简介:摘要目的探讨一种基于MRI的深度学习模型预测WHO Ⅱ、Ⅲ级胶质瘤MGMT甲基化状态的价值。方法回顾性分析2016年6月至2020年6月在兰州大学第二医院经手术病理及分子病理证实的WHO Ⅱ、Ⅲ级胶质瘤患者121例的临床及影像资料,其中MGMT启动子甲基化78例、未甲基化43例。收集121例WHO Ⅱ、Ⅲ级胶质瘤的T2WI及T1WI增强序列图像,并手动选取每个患者所有包含病灶层面的图像,按照7∶3完全随机分成训练集及验证集。应用EfficientNet-B3卷积神经网络构建独立的基于T2WI、T1WI增强、T2WI联合T1WI增强的预测模型(T2-net、T1C-net、TS-net),通过ROC曲线对各个模型预测效能分别进行评价。结果验证集T2-net模型对WHO Ⅱ、Ⅲ级胶质瘤MGMT启动子甲基化状态预测的准确度为72.3%,灵敏度为64.7%,特异度为73.3%,曲线下面积(AUC为0.72),T1C-net模型的准确度为66.8%,灵敏度为68.3%,特异度为66.9%,AUC为0.72,TS-net模型的准确度为81.8%,灵敏度为63.1%,特异度为85.0%,AUC为0.78。结论基于MRI的EfficientNet-B3卷积神经网络可以预测WHOⅡ、Ⅲ胶质瘤MGMT启动子甲基化状态;TS-net模型预测性能最佳。
简介:摘要目的建立基于多参数MRI影像组学及临床特征的机器学习预测模型,并评价其治疗前预测鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma, NPC)远处转移风险的效能及临床应用价值。材料与方法回顾性分析2010年6月至2017年9月来自三家医院的1393例经病理证实的NPC患者的临床资料及MRI图像(训练队列1049例、外部验证队列344例)。用ITK-SNAP勾画感兴趣区并用Pyradiomics包逐层提取特征。使用相关性分析、单因素分析和递归特征消除法筛选特征,最后通过梯度提升机(Gradient Boosting Machine, GBM)算法构建模型。通过受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线比较模型的预测效能,以及决策曲线分析评估临床实用性。利用SHAP(SHapley Additive exPlanation)算法赋予最佳预测模型可解释性。结果经筛选后最终保留10个影像组学特征。基于影像组学特征、临床特征、影像组学+临床特征三种特征组合构建了GBM_R、GBM_C和GBM_RC模型。三者在训练集上的ROC曲线下面积(area under the curve, AUC)值分别为0.938、0.724和0.938;GBM_RC(命名为NPC-Wise)在外部验证集中取得了最高的AUC值,为0.775。N分期是NPC-Wise预测过程中最重要的特征。SHAP模型预测力图能直观可视化特征影响NPC-Wise预测远处转移风险的过程。结论基于多参数MRI影像组学及临床特征的可解释性机器学习预测模型NPC-Wise在预测NPC远处转移风险方面具有较高效能,SHAP算法为其提供了个体水平的可解释性,能为个性化治疗提供有价值的决策依据。
简介:摘要目的探讨超声影像数据源3D打印结合模拟循环系统(mock circulatory system,MCS)制作体外动态二尖瓣模型的可行性,以期实现3D打印瓣膜模型从静态到动态、从结构到功能的转变,从而辅助二尖瓣病变的手术治疗选择。方法回顾性收集2017年2月至2018年12月于武汉大学人民医院行经食管三维超声心动图(3D-TEE)检查的10例非瓣膜病患者作为二尖瓣正常组,另选10例同期于我院诊断为二尖瓣狭窄的患者作为二尖瓣狭窄组,10例诊断为二尖瓣关闭不全的患者作为二尖瓣关闭不全组。各组受检者先行经胸二维超声心动图检查,获取二尖瓣瓣口流速(E峰)、压差等血流动力学参数,对二尖瓣狭窄及关闭不全的患者,同时评估瓣膜狭窄及反流程度。行3D-TEE检查,获取二尖瓣三维图像。经图像后处理、3D建模后,应用可溶性材料(PVA)打印瓣膜模具,将人体皮肤硅胶、硅油、淀粉、固化剂等按照一定配比混合后灌注于二尖瓣模具中制作出柔性的硅胶二尖瓣模型。后将模型置于体外MCS中,以实现瓣膜动态启闭。于体外装置中再次测量二尖瓣上述血流动力学参数及评估狭窄和反流程度。应用配对t检验对各组体内外测量值进行统计学分析,并行一致性检验。结果所有受检者二尖瓣3D-TEE图像均成功进行后处理,打印、制作出柔软的二尖瓣模型,并完成体外血流动力学测试。瓣膜模型于体外装置中的启闭状态与体内相似。各组于体外测得的各血流动力学参数与体内相比差异无统计学意义(P>0.05),且一致性较高(r=0.76)。对10例二尖瓣狭窄及10例二尖瓣关闭不全患者的定性评估中,18例与体内评估程度相同。结论以超声为数据源3D打印结合MCS制作体外动态二尖瓣模型是可行的,且准确性较高。动态二尖瓣模型于体外再现了二尖瓣生理和病理状态下的血流动力学特征,可为进一步的临床诊疗、术式模拟提供支持。