年RSNA腹部影像学内容丰富,本文分别从人工智能、肝胆系统、胰腺、消化道、泌尿生殖系统等影像学研究热点和进展进行阐述。
关键词:人工智能:肝脏肿瘤:腺肿瘤
01人工智能
1.肝脏
研究表明,与常规临床肝脏MRI在3T时的标准T2-FS序列相比,采用单次激发T2加权MRI原型合并基于深皮学习的图像重建(DLHASTE-FS)具有更高的图像质量和更短的采集时间。研究深度学习图像重建(deeplearningimagingreconstruction,DLIR)在多重辐射照射水平下对小的低衰减病灶的低对比度检测能力,并验证其在肝转移检测中潜在剂量减少的性能,结果表明,DLIR显示了放射科医生首选的腹部CT成像外观,并允许大幅减少辐射剂量(70%),同时保持图像质量并保持低对比度病变的可检测性。基于深度学习的40keV虚拟单能双能CT图像重建评估乏血管性肝转移,并将图像质量与标准线性混合图像比较,发现基于深度学习模型(DLM)的40keV低虚拟单能成像(VMI)重建在检测肝转移方面提供了更好的图像质量和非劣化的诊断性能。多个阅片者评估双能CT检查中真实和模拟低增强肝脏病变混合数据集的研究显示,与标准混合图像相比,70keV重建可以以更高的符合率和敏感度检测低增强肝脏病变,并可能成为临床实践的新标准。一项比较放射科医生和基于深度学习判读腹部对比增强CT(CECT)对肝转移瘤的疾病状态进行分类的研究结果表明,通过深度学习进行的自动肝转移灶变化分析可以准确可靠地计算出之前和当前CECT扫描之间的转移灶数量、总转移灶体积和转移灶负担的变化。Gd-EOBMRI中肝肿瘤负荷的自动量化一种支持神经内分泌肝转移治疗反应评估的深度学习模型的研究表明,深度学习模型在Gd-EOBMRI中神经内分泌肝转移(NELM)和肝肿瘤负荷(HTL))的三维量化中达到了高精度,为肝脏疾病的全自动评估奠定了基础;该模型的测量结果与专家多学科癌症会议(MCC)在响应评估中的决定相关性良好。基于深度学习的肝细胞癌治疗反应评估软件的研究表明,这种基于深度学习的病变检测和直径测量工具可以通过最大限度地减少实体瘤疗效评估标准(RECIST)测量的主观性和减少每次分析的时间来支持放射科医生,这有可能改善常规护理和临床试验工作流程。
2.胰腺
利用深度学习对2型糖尿病进行全自动CT生物标志物检测的研究结果表明,糖尿病的诊断与CT生物标志物有关,特别是胰腺CT衰减和内脏脂肪的测量。基于CT的深度学习方法对胰腺导管腺瘤(PDA)早期检测的研究表明,基于3DnnUnet的算法可以准确检测小肿瘤,这表明它有助于PDA的早期诊断。基于标准护理CT扫描的人工智能驱动的PDA全自动检测的研究表明,在门静脉期CT上准确的人工智能驱动检测PDA是可行的:全自动方法显示的性能指标与需要放射科医生分割作为输入的方法相当。
3.食管
研究表明,基于深度学习的模型可以有效检测未增强胸部CT扫描中的食管瘤,有助于提高CT对食管癌的偶然发现率。
4.小肠
研究显示,基于CT小肠造影术(CTE)的DLM在鉴别克罗恩病(CD)患者中重度和非轻度肠纤维化方面的表现优于放射科医生的解释,在节省时间方面不劣于放射组学模型(RM)。
5.结直肠
一项基于卷积神经网络(CNN)的机器学习区分CT结肠成像(CTC)中检测到的癌前和良性结直肠息肉的研究表明,CNN有可能提高CTC在结直肠癌筛查中的诊断准确性,从而更精确地选择将受益于内镜息肉切除术的患者。
6.泌尿生殖系统
