影像组学在肿瘤的诊断、预后评估，以及评价肿瘤对治疗的反应等方面均发挥着关键作用。多模态磁共振成像（MRI）影像组学可以将肿瘤的影像组学表现与其分子表型联系起来，在脑胶质瘤的分级和治疗反应的预测和预后方面具有更大的优势。它利用常规和先进技术将脑肿瘤与非肿瘤性病变进行区分，可用于脑胶质瘤的诊断和脑胶质瘤与脑转移瘤的鉴别；半自动和自动化的肿瘤分割技术也被开发用于评估脑胶质瘤的复发情况。主要对多模态MRI影像组学在预测胶质瘤重要分子生物学标志物、胶质瘤分级诊断、与脑转移瘤的鉴别诊断及评估术后复发方面的研究进展进行综述。

目的:基于MRI定量分析长途徒步拉练对大学生膝关节急性损伤及膝关节软骨亚区的影响。方法:入选2019年9月陆军军医大学新入学的27名男性青年大学生，年龄17~20（19.48±0.14）岁，均全程参加为期8 d、240 km的长途徒步拉练。在徒步前（基线测量）和徒步后1 d（随访测量）利用高场MRI对其右膝进行三维定量MRI。两名影像诊断医生评估膝关节急性损伤情况，包括半月板和软骨损伤（5分制）、骨髓水肿和韧带损伤及关节积液（3分制）。同时采用半自动软骨分割和三维数据后处理技术，测量股骨内外侧、胫骨内外侧等共21个亚区软骨体积、厚度和T 2值。利用配对双样本非参数检验及配对样本 t检验比较徒步前后膝关节软骨定量指标的变化。 结果:膝关节急性损伤方面较徒步拉练前，拉练后分别有8和9名大学生新发了1~3级内、外侧半月板损伤；4名大学生的前交叉韧带损伤从0级发展到1级；10名大学生骨髓水肿从0级发展到2级，5名从0级发展到1级；5名大学生关节腔积液从1级发展为2级（均 P<0.05）。膝关节软骨亚区量化分析方面较徒步拉练前、拉练后，股骨滑车中心区体积增加［（1.84±0.32）mm 3比（1.67±0.29）mm 3］，股骨髁内侧中央区体积减小［（1.18±0.21）mm 3比（1.26±0.17）mm 3］，（均 P<0.05）；11个软骨亚区［（1.37±0.27）mm比（1.53±0.18）mm］、［（1.42±0.25）mm比（1.54±0.17）mm］、［（1.53±0.20）mm比（1.62±0.20）mm］、［（1.72±0.28）mm比（1.83±0.28）mm］、［（1.84±0.45）mm比（2.04±0.42）mm］、［（2.20±0.58）mm比（2.46±0.50）mm］、［（1.74±0.19）mm比（1.85±0.21）mm］、［（1.45±0.21）mm比（1.58±0.16）mm］、［（1.81±0.22）mm比（1.91±0.15）mm］、［（1.44±0.13）mm比（1.53±0.15）mm］的软骨厚度均较徒步前变薄（均 P<0.05）；有7个亚区［（40.57±26.23）ms比（67.10±47.46）ms］、［（80.10±20.56）ms比（98.42±23.58）ms］、［（87.92±24.95）ms比（108.84±29.24）ms］、［（50.49±19.18）ms比（76.97±37.16）ms］、［（38.89±15.82）ms比（69.70±40.16）ms］、［（55.84±24.53）ms比（106.35±50.01）ms］及［（72.38±36.64）ms比（105.31±39.34）ms］T 2值均较徒步前降低，而髌软骨两个亚区［（102.13±44.47）ms比（72.20±28.37）ms］、［（97.42±44.86）ms比（76.67±51.64）ms］T 2值较徒步前增高（均 P<0.05）；其余软骨亚区变化差异无统计学意义（ P>0.05）。 结论:长途徒步拉练会导致青年大学生膝关节急性损伤产生。膝关节软骨亚区厚度整体均呈变薄趋势，而体积和T 2值则呈现不同的变化趋势。

