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关键词： 膝关节   骨关节炎   中医证型   病理学  

摘要： 目的:通过观察不同证型膝骨关节炎(Knee osteoarthritis,KOA)患者软骨组织的病理形态学变化,免疫组化检测分析不同证型KOA患者软骨组织Ⅰ、Ⅱ型胶原蛋白的表达水平,阐明不同证型KOA的组织病理学特征。 方法:选取2022年1月-12月期间在甘肃省中医院骨科确诊KOA且自愿接受膝关节置换手术的患者50例为研究对象,分别纳入实验组。同期选取下肢远端严重创伤行膝上截肢、无骨关节炎患者5例,纳入对照组。手术中收集实验组、对照组患者膝关节胫骨平台及股骨髁软骨标本,对收集到的软骨标本行HE染色、Masson染色,根据其染色结果对各组患者的膝关节软骨组织进行Mankin评分。通过免疫组化方法检测各组患者膝关节软骨组织中Ⅰ、Ⅱ型胶原的表达水平,对其结果进行定量分析。 结果: (1)本研究纳入实验组的50例患者中,男性14例,女性36例,年龄在50-70岁之间,最大年龄70岁,最小年龄51岁。纳入对照组的5例患者中,男性4例,女性1例,最大年龄44岁,最小年龄19岁。各组患者年龄、性别比较无明显统计学差异,具有可比性。 (2)Mankin评分结果:各组膝关节软骨组织Mankin评分比较,差异具有统计学意义(P<0.001);实验组Mankin评分均明显高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.001);湿热痹阻组Mankin评分明显高于肝肾亏虚组、气血虚弱组,差异具有统计学意义(P<0.01);寒湿痹阻组Mankin评分高于肝肾亏虚组、气血虚弱组,差异具有统计学意义(P<0.05)。 (3)Ⅰ型胶原免疫组化结果:各实验组Ⅰ型胶原平均光密度明显高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.001)。实验组组间比较:湿热痹阻组平均光密度明显高于寒湿痹阻组,差异具有统计学意义(P<0.001);气滞血瘀组平均光密度明显高于寒湿痹阻组,差异具有统计学意义(P<0.05);肝肾亏虚组平均光密度明显高于寒湿痹阻组,差异具有统计学意义(P<0.05);其余组间比较,差异无统计学意义(P>0.05)。 (4)Ⅱ型胶原免疫组化结果:各实验组Ⅱ型胶原平均光密度明显低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.001);实验组组间比较:气血虚弱组平均光密度明显高于气滞血瘀组、寒湿痹阻组、湿热痹阻组,差异具有统计学意义(P<0.05)。湿热痹阻组平均光密度明显高于肝肾亏虚组,差异具有统计学意义(P<0.05)。其余组间比较,差异无统计学意义(P>0.05)。 结论: (1)KOA中医证型可能与患者年龄、性别无相关性。 (2)“湿热痹阻”型KOA患者膝关节软骨退变程度最严重;“寒湿痹阻”型KOA患者膝关节软骨退变程度相对较轻。“气血虚弱”、“肝肾亏虚”、“气滞血瘀”型KOA患者软骨退变程度无差异。 (3)KOA各证型关节软骨组织中Ⅰ、Ⅱ型胶原的表达水平不同。 (4)不同证型KOA患者软骨组织的病理形态学特征能为中医证型局部化的辨证论治提供客观依据。

