关键词:
人工智能
计算机断层扫描
包膜外侵犯
肝细胞癌
侵袭性
肝细胞癌
深度学习
可解释性
计算机断层扫描成像
肝细胞癌
计算机断层扫描
磁共振成像
钆塞酸二钠
包膜
摘要:
目的
基于计算机断层扫描(computed tomography,CT)图像开发肝脏影像学分期网络(liver imaging staging networks,Li SNet),通过对肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)的包膜外侵犯(extracapsular extension,ECE)分级,对HCC的侵袭性进行预测。
材料与方法
本研究回顾性纳入了共358名接受肝切除术的HCC患者。由三位肝脏影像专业组医师,根据CT图像对肿瘤ECE进行注释和分级。使用基于顺序学习的深度神经网络分别对其中193名和61名患者进行Li SNet模型的训练和验证,以模拟肝脏影像专业组医师对HCC侵袭性的诊断。由另外104名患者组成测试集;比较Li SNet、基于经验的诊断方案以及人类-人工智能协作的模型评估HCC预测微血管侵犯(microvascular invasion,MVI)的性能。此外,评估了Li SNet预测HCC预后的能力。
结果
LiSNet与肝脏影像专业组医师评估影像学上HCC的ECE I、II和III级的一致性分别为0.658(95%CI:0.490–0.779)、0.595(95%CI:0.406–0.734)和0.369(95%CI:0.134–0.566)。Li SNet与肝脏影像专业组医师预测MVI的能力相当(AUC:Li SNet:0.668[95%CI:0.559–0.776]vs肝脏影像专业组医师:0.699[95%CI:0.591–0.806],p>0.05)。在人类-人工智能协作诊断中,即结合Li SNet和基于经验的诊断可以实现对MVI的最佳预测(AUC:0.705[95%CI:0.589–0.820])。此外,Li SNet能够预测HCC切除术后的总生存期。
结论
本研究建立的LiSNet模型可辅助放射科医师在CT成像上对HCC的侵袭性进行自动分期,可能有利于患者的治疗选择和生存预测。
目的
本研究以专家经验为基础,引导深度网络对肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)微血管侵犯(microvascular invasion,MVI)的关键影像特征进行学习,建立预测MVI的可解释模型。
材料与方法
本研究共纳入466例手术病理证实的HCC。其中MVI阴性者321例,MVI阳性者145例。根据CT图像对肿瘤内血管、瘤周强化、包膜以及结节隆突进行注释、分割以及预测。分割任务采用Dice相似系数及交并比进行评估。进行受试者操作特性曲线分析计算曲线下面积(area under curve,AUC),并基于混淆矩阵评估模型的诊断效能,计算模型的召回率、精准度、准确率。
结果
肿瘤内血管及瘤周强化的Dice相似系数分别为85.97±1.70,35.15±8.54,交并比分别为88.09±1.28,57.12±2.37。HCC包膜及结节隆突的1D Dice分别为66.67±1.23,75.45±0.22,肿瘤位置预测的Dice相似系数为88.13±0.32,88.36±0.62;与基线网络相比,基于全自动分割的多属性特征作为注意力监督源的深度网络模型具有较好的MVI预测能力(AUC:84.58±0.48 vs 78.62±2.52)。
结论
本研究建立了一个专家引导的分阶段模型预测HCC的MVI,该模型是可被感知并且可解释的,此外具有较好的MVI预测效果。
目的
比较增强(contrast enhanced,CE)CT和钆塞酸二钠(Gadolinium ethoxybenzyl diethylenetriamine pentaacetic acid,Gd-EOB-DTPA)增强MRI显示肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)包膜的能力,并确定包膜的预后预测价值。
材料与方法
回顾性纳入2015年1月至2020年7月期间在肝切除术前同时接受CECT和GdEOB-DTPA MRI检查的HCC患者共81例。两位肝脏影像专业组医师独立评估HCC在CECT和Gd-EOB-DTPA MRI不同期相的影像学特征,着重对包膜进行评估。根据影像学上包膜的完整性来划分包膜外侵犯(extracapsular extension,ECE)等级。评估者间一致性采用Cohen's kappa(κ)来评估。CT和MRI之间影像学特征的差异,采用Mc Nemar检验来比较。Kaplan-Meier曲线和Cox风险比例模型被用来评估ECE等级与微血管侵犯(microvascular invasion,MVI)和手术后生存率之间的关系。
结果
在ECE评估中,Gd-EOB-DTPA MRI图像,尤其是移行期(transit