目的 探讨腹腔内脏脂肪含量与糖尿病发生的关系,进而探讨其预测T2DM发病的可行性.方法 收集行腹部3.0T MRI检查并有T2DM患者45例(T2DM组),对照组80例,应用IDEAL软件进行图像自动重组,获得脂肪分数(FF图)、弛豫率(R2*)、脂相、水相、同反相位图像.将FF图传至AW 4.6工作站,由两名观察者采用双盲法对FF图进行测量.应用ITK-SNAP软件采用阈值分割法半自动勾画腹腔内脏脂肪(VAT)及皮下脂肪组织(SAT),并计算体积.采用SPSS 26.0软件对数据进行统计学分析.结果(1)T2DM组的腹腔内脏脂肪组织体积(VATV)、肝脏脂肪分数(HFF)、胰腺脂肪分数(PFF)、甘油三酯(TG)及空腹血糖(FBG)均高于对照组,高密度脂蛋白(HDL)低于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05);(2)ROC曲线分析示:PFF判断是否患T2DM的曲线下面积(AUC)为0.656(P＜0.01,95%CI:0.534～0.777),截断值为8.44%,敏感度为50%,特异度为82.5%;HFF判断是否患T2DM的AUC为0.744(P＜0.05,95%CI:0.637～0.851),截断值、敏感度、特异度分别为2.99%、97.5%、42.5%.男性患者VATV判断T2DM的最佳阈值为3 466 cm3,敏感度为63.2%,特异度为89.5%,AUC为0.78(P＜0.01),联合SATV、PFF及HFF时,敏感度为78.9%,特异度为84.2%,AUC为0.839(P＜0.01);女性患者利用VATV诊断T2DM的最佳阈值为2 103 cm3,利用该阈值判断T2DM的敏感度为66.7%,特异度为66.7%,AUC为0.68(P＜0.05),联合SATV、PFF及HFF时,敏感度为90.5%,特异度为76.2%,AUC为0.909(P＜0.01).(3)TG和FBG每增加1个单位,患T2DM的风险就分别提升了3986.3%及417.1%,即TG和FBG是T2DM发病的独立预测因子.结论 PFF、HFF及VATV单独在预测T2DM发病方面,检验效能较低.VATV联合SATV、PFF、HFF预测T2DM发生的检验效能显著提高,其敏感度及特异度亦均明显提高.IDEAL-IQ技术是评估T2DM患者腹腔内异位脂肪组织沉积定量的便捷的方法,具有简单、稳定性好及重复性高的优势.

目的:分析肺磨玻璃密度结节人工智能测量、半自动测量与病理数字切片测量之间的相关性.方法:收集91例表现为磨玻璃密度结节的T1a期肺腺癌的CT图像及病理切片资料.使用人工智能肺部影像分析系统(AILIAS)及半自动分割技术(SLLS)测量CT图像上结节的平均直径和体积,并在病理数字切片上测量结节的平均直径与面积.AILIAS及SLLS与病理数字切片平均直径测量值、AILIAS与SLLS体积测量值两两比较行Wilcoxon符号秩检验.采用Spearman秩相关分析AILIAS及SLLS体积测量值与病理数字切片面积测量值的相关性.结果:AILIAS与SLLS所测平均直径均大于病理数字切片(Z=-7.310,-8.557;均P<0.001).AILIAS与SLLS所测直径间差异无统计学意义(Z=-0.744,P=0.457).SLLS所测体积小于AILIAS(Z=-6.218,P<0.001).AILIAS和SLLS体积测量值与病理数字切片面积测量值均显著相关(rs=0.729,0.727;均P<0.001).结论:人工智能可多维度测量肺磨玻璃结节的直径和体积,与病理数字切片面积测量值有良好的相关性及一致性,可为磨玻璃结节的良恶性判定及临床疗效评估提供数据支持.

