋臼杯放置算法与传统二维术前规划方式相比具有较高的准确性。此算法有望实现准确、快速的THA三维术前规划。
简介:摘要目的探讨RANBP2基因突变致家族性急性坏死性脑病(ANE1)的临床特征、诊治及预后。方法选择2018年1月及2019年3月,于北京儿童医院(患儿1)及四川省妇幼保健院(患儿2)确诊的2例RANBP2基因突变所致ANE1患儿为研究对象。回顾性分析其临床病例资料,包括临床表现、实验室检查结果、头颅MRI特征、治疗及随访结果等。同时,检索国内外数据库中RANBP2基因突变所致ANE1患者相关文献进行复习。本研究遵循的程序符合2013年修订的《世界医学协会赫尔辛基宣言》要求。结果①临床病例资料:患儿1系发热后头痛、嗜睡、精神反应差、表情淡漠、直线行走不稳、近期记忆力下降;患儿2系甲型流感病毒感染后,出现发热、头痛、呕吐、进行性意识障碍伴面瘫。2例患儿头颅MRI检查均提示丘脑、岛叶、脑桥、外囊等多部位对称性损害,部分囊性改变。基因检测结果显示,2例患儿均为RANBP2基因第12外显子c.1754 C>T(p.Thr585Met)杂合错义突变;经丙种球蛋白、糖皮质激素调节免疫功能治疗,以及"线粒体鸡尾酒疗法"修复线粒体功能等治疗后,患儿颅内病灶均好转,精神及运动能力均恢复。②文献复习:总结文献报道的74例及本组2例RANBP2基因突变所致ANE1患者临床特征如下。其发病年龄为5个月至40岁,首发年龄中位数为3.5岁,男女患者比例为35∶41。其主要临床表现中,发热为82.5%(47/57),癫痫发作为81.1%(43/53),局灶性神经功能障碍(FND)为28.6%(8/28),脑病为93.4%(71/76);脑脊液蛋白升高(EP)为90.3%(56/62),脑脊液细胞数增多(Pl)为28.6%(8/28)。患儿头颅MRI/CT检查提示的病变部位,主要位于丘脑(83.1%,49/59),脑干(72.9%,43/59),颞叶(71.2%,42/59),小脑(26.3%,5/19),脊髓(13.8%,4/29),基底节(8.5%,5/59)。结论RANBP2基因突变所致ANE1,具有典型临床症状和特征性头颅MRI表现,临床对发热性疾病伴丘脑等部位对称性损害患者,应注意本病可能。对疑似该病的患者,应尽早进行RANBP2基因检测,将有助于明确本病诊断、进行合理治疗并改善患者预后。
简介:摘要目的探讨四氯化碳致小鼠肝纤维化病程中可诱导共刺激分子(inducible costimulator,ICOS)对辅助性T细胞(helper T cell,Th)22细胞极化的影响。方法模型组与正常组BALB/c小鼠各40只,流式细胞仪分析测定白细胞介素(interleukin,IL)-22+CD4+T细胞在脾脏中的表达以及Th22细胞中ICOS的表达趋势及特征。酶联免疫吸附测定法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测脾淋巴细胞培养悬液中细胞因子中IL-22的水平。结果随着病程进展,模型组脾脏IL-22+CD4+T细胞比例较对照组显著上调[4 W:(6.23±2.45)%比(2.78±0.88)%;8 W:(16.05±4.32)%比(2.78±0.88)%;13 W:(22.10±5.50)%比(2.78±0.88)%;16 W:(17.34±4.87)%比(2.78±0.88)%;t值分别为5.475、10.640、7.948和6.651,P值均<0.05];模型组Th22细胞中ICOS+细胞的比例较对照组显著上调[4 W:(20.47±4.19)%比(5.22±2.18)%;8 W:(33.20±5.71)%比(5.22±2.18)%;13 W:(39.98±6.02)%比(5.22±2.18)%;16 W:(35.69±5.80)%比(5.22±2.18)%;t值分别为6.975、10.350、13.450和13.640,P值均<0.05]。肝纤维化模型组在四氯化碳注射13 W后IL-22的表达水平较对照组显著上调[(60.48±9.87)%比(26.39±7.27)%,t=9.711,P<0.05)]。IL-22的表达水平与CD4+IL-22+ICOS+细胞数成正相关(r=0.2150,P<0.05)。结论Th22细胞及其作用因子IL-22很可能参与了肝纤维化的免疫应答,与肝纤维化的发生发展有关,ICOS可能是调控Th22极化的关键信号分子。