简介:摘要目的探讨胸部超低剂量CT(ULDCT)应用深度学习重建(DLR)进行肺癌筛查的可行性,并比较其与ULDCT混合迭代重建(Hybrid IR)及常规剂量CT(RDCT)Hybrid IR的图像质量和结节检出率。方法前瞻性纳入2020年10月至2021年3月在北京协和医院因肺结节接受胸部CT检查的患者。对患者分别进行胸部RDCT(120 kVp,自动管电流)和ULDCT(100 kVp,20 mA)扫描,并采用Hybrid IR(AIDR 3D)重建RDCT图像,采用AIDR 3D和DLR(AICE)重建ULDCT图像。记录辐射剂量和结节数。使用主气管及左肺上叶的客观噪声、信噪比(SNR)、肺部总体及结节的主观图像评分评估图像质量。主观评分由2名经验丰富的放射科医师采用Likert 5分制评分。采用配对t检验比较ULDCT与RDCT辐射剂量的差异。采用单因素方差分析或Friedman检验对3种重建方法的定量指标、客观图像噪声及主观评分进行比较。结果共纳入45例,男17例、女28例,年龄32~74(55±11)岁。ULDCT的辐射剂量为(0.17±0.01)mSv,显著低于RDCT[(1.35±0.41)mSv,t=15.46,P<0.001]。ULDCT-AICE、ULDCT-AIDR 3D及RDCT-AIDR 3D图像在气管CT值、气管噪声、气管SNR、肺实质噪声及肺实质SNR的总体差异均有统计学意义(P<0.05),其中ULDCT-AICE的气管及肺实质图像噪声、气管CT值显著低于ULDCT-AIDR 3D(P<0.05),与RDCT-AIDR 3D差异无统计学意义(P>0.05)。RDCT-AIDR 3D、ULDCT-AIDR 3D、ULDCT-AICE总体图像质量和肺结节图像质量主观评分差异有统计学意义(χ²=50.57、117.20,P<0.001),其中ULDCT-AICE总体图像质量和肺结节图像质量主观评分优于ULDCT-AIDR 3D(P<0.05),与RDCT-AIDR 3D差异无统计学意义(P>0.05)。RDCT-AIDR 3D、ULDCT-AIDR 3D、ULDCT-AICE方法检出结节的数量一致,均为72个。结论胸部ULDCT采用DLR重建可显著降低辐射剂量,且与Hybrid IR相比,能够有效降低图像噪声并提高SNR,并对肺结节的显示良好,图像质量及结节检出效果不弱于目前临床中常规使用的RDCT Hybrid IR。
简介:摘要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。
简介:摘要目的基于深度学习方法开发眼前节相干光层析成像术(AS-OCT)图像分析系统,并评价其对常见角膜病变及特征的自动识别与定位效果。方法收集2011年1月至2019年8月于青岛眼科医院就诊的患者4 026例(5 617只眼),男性1 977例,女性2 049例,年龄(45±23)岁,将其AS-OCT图像作为训练集,由临床医师人工标注角膜上皮缺损、角膜上皮增厚、角膜变薄等16种特征的类型和位置,以及角膜上皮层和基质层的组织分层,用于训练基于深度卷积神经网络算法构建的AS-OCT图像特征识别模型和角膜分层模型。再收集1 709幅患眼AS-OCT图像作为验证集,由模型对特征和角膜分层情况进行识别,并与人工标注结果相比,通过准确度、灵敏度和特异度来评价角膜特征检测模型,采用模型标注区域与人工标注区域的重合率(Dice系数)来评价角膜分层模型。结果5 617幅训练集人工对角膜特征的标注结果(训练数量)为角膜上皮缺损1 472例、角膜上皮增厚2 416例、角膜变薄2 001例、角膜前凸780例、角膜增厚2 064例、上皮下水泡358例、上皮下混浊486例、角膜溃疡1 010例、基质混浊3 635例、后弹力层褶皱1 060例、后弹力层脱离137例、角膜后沉积物665例、角膜穿孔176例、角膜异物127例、LKP术后299例、PKP术后234例。验证集中1 709幅图像中1 596幅被人工标注特征,角膜特征检测模型对16种特征的检测结果与人工标注结果相比,平均灵敏度为96.5%,平均特异度为96.1%;15幅图像存在特征漏检,漏检率为0.93%。角膜分层模型对于角膜上皮层和基质层分割的平均Dice系数分别为0.985及0.917。结论该系统可为医师提供AS-OCT图像中角膜特征的类型和位置信息,准确率较高,可以帮助眼科医师提升诊断效率及准确性。(中华眼科杂志,2021,57:447-453)