光学相干断层成像技术(OCT)现已发展成为国内外较热门的冠状动脉内影像技术,其中冠脉OCT图像的斑块区域分割对易损斑块的识别和研究有着重大意义.本文提出了一种基于K-means聚类与改进随机游走的新算法,实现了对冠脉钙化、纤维化斑块和脂质池的半自动化分割.本文主要创新点为改进了随机游走算法的权函数,将图像中像素间的边与种子点之间的距离加入到了权函数定义中,增加了弱边界的权值,防止了过分割现象的发生.本文基于以上方法对9名冠状动脉粥样硬化患者的OCT图像进行了斑块区域分割.通过对比医生手动分割结果,证明了本文方法具有良好的精度和鲁棒性,以期本文方法可对冠心病的临床诊断起到一定的辅助作用.

目的 应用多排螺旋CT(MSCT)评价健康北方人腹部脂肪分布情况,并分析其与年龄和腰围(WC)的相关性.方法 应用MSCT图像半自动分割技术测量287例健康北方人脐平面的腹腔内脂肪面积(VA)、腹壁皮下脂肪面积(SA)、VA/(VA+SA)、腰围(WC),将所有人按不同年龄和性别分组,并进行统计分析.结果 男性VA高于女性(P<0.05),女性SA高于男性(P<0.05).男性VA、女性VA、女性VA/VA+SA随年龄增长而增长(P<0.05),男性VA/VA+SA在60岁前随年龄增长而增长(P<0.05),但主要是20～40岁组,与其他各组差异有统计学意义(P<0.05).男性和女性VA与WC、年龄均呈正相关(P<0.05);男性和女性SA与WC均呈正相关(P<0.05),与年龄均不相关(P>0.05).结论 MSCT图像半自动分割技术测量腹部脂肪含量可行;北方人群腹部脂肪分布在不同年龄、性别组中存在差异,腹部脂肪含量与年龄和WC存在一定相关.

目的 探讨基于区域增长和统一化水平集的半自动肝脏及其管道CT分割重建方法的可行性,评价该三维重建技术在诊断肝动脉变异中的准确性.方法 选取拟行肝切除术的患者300例,术前均接受腹部增强CT检查,应用区域增长和统一化水平集的半自动肝脏及其管道分割重建方法构建3D肝动脉重建模型,并根据Michels分型标准进行分型.所有患者均接受手术治疗,记录术中肝动脉变异情况以及手术、病理和术后资料,并比较模型的可靠性.结果 所有患者均顺利完成手术,且无术中及术后死亡病例.在所有患者中,最常见的肝动脉分型为Ⅰ型(76.6％),Ⅲ型(7.3％)、Ⅴ型(4％)、Ⅵ型(4％)、Ⅱ型(2.6％)、Ⅸ型(2.6％)、Ⅳ型(0.6％),无Ⅶ型、Ⅷ型、Ⅹ型肝动脉分型患者,其他类型占比为2％.通过与术中实际情况进行对照发现,区域增长和统一化水平集的半自动肝脏及其管道分割重建方法构建的3D肝动脉重建模型准确率为100％.结论 通过螺旋CT检查并应用区域增长和统一化水平集的半自动肝脏及其管道分割重建方法构建3D肝动脉重建模型,能对肝动脉进行准确分型,而了解异常的肝动脉分型无论对于外科手术和介入性肝脏手术都起到了重要的作用.

放射组学是一门新兴的定量影像学,利用先进的图像处理流程提取纹理特征,客观、定量地描述肿瘤表型.放射组学特征应用于癌症疗效和对遗传表型的潜在预测方面对于个性化和精准医疗至关重要.图像分割作为放射组学实际应用的重要一步,对结果的稳健性至关重要.在这篇技术综述中,主要论述了放射组学图像分割常用方法,并探讨了各方法应用范围和技术问题,以及如何选择放射学图像分割法才对结果更为稳健、高效.