关键词： 宫颈腺癌   临床病理   Silva分型  

摘要： 背景　　宫颈癌是女性中第四大常见的癌症，在女性生殖系统肿瘤中发病率居首位,人们对于宫颈癌的关注程度从未放松。宫颈腺癌(adenocarcinomaoftheuterinecervix,AC)是宫颈癌的一种，随着医学的发展和AC检出率的提高，AC的发病率也一直呈上升趋势，人们通常习惯结合患者的临床病史、影像检查和病理学检查结果，根据国际妇科联合会(theInternationalFederationofGynecologyandObstetrics,FIGO)系统来对其进行分期。由于之前研究宫颈癌大多数类型为鳞状细胞癌(squamouscellcarcinoma,SCC),只有少部分为AC,因此该系统更适用于指导SCC的分期和治疗。虽然宫颈腺癌与SCC有相似之处,但随着研究进展,更多的证据表明AC和SCC之间存在着许多差异，包括在分子层面，继续使用相同的治疗方案会持续产生诸多问题。因此，提出一种最适合AC的全新的分型及治疗标准是顺应医学发展进程的必然需求。　　Silva分型是一种全新的分类方式，它是依据AC的形态学特征和浸润模式，并结合有无LVSI的特征将AC分为三种类型，包括没有淋巴结转移和肿瘤复发的无侵袭性的SilvaA型;可伴有淋巴结转移(通常会有淋巴脉管间隙浸润(lymphvascularspaceinvasion,LVSI))、远处转移和有机会复发的侵袭性的SilvaC型;以及属于二者之间的少见淋巴结转移(通常会有LVSI)、极少复发的弱侵袭性的SilvaB型。这样的分型方式提出时伴有新的针对不同分类患者的治疗方式，可极大的提升患者术后状态和减少并发症，对于患者整体的预后情况也有很强的相关性。　　目的　　本研究回顾性的分析了93例AC患者的基本情况、术前检测结果、临床病理特征、组织学改变以及随访情况，对AC患者根据特征进行分类，探究不同Silva分型与临床病理学特征的关系，并分析Silva分型对于总生存期和无病生存期的预后价值，以期证实Silva分型对于AC的普适性和预后价值。　　方法　　1.收集郑州大学第一附属医院2015年1月至2020年12月期间宫颈腺癌患者的信息。使用院内病历系统和病理系统获得患者的病史资料和病理资料。通过病历系统筛选相关信息，总结患者的临床信息，并对所有病例的镜下特点进行复核，确认均应诊断为宫颈腺癌，并在镜下将所有病例按照最新版的WHO宫颈腺癌分类标准进行分类，并根据HPVA和NHPVA两大类进行分类统计。参考基于侵袭模式的侵袭性宫颈腺癌新分类系统（Silva系统），对所有病例进行Silva分型，将其共分为A、B、C三型。　　2.随访采取复诊病历、电话或短信联系患者或其家属的方法，随访时间自手术治疗开始至2022年6月或出现死亡截止。随访内容主要有:（1）患者生存情况:患者是否存活至今或于何时死亡;（2）患者复发情况:患者有无出现复发，若出现复发是否接受相关治疗。　　3.统计学处理:运用SPSS26.0软件。在进行临床数据分析的过程中，对计量资料若符合正态分布，用均值±标准差表示，否则以中位数（最小值-最大值）表示，对于两个样本的对比，选择独立t检验的方式;对于多个样本，选择单因素方差分析的方式;多个组别的比较，选择卡方检验或者Fisher确切概率法。对于每一个临床病理特征选择单因素生存分析，运用Kaplan-Meier（K-M）方法进行分析并运用SPSS26.0软件绘制生存曲线，P＜0.05为差异具有统计学意义。　　结果　　1.经过严格执行病例的纳入和排除标准，并对所有病理资料的进行复核，确定了符合条件的诊断为宫颈腺癌的病例共计93例。所有的93例病例中，HPVA共计77例，包括了普通型腺癌69例，黏液性腺癌8例，NHPVA共计16例，包括了胃型腺癌9例，透明细胞癌4例，子宫内膜样型腺癌2例，中肾管型腺癌1例。所有的93例患者发病年龄在30～77岁，中位发病年龄为48岁，总体平均发病年龄为49.1±9.3岁。其中77例HPVA的患者发病年龄在30～70岁，中位发病年龄为48岁，总体平均发病年龄为48.0±8.4岁，16例NHPVA患者发病年龄在31～77岁，中位发病年龄为55岁，总体平均发病年龄为54.2±11.2岁。　　2.将所有的93例患者进行Silva分型并统计结果，SilvaA型患者为14例，约占15.1％,SilvaB型患者为12例，约占12.9％,SilvaC型患者为67例，约占72.0％,在所有分型中C型所占比例最高。对病例区分HPVA和NHPVA后再分别进行Silva分型的统计，在HPVA中，SilvaA型有14例，约占18.2％,SilvaB型有12例，约占15.6％,SilvaC型有51例，约占66.2％;在NHPVA中，16例病例均在镜下按照Silva分型的标准进行分类