简介:摘要目的对麻醉深度指数(CSI)在全麻手术期间麻醉深度监测的应用价值进行评测。方法ASAⅠ或Ⅱ级患者共44例,按随机原则分为试验组、对照组两组各22例患者。试验组患者调节麻药的剂量参考CSI进行改变,对照组患者则按照临床麻醉药物使用的经验进行调节。对患者的心电图、心率、舒张压、收缩压、SPO2以及CSI进行常规监测;记录并统计两组患者的苏醒时间和不良反应发生的情况;计算CSI对于OAA/S的等级相关系数。结果经过统计分析,试验组患者的苏醒时间显著短于对照组患者,与统计学意义相符(P<0.05),试验组患者的不良反应发生情况明显优于对照组患者(P<0.05);CSI与OAA/S评分具有明显的等级相关性。结论麻醉深度指数(CSI)应用于全麻手术期间的麻醉深度监测具有理想的效果,有利于帮助麻醉医师判断患者全麻的深度,指导麻醉用药。
简介:摘要目的探索深度学习技术识别喉返神经(recurrent laryngeal nerve,RLN)在经胸乳入路腔镜甲状腺手术(endoscopic thyroidectomy,ETE)中的应用价值。方法收集2020年2月至2021年8月北京协和医院基本外科进行的经胸乳入路ETE视频。经2名甲状腺医师的筛选后,符合条件的手术视频根据一位高年资医师的意见分为低辨识度及高辨识度组,经过抽帧、标注、审核与校对后,按照随机数方法以5:1的比例分为训练集及测试集,统一输送至D-Linknet模型进行训练。根据交并比计算测试集中的灵敏度、精确率及平均Dice系数。结果46个视频共153 520帧图片纳入了本研究。其中训练集共39个视频131 039帧,测试集共计7个视频22 481帧。交并比阈值为0.1及0.5时,高辨识度组中灵敏度及精确率分别为92.9%/72.8%及85.8%/67.2%,而在低辨识度组中则分别为47.6%/54.9%及37.6%/43.5%,平均Dice系数在两组中分别为0.781及0.663,证实了该模型对RLN具有较好的识别能力。结论基于深度学习的人工智能RLN识别在经胸乳入路ETE视频中可行,有可能帮助外科医生降低手术中误损伤风险,提高手术安全性。
简介:摘要目的构建全身麻醉患者围术期非计划低体温预测模型并应用于临床,验证其性能。方法纳入2016年1月至2020年9月浙江省某三级甲等医院19 068例手术患者数据,运用基于深度学习的人工智能技术构建模型,采用受试者操作特征曲线下面积和决策曲线检验模型的预测效果。于2020年10月至2021年3月纳入2157例手术患者对模型的预测准确率进行检验。结果建模组的手术患者中低体温发生率为13.89%(2 649/19 068),验证组手术患者低体温发生率为14.18%(306/2 157),预测模型的受试者操作特征曲线下面积为0.724(95% CI:0.707~0.741),灵敏度为0.516,特异度为0.823,截断值为0.175,实际应用的准确率为79.54%。结论本研究模型能够稳定的预测全身麻醉患者围术期非计划低体温的发生率,可为临床预防围术期非计划低体温提供参考。
简介:近年来,基于光子计数探测器成像的能谱CT(ComputedTomography)是辐射成像领域内的一个研究热点。通过设置不同的能量阈值,光子计数探测器可将不同能量的入射光子分能窗计数,使采集信号携带了能量信息。通过对多个能窗的CT数据进行解析,能谱CT不仅可以进行物质识别,还可以具有高信噪比、高分辨率等特点,并降低被测物体所受辐射剂量。本文从光子计数探测器、能谱CT重建算法和能谱CT系统三个方面对能谱CT的关键技术和研究现状进行阐述:①光子计数探测器的工作原理及标定方法,并讨论影响标定的因素;②能谱CT的多能分解方法和重建算法;③能谱CT系统平台及应用;最后总结了各个方向的研究内容及热点。