目的 采用CUBE-FSE-FLEX序列测量水脂混合溶液模型的脂肪浓度、猪瘦肉及肥肉容积,研究基于此技术的脂肪浓度定量及容积测量准确性.方法 (1)水脂混合模型:分别制作浓度范围2％～30％、浓度梯度为2％的脂肪乳溶液和浓度范围0％～ 100％、浓度梯度为10％的水脂溶液,分别采用CUBE-FSE-FLEX和IDEAL-IQ序列扫描水脂溶液和脂肪乳溶液模型,获得两组序列所测脂肪分数,采用配对t检验分别比较两组测量值与实际脂肪分数的差异,采用线性回归方法及Bland-Altman散点图分析两组测量值与实际脂肪浓度的相关性及一致性;(2)肥瘦肉模型:采用CUBE-FSE-FLEX序列扫描肥瘦肉模型,分别获得手工分割(MS)和半自动分割算法[(多维阈值法(M DT)及区域增长法(RG)]测量的肥肉和瘦肉样本的体积,采用配对t检验、Pearson相关法及Bland-Altman散点图行3种方法容积测量值与实际容积的差异性、相关性及一致性检验;对肥瘦肉模型采用的MDT测得值进行Pear-son相关法及Bland-Altman散点图分析.结果 (1)水脂溶液:CUBE-FSE-FLEX-FaF与实际脂肪浓度无显著性差异(t=0.113,P=0.913),IDEAL-IQ-FaF与实际浓度差异显著(t=-41.084,P＜0.001),两种测量值与实际脂肪浓度均有高度直线相关,分别为0.941 (CUBE-FSE-FLEX)与1(IDEAL-IQ).测量值与实际值差值的95％置信区间为:CUBE-FSE-FLEX(-19.1708,18.5199),IDEAL IQ(-4.7593,-3.4589).(2)脂肪乳溶液:CUBE-FSE-FLEX及IDEAL-IQ测量值与实际脂肪浓度均有显著性差异,(t=34.668,P＜0.001)、(t=21.363,P＜0.001),与实际脂肪浓度均呈高度直线相关,R2分别为0.999 (CUBE-FSE-FLEX)与1(IDEAL-IQ),测量值与实际值差值的95％置信区间为:CUBE-FSE-FLEX(-4.1762,-2.68),IDEAL-IQ(-2.0076,0.990).(3)肥瘦肉模型:配对t检验示肥瘦肉模型MS测量值与实际值均无显著差异(t=0.777,P=0.443;t=1.727,P=0.94);MDT及RG测量值与实际值均有显著差异(P ＜0.001).肥瘦肉模型中三种测量值均与实际容积值高度相关(R2均＞0.98),MS与实际值偏差最小(bias=1.49％,bias=2.88％),MDT次之(bias=14.7％,bias=12.8％),RG最大(bias=-27.31％,bias=-33.99％),测量值与实际差值的95％置信区间分别为:肥肉模型-19.73％,-22.70％ (MS);-22.76％,-52.15％ (MDT),-40.84％,-13.79％ (RG);瘦肉模型-15.62％,-21.38％ (MS);-8.12％,-33.71％(M DT),-51.43％,-22.55％ (RG).对肥瘦肉采用MDT测量方法两次测量值统计分析,两次采用MDT方法的测量值相关性及一致性高.结论 应用CUBE-FSE-FLEX序列能客观反映体外模型的脂肪浓度变化,推荐该序列脂像或水像图结合MDT可相对准确、便捷的实现软组织容积测量,可满足临床中组织器官的脂肪含量定量及容积测量的需要.

目的:设计并实现一套基于虚拟现实的腹部手术仿真系统,探讨其在临床外科应用的可行性、使用者的评价以及相关临床影响.方法:以多时相增强CT影像作为原始数据,采用基于主观阈值和三维标签技术的半自动器官分割方法对腹部器官进行分割,通过3D-Doctor图像处理工具进行三维模型重建,结合虚拟现实技术与力反馈设备构建腹部手术仿真系统,并通过主观和客观的多方面评价指标对系统性能进行综合度量.结果:构建的腹部手术仿真系统在执行虚拟手术时能够保持流畅运行,得到了外科医生的认可,符合临床应用的要求.结论:该系统保证可靠性的同时易于实现,对于临床治疗和手术训练有着积极的意义.