关键词： 乳腺癌   人类表皮生长因子受体2低表达   临床病理学特征   预后分析   免疫组织化学   抗体偶联药物  

摘要： 【目的】:新型抗体偶联药物德曲妥珠单抗针对HER-2低表达人群实验的成功或将改写当前乳腺癌的治疗格局。HER-2低表达人群随之也备受关注。因此,有必要更好的探讨HER-2低表达人群的临床病理学特征及其预后。【方法】:回顾性收集2018年1月-2020年1月云南省第一人民医院乳腺甲状腺外科收治具有HER-2表达数据的原发性乳腺癌患者资料,其中HER-2阴性共304例,根据HR受体和HER-2状态对患者的临床病理学特征进行分层,比较HER-2低表达与HER-2零表达两组患者间的临床病理学特征及预后情况。计数资料采用频数及百分比表示,比较采用成组卡方检验或Fisher精确概率法,构建Kaplan-Meier生存曲线,Breslow检验比较生存差异,单因素、多因素Cox回归分析预后影响因素。以P<0.05为差异有统计学意义。【结果】:304例HER-2阴性患者中,HER-2低表达者176例(57.9%),HER-2零表达者128例(42.1%)。与HER-2零表达组相比,HER-2低表达组在年龄、月经状态、组织学分级、增殖指数、激素受体表达方面有统计学差异。生存分析显示两组间3年DFS及OS差异无统计学意义,多因素回归分析显示肿瘤大小、腋窝状态是DFS和OS的影响因素。304例HER-2阴性乳腺癌中,激素受体阳性的有234例(77.0%),其中HER-2低表达147例(62.8%),HER-2零表达87例(37.2%);两组相比在年龄、月经状态、组织学分级方面有统计学差异。激素受体阴性的有70例(23.0%),其中HER-2低表达29例(41.4%),HER-2零表达41例(58.6%)。两组相比在TNM分期方面有统计学差异。【结论】:HER-2低表达乳腺癌具有一定的临床病理学特征性差异,随着新型抗HER-2药物的崛起,可作为一种临床治疗相关的独立分型;同时,未来也可能成为乳腺癌治疗研究方向的一个独立生物学亚型。为未来HER-2低表达人群接受新型靶向药物治疗提供更有利的理论依据。目前无法就HER-2低表达人群的预后意义给出明确结论。

关键词： 浸润性导管癌   超声诊断   病理学   免疫组化   预后  

摘要： 乳腺癌是最常被诊断出的恶性肿瘤之一,也是全球女性癌症相关死亡的主要原因。估计每年有167万新诊断患者和52万患者死于乳腺癌。在临床上,雌激素受体(estrogen receptor,ER)、孕激素受体(progesterone receptor,PR)、人类表皮生长因子(Human Epidermal Growth Factor Receptor 2,HER-2)、细胞核蛋白 KI67(Nuclear-associated antigen Ki-67,Ki-67)、P53 基因(tumor suppressor gene P53,P53)、基底细胞角蛋白 CK5/6(Cytokeratin CK5/6,CK5/6)、DNA 拓扑异构酶 Ⅱa(DNA Topoisomerase Ⅱ alpha,TOPⅡa)等免疫组化指标被广泛的用于指导临床治疗以及对于患者预后的评估。而免疫组化指标的获取是一种有创性的操作,超声由于具有非侵入性、成本效益高、灵敏度和特异性高的优点,已成为乳腺疾病的首选诊断方式。但其准确性方面尚不能满足临床所需。因此,许多研究都集中在超声检查结果与乳腺癌免疫组化表达之间的相关性。目的:探索乳腺浸润性导管癌超声征象与ER,PR,HER-2,P53,KI67,TOPⅡa,CK5/6等多种免疫组化因子表达的相关性。通过探究免疫组化因子与超声征象之间的联系,进而更好的将两者联系起来,以期更好的指导临床诊疗。方法:回顾性分析我院2019年1月至2021年12月经手术病理证实为乳腺原发性浸润性导管癌患者524例,术前进行超声检查并留存有标准的超声声像图,运用单因素分析χ2检验和多因素logistic回归分析超声声像图征象与 ER、PR、HER-2、P53、KI67、TOPⅡa、CK5/6 免疫组化因子表达的相关性,并构建Logistic回归方程。结果:1.根据Logistic回归分析筛选,肿块形状不规则、后方回声减低、高回声晕对ER的阳性表达影响显著,而肿块边缘光整和血供丰富对ER阴性表达影响显著;高回声晕征象的出现对PR阳性表达影响显著,肿块边缘光滑、直径>2cm对PR阴性表达影响显著;内部微钙化对HER-2阳性表达影响显著,而纵横比>1对HER-2的阴性表达影响显著;淋巴结转移对KI-67高表达影响显著,后方回声减低对Ki-67低表达影响显著;内部微钙化以及淋巴结转移对P53阳性表达影响显著,而肿块形状不规则、高回声晕的存在则对P53阴性影响显著;内部微钙化对CK5/6的阳性表达影响显著,而高回声晕的存在对ck5/6阴性表达影响显著;肿块直径>2cm以及淋巴结转移对TOPⅡa的阳性表达影响显著,后方回声减低对TOPⅡa表达阴性影响显著。2.以上结果以受试者工作曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)检验方程效能,其曲线下面积(Area Under Curve,AUC)分别为:ER:0.855;PR:0.747;P53:0.703;KI-67:0.693;HER-2:0.683;TOPⅡa:0.681;CK5/6:0.608。结论:不同免疫组化表达的浸润性导管癌的征象具有一定的差异,这些超声征象可为乳腺癌的诊断,临床治疗和预后评估提供重要参考依据,并进一步的将影像学与病理学联系到一起。