研究显示,采用人工智能建立一个自动CT肾供体评估方案的自动化工作流程,可以将图像分析处理时间从10~20min减少到1~2min/例;放射科医师回顾没有显示出渲染图之间有任何显著差异,且工作流程对于自动化方法来说是非常有利的。对前列腺T2加权TSE成像中深度学习图像重建(DLR)对采集时间、图像质量、诊断置信度以及与标准T2成像相比的前列腺影像断和数据报告系统(PI-RADS)T2评分和总体PI-RADS评分的影响研究结果表明,前列腺T2DLR是可行的,图像质量得到改善,采集时间减少60%以上。一项自动分割增强的人工智能报告结果应用于双参数MRI中前列腺癌的检测的研究表明,在bpMRI中,使用自动报告驱动的前列腺癌分割来增强训练,显著改善了深度学习前列腺癌检测模型的风险分层。前列腺癌的计算机辅助诊断:使用卷积神经网络的深度学习的外部验证研究表明,鉴于其兼容性能,我们认为使用卷积神经网络的多参数MRICAD算法可以作为可疑前列腺癌患者的一个有用的辅助工具。开发和测试一种可解释的3D深度学习系统(DLS)的性能,该系统可以在双参数磁共振成像(bpMRI)上检测和分类前列腺病变,并使用PI-RADS成像特征验证其预测的研究,介绍了一种全新的、全面的、可解释的DLS,可以在bpMRI上可靠地检测和分类可疑的前列腺病变。
7.其他
一项基于正弦图的腹部CT薄层深度学习图像重建技术(DLIR)研究表明,DLIR在临床实践中显示了潜在的好处,允许潜在的辐射剂量减少,同时保持良好的图像质量和低图像噪声。研究显示,在盆腔CT扫描中植入DLIR算法可以在不牺牲诊断准确性的情况下减少辐射暴露。研究表明,基于深度学习的方法使传统的CT扫描仪和单千伏扫描方案能够生成光谱腹部CT图像,增加了定量成像能力,提高了诊断的准确性和可信度。
02肝胆系统
1.肝细胞癌
肝细胞癌(HCC)局部消融治疗后二次监测的研究表明,交替使用MRI和超声造影(CEUS)对治疗过的肝癌进行二级监测,每种成像方式表现出同等的监测能力,CEUS都证实或否定了MRI的模棱两可的结果,并最佳地证明了肿瘤复发的增强扫描快进快出的征象。一项研究放射学特征能否预测与预后和治疗反应相关的肝细胞癌遗传亚型的结果表明:TP53和CTNNB1是HCC中常见且相互排斥的突变,CT-NNB1突变有利于组织学分化良好,预后较好,但对免疫治疗的反应较差:TP53突变有利于对免疫疗法的更好反应,但对酪氨酸激酶抑制剂疗法的反应较差:这项研究将特定的MRI特征与HCC的这些遗传亚型联系起来;MRI特征(肿瘤大小、边缘,快进快出的强化方式、包膜、肿瘤周围增强、肿瘤内脂肪等)可能有助于预测遗传亚型和指导HCC患者的治疗决策。一项美国和法国队列中HCC组织学亚型和合并HCC胆管癌的MRI特征的研究显示,影像学征象(LI-RADS特征、增强类型、脂肪、扩散信号、T2信号和坏死)可以在区分HCC组织学亚型和合并HCC胆管癌(cHCCCCA)中发挥作用,并可能影响预后。Park等开发了使用钆塞酸增强的肝脏MRI特征(肝胆期不可切除的低信号结节、肿瘤大小≥5cm、MRI上静脉或可疑血管浸润的肿瘤、靶样外观、微血管侵犯)和临床因素,预测单发HCC术后无复发生存期(RFS)的风险评估系统,且表明经过外部验证,在分层人群中具有很高的鉴别能力。Zhang等开发和验证临床-放射学列线图,评估射频消融(RFA)后eHCC患者发生早期复发风险(ER)的可能性,结果表明,基于临床和MRI特征(多发性肿瘤灶、肿瘤大小≥2cm、不规则肿瘤边缘及瘤周强化等)的无创组合数据列线图,以评估RFA后eH-CC患者发生ER的可能性,具有良好的鉴别和校准价值;这种临床放射学列线图在预测ER方面优于单独的临床列线图。一项呼吸触发扩散加权成像与单一扩散敏感梯度减少图像采集时间-肝细胞癌的可行性研究表明,呼吸触发的单一方向上使用扩散敏感梯度可以减少图像采集时间,但在图像质量或诊断准确性方面没有显著差异。一项每年非增强肝脏MRI与每年两次肝脏超声检查对肝硬化患者的肝癌监测的前瞻性多中心试验NCT(MAGNUS-HCC)的研究结果表明,对于HCC检测,每年的MRI平扫监测与每年两次的US监测相比,敏感度略微更高;MRI平扫的PPV优于一年两次US,但FRR无明显差异;MRI和US交替检查,间隔6个月,可最大限度地提高肝癌监测的效果。