关键词： 肺结节   18F-FDG PET/CT显像   99mTc-3PRGD2SPECT/CT显像   病理学   免疫组化  

摘要： 目的:肺癌的治疗向个体化、精准化方向发展,不同病理类型的肺癌在治疗方式选择上差别很大。因此,对于肺结节来说,精确诊断并预测其良恶性及不同病理分型对选择不同治疗策略及评估预后起着重要作用。鉴于此,我们应用分子影像学方法评估18F-FDG及99mTc-3PRGD2代谢参数与不同病理类型及免疫组化指标TTF-1、CK5/6、CK7、Napsin A、Ki-67表达水平之间存在的潜在相关性,以期通过代谢参数在术前就能对肺结节的病理分型及免疫组化指标水平进行预测,从而更好的帮助临床为患者制订个性化治疗方案。方法:本研究选取自2020年6月至2021年6月于内蒙古医科大学附属医院先后行18F-FDG PET/CT显像和99mTc-3PRGD2SPECT/CT显像并行手术切除取得组织病理及免疫组化结果的患者。收集患者的临床资料、PET图像的半定量代谢参数包括SUVmax1、SUVmax2（延迟）、MTV（代谢肿瘤体积）和TLG（糖酵解总量）、SPECT图像的半定量参数SUVmax R（表示RGD的SUVmax）、病理类型及免疫组化指标TTF-1、CK5/6、CK7、Napsin A、Ki-67的表达水平。运用t检验分析不同病理类型之间各代谢参数的差异有无统计学意义。以术后病理结果为金标准,绘制ROC曲线,比较18F-FDG与99mTc-3PRGD2的诊断价值,以及二者联合诊断效能,并分析两种显像剂诊断良恶性肺结节的最佳阈值,计算出AUC值、灵敏度及特异度。应用Spearman相关性分析评估各代谢参数与免疫组化指标之间的相关性,P<0.05为有统计学差异。结果:1.本研究共纳入40例肺结节患者,平均年龄（62.86±12.68）岁。恶性病变35例,病理类型分别为鳞癌15例,腺癌20例。良性病变5例,病理类型分别为机化性肺炎2例,肺脓肿1例,肺间质纤维化1例,炎性假瘤1例。比较两组患者的一般资料,无统计学差异。2.比较恶性病变组与良性病变组间的各代谢参数差异,仅SUVmax2差异有统计学意义（P<0.05）。比较鳞癌组与腺癌组间的各代谢参数差异,SUVmax1、SUVmax2、MTV、TLG差异均有统计学意义（P均<0.05）。*** R与SUVmax1、SUVmax2、MTV及TLG之间均呈线性正相关关系（相关系数r分别为0.412、0.49、0.518、0.655,P均<0.05）。4.比较各代谢参数诊断效能,最佳参数为延迟SUVmax2,最佳阈值为4.40,其诊断肺结节的敏感性、特异性分别为85.7%、80.0%。其次诊断效能较高的参数为SUVmax1、TLG,最佳阈值分别为7.3、25.3。其诊断肺结节的敏感性、特异性分别68.6%、80.0%和65.7%、80.0%。5.18F-FDG PET/CT与99mTc-3PRGD2SPECT/CT两种显像联合诊断良恶性肺结节的诊断效能较单一显像有所提高（从0.774和0.417提升到0.823）。***1、SUVmax2与TTF-1、CK7、Napsin A之间呈负相关性（r=-0.560、-0.539、-0.668;-0.550、-0.507、-0.645,P均<0.05）,与CK5/6、Ki-67之间呈正相关性（r=0.471、0.622;0.428、0.550,P均<0.05）。MTV值与TTF-1、CK7之间呈负相关性（r=-0.389、-0.539,P均<0.05）,与CK5/6、Napsin A、Ki-67之间不具有相关性（P均>0.05）。TLG值与TTF-1、CK7、Napsin A之间呈负相关性（r=-0.644、-0.596、-0.570,P均<0.05）,与CK5/6之间呈正相关性（r=0.424,P<0.05）,与Ki-67之间不具有相关性（P>0.05）。SUVmax R与TTF-1之间呈负相关性（r=-0.338,P<0.05）,与CK5/6、CK7、Napsin A、Ki-67之间不具有相关性（P均>0.05）。结论:1.通过延迟代谢参数SUVmax 2可以预测肺结节的良恶性、病理类型及免疫组化表达水平,为临床制定个体化方案提供一定的参考价值。2.99mTc-3PRGD2SPECT/CT代谢参数SUVmax R与18F-FDG PET/CT代谢参数SUVmax1、SUVmax2、MTV及TLG值之间呈显著正相关。延迟显像参数SUVmax2在肺结节中的诊断效能最高,二者联合提高了诊断效能。3.高SUVmax、MTV、TLG患者中,更易出现CK5/6阳性,提示鳞癌可能性大。有望通过代谢参数的大小来预测肺癌的病理分型及各免疫组化指标表达水平,指导精准治疗。

关键词： 狭窄型克罗恩病   肠腔直径   近端扩张   CT联合变量X   平滑肌增生/肥大  

摘要： 第一部分腹部CT预测狭窄型克罗恩病手术风险的价值 目的:狭窄型克罗恩病(CD)的手术指证尚不明确。本研究目的为探讨腹部CT是否能预测狭窄型CD患者的手术风险。 方法:回顾性分析2016年1月至2020年6月就诊于南京医科大学附属金陵医院炎症性肠病治疗中心的狭窄型CD患者(定义为存在肠梗阻症状且具有内镜或影像学证实的肠腔狭窄),分为训练队列和验证队列。将患者分为手术组(CT后一年内需手术治疗)和非手术组(CT后一年内无需手术)。搜集患者一般临床资料、腹部CT后治疗药物及腹部CT参数。采用受试者工作特征曲线(ROC)评估腹部CT参数对狭窄型CD患者手术风险的预测价值。通过单因素和多因素分析,确定手术风险的独立影响因素,并建立列线图可视化模型。通过决策曲线分析显示不同阈值概率的净获益,评估预测模型辅助临床决策的潜在能力。 结果:共239例CD患者纳入分析。在单因素分析中,腹部CT参数如粘膜强化、肠壁分层、肠壁强化、梳齿征、淋巴结肿大及肠壁非强化增厚在手术组和非手术组中无显著统计学差异(p>0.05)。相反,肠壁厚度、狭窄部位肠腔直径、狭窄近端扩张直径及纤维化评分和狭窄型CD手术风险显著相关(p<0.05)。当肠壁厚度为5.9mm、狭窄部位肠腔直径为3.35mm、狭窄近端扩张为27.5mm时,对应的曲线下面积最大,分别为0.80、0.82、0.87(p均<0.001)。通过联合ROC曲线分析将上述三个变量合并为CT联合变量X,当X=-2.9566时,其预测狭窄型CD患者手术风险的曲线下面积最大,为0.905(敏感度93.3%,特异度79.7%,95%置信区间为0.762-0.923,p<0.001)。在Logistic多因素分析中,肠壁厚度>5.9mm、狭窄部位肠腔直径<3.35mm、狭窄近端扩张>27.5mm是手术风险的独立预测因素。决策曲线分析提示上述三个腹部CT参数及CT联合变量X均具有良好的预测CD手术风险的净获益,其中CT联合变量X的净获益最大。 结论:在狭窄型CD患者中,腹部CT参数,如肠壁厚度、肠腔直径、近端肠管扩张直径及CT联合变量X和手术风险显著相关。腹部CT可有效预测狭窄型CD的手术风险,值得临床推广和应用。 第二部分狭窄型克罗恩病的肠壁组织病理学变化及其与腹部CT参数之间的关系 目的:腹部CT可预测狭窄型克罗恩病(CD)患者的手术风险,但腹部CT参数和CD肠道狭窄组织病理学特征之间是否具有联系尚不清楚。本研究旨在探索CD肠道狭窄的主要病理学变化及不同方位肠壁组织病理学特征的差异,并探索腹部CT参数与CD狭窄肠管组织病理学特征是否具有相关性。 方法:纳入2020.07-2020.12于南京医科大学附属金陵医院炎症肠病治疗中心接受手术治疗的狭窄型CD患者。分别取狭窄部位和切缘部位小肠的3点、6点(系膜缘)、9点及对12点方向(对系膜缘),行组织病理学评分。比较切缘部位和狭窄部位、肠壁不同方位的组织病理学参数的差异。以腹部CT参数(肠壁厚度5.9mm、肠腔直径3.35mm、近端扩张27.5mm及CT联合变量X-2.9566)为分组变量,比较组间病理学参数的差异。将腹部CT参数和组织病理学评分进行Spearman秩相关性分析。 结果:共15例狭窄型CD患者纳入分析。和切缘部位相比,狭窄部位的肠壁厚度显著增加,其中肠壁增厚最明显的依次发生在粘膜下层、粘膜层、固有肌层和浆膜层。从肠壁全层的角度评估,平滑肌增生/肥大是CD狭窄部位肠壁最显著的病理学变化。平滑肌增生主要体现在粘膜肌层,平滑肌肥大主要在固有肌层。和切缘部位相比,CD狭窄部位肠壁的急慢性炎症评分、纤维化程度及平滑肌增生/肥大程度均显著增高(p<0.001)。不同方位肠壁组织病理学评分无差异。当以CT联合变量X为分组变量时,慢性炎症和平滑肌增生/肥大程度在联合变量X≤-2.9566的患者中显著增加(p=0.02)。在相关性分析中,肠壁平滑肌增生/肥大程度和狭窄肠管直径呈负相关(相关系数r=-0.655,p=0.008),和CT联合变量X呈负相关(相关系数r=-0.683,p=0.005)。 结论:CD狭窄肠壁最主要的组织病理学变化为肠壁平滑肌增生/肥大,其次为纤维化程度,且粘膜下层增厚最为显著。腹部CT参数(肠腔直径及联合变量X)和狭窄肠壁组织病理学特征(平滑肌增生/肥大)显著相关。 第三部分回顾性队列研究——验证腹部CT预测狭窄型克罗恩病手术风险的效力 目的:本研究基于回顾性队列进一步验证腹部CT预测狭窄型克罗恩病(CD)手术风险的效力。 方法:回顾性分析2021.01-2021.12期间就诊于南京医科大学附属金陵医院炎症性肠病治疗中心的狭窄型CD患者。收集患者临床资料、腹部CT后治疗药物及腹部CT参数。将患者按不同腹部CT参数分组(联合变量

摘要： 摘要 一种基于CT的术前深度学习预测模型,能评估肺腺癌切除后的无病生存率。但是深度学习的黑盒特性阻碍了对其结果的解释。目的 提供支持深度学习生存预测模型的

关键词： 病理图像处理   深度学习   生成对抗网络   染色归一化  

摘要： 病理学是许多疾病诊断的重要依据,其中组织病理学被认为是癌症诊断的金标准,细胞病理学可以发现早期的癌变证据。然而因为人员操作、染色试剂以及成像系统上的不同,细胞和组织病理学图像在颜色上常常会出现巨大的差异。这些差异会严重降低计算机辅助诊断系统的准确率。染色归一化可以减少或消除颜色上的差异,从而提高计算机辅助诊断系统的准确率。常规染色归一化方法从参考图像中提取映射关系,并以像素到像素的方式进行归一化。常规方法虽然能够灵活调整染色归一化的方向,但却难以从单张参考图像中提取到准确的颜色映射关系。虽然现有的基于深度学习的染色归一化方法(如StainGAN)能够从整个数据集中提取到准确的颜色映射关系,但是这些的方法往往使用复杂的深度神经网络,计算效率低而且有可能引入伪影。为了解决上述问题,本文将常规方法和基于深度学习的方法进行优势互补,从而实现了准确、高效、可靠、灵活的染色归一化方法。取得的研究成果如下: (1)完全1×1卷积网络用于提高计算效率和可靠性。根据染色归一化的本质(对颜色进行变换,而不改变图像内容),本文创新地提出了使用完全1×1卷积网络来执行染色归一化的思想并提出了StainNet。StainNet能够从整个数据集中提取颜色映射关系,并以像素到像素的方式执行归一化。实验结果证明StainNet能够