2.肝脏影像报告和数据系统(LI-RADS)
Aslam等研究动态对比增强MRI影响早期肝脏影像报告和数据系统(LI-RADS,LR-5)肝癌诊断敏感性的因素中发现ChildPugh评分、整体图像质量、运动退化和动脉期时机不充分等因素都会影响其敏感性,修复质量限制因素的相关技术,如运动补偿和自动团注检测,可能提高MRI对肝硬化惠者早期HCC的敏感性。一项超声造影和CT/MRILI-RADS对HCC的诊断性能和正向预测价值的系统回顾和Meta分析中显示,超声造影和CT/MRILI-RADS在各分类中HCC的阳性预测值(PPV)相似,因此,可能没有必要以不同的方式管理同一类别的观察结果;超声造影和CT/MRIM类早期肝细胞癌结节(LR-M)对非HCC恶性肿瘤的诊断有各自的优势,多重影像结合实验室检查可以更好地诊断LR-M。Bashir等对LI-RADS的主要特点——肝细胞癌诊断准确性研究的个体患者数据进行Meta分析,结果显示大多数CT/MRI和CEUSLI-RADS主要特征与HCC独立相关;动脉期明显强化和延迟期强化减弱与CT/MRILI-RADS有很强的相关性。Zhang等通过使用版LI-RADS,比较从双层光谱CT(DLSCT)获得的40keV虚拟单能图像(VMI)和常规图像(CIs)对HCC高危患者肝脏观察特征的诊断价值,来自DLSCT的40keVVMI与频谱衰减曲线相结合可显著提高肝癌高危患者诊断肝癌的敏感性,但不会显著降低其特异性。评估LIRADS版在DLSCT与对比增强MRI(CE-MRI)上对肝脏局灶性病变(FLLS)的分类的研究显示,与CE-MRI相比,由DLSCT得出的40keV时的VMI,在基于LI-RADSv的肝脏病变分类中LR-5/TIV或LR-5的单独分类,具有可比的敏感性和特异性。洪伟等评估术前钆塞酸增强MRI结果对手术切除后HCC患者的预后价值的研究显示,基于MRI的列线图可有效预测HCC患者的术后预后,有助于指导治疗前临床决策和患者管理优化。
3.肝纤维化和肝硬化
Lee等开发和评估了一种全自动算法,从CT容积中分割肝脏Couinaud段,以检测晚期肝纤维化和肝硬化患者的左侧和尾状叶肥大,结果表明全自动算法在自动肝段体积比(LSVR)诊断组织病理学晚期纤维化和肝硬化方面表现良好,与手工测量结果相当。一项评估预测局部区域治疗(LRT)对肝癌根治性手术后无复发生存(RFS)的放射学和临床因素的研究表明,术前图像上的脏成像报告和数据系统治疗反应(LR-TR)存活类别是LRT治疗的HCC治疗性手术后复发的重要预测因素。有研究评估磁共振弹性成像(MRE)在肝硬化失代偿患者危险分层中的作用,结果表明,MRE是一种反映失代偿肝硬化不同状态的无创方法。在失代偿期肝硬化患者中,肝脏剪切刚度(LSS)可能是一种有效的风险分层工具,确定一个高危队列进行强化管理。
4.其它肝胆系统
一项肝门周围胆管癌患者术前CT身体成分一一与围手术期发病率和结果相关的特定身体成分类型(肌肉减少症、肌肉减少性肥胖和肌脂肪变性)的研究显示,肌肉减少症不会增加围手术期发病率,但肌肉减少性肥胖与较差的90天生存率相关,肌脂肪变性与ICU住院时间延长、无病生存率和总生存率降低有关。使用非参数Bootstrap方法评估定量磁共振胰胆管造影术(MRCP)中胆道系统测量的规范(参考)范围的研究显示,本研究中胆道解剖相关指标的范围与先前报告的评估一致,此外,在一小群健康志愿者中,首次使用非参数Bootstrap定量MRCP中整个胆道和胆管异常相关指标(例如受候选狭窄/扩张影响的导管长度)的标准(参考)范围,从MRCP获得的胆道相关变量的规范(参考)范围有可能改善胆道疾病患者的临床管理。使用快速千伏峰切换双能CT(DECT)和材料分解(MD)试验在个体间和个体内量化肝脂肪变性时肝铁含量和纤维化的影响的研究表明,当前MD技术对肝脏脂肪变性的个体间定量分析应考虑肝脏铁含量的影响;如果可以假设肝脏铁含量的间隔变化较小,那么目前的MD技术在个体内评估中对肝脏脂肪变性进行量化是可行的:目前的MD技术可以应用于早期至晚期疑似非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)患者,因为与肝硬度相对应的肝纤维化并不影响肝脂肪变性的量化。利用人工智能对肝内胆管细胞癌(ICC)进行生存预测的研究表明,人工神经网络优于传统的风险评分,特别是包括更多的风险因素,为生存预测提供了巨大的潜力,本研究证实了该方法对ICC患者治疗前进行生存预测的可行性。一项关于诊断准确性和纵向肿瘤范围、血管侵犯和Rese的共识的年韩国腹部放射学学会对肝外胆管癌(EHD)的共识建议,多层螺旋CT评估EHD肿瘤的肿瘤范围和血管浸润有中等敏感度和高特异度:对于肿瘤的可切除性,有较高的敏感度和中度的特异度,读片者间有着中度的一致性、利用基于多组学的聚类分析将ICC患者分为不同的临床表型,并进一步确定与预后相关的临床表型的研究表明,四种临床表型具有与预后相关的不同临床和影像学特征,基于这些结果,他们提出了一种新的ICC临床表型分类,有助于预测预后,并可能支持治疗选择方面的决策。与高风险肝腺瘤相关的临床和Gd-EOB-DTPA增强MRI特征的研究表明,BCAex3基因型与较高的肝胆相信号强度比(SIR)、较大的肝腺瘤(HCA)病变大小和男性性别有关。组织病理学上的出血与较大的病变大小有关。使用Logistic回归模型选择超声或CT引导靶向肝活检的研究显示,包括病变大小、深度、位置和病变数量的线性logistic回归模型在预测超声引导肝病变活检是可行的。一般情况下,少于3个病灶的小病灶、深病灶、Ⅱ段和Ⅷ病灶在超声引导下对肝脏病灶进行活检的可行性较低。一项研究用于鉴别等衰减胆结石和胆汁的双能CT方法,并通过一项前瞻性体外体模扫描研究将其与先前报道的双能CT方法进行比较,与文献报道的双能量CT方法相比,彩色编码图像在检测等衰减胆结石方面有更好的表现;该技术可能会减少进一步使用超声(US)或MRI进行胃肠道成像的需要,从而降低胆石症或胆总管结石患者的成像成本、诊断时间和风险。一项关于DECT可否用于胆结石检测的回顾观察性研究表明,DECT对胆结石(GS)的检测具有很好的敏感性和特异性;与标准的多色图像相比,虚拟平扫(VNC)和低能量虚拟单色(VMC)图像增加了GS的可检测性。肝MRI中使用中间TE的HASTET2WI与常规T2WI诊断性能的比较研究表明,与常规T2WI相比,深度学习(DL)重建的HASTE-iTE(HASTE-DL)和具有压缩感知(CS)重建的HASTE-iTE(HASTE-CS)在检测肝脏实性局灶性病变方面具有更好的诊断性能和图像质量。一项对比增强双能CT检测肝脏脂肪变性以评估虚拟非对比CT的作用和功效的研究表明,真正的非对比(TNC)CT上的肝脏密度与TNC显著相关,并且在检测肝脏脂肪变性方面表现出较高的准确性。
03胰腺
胰腺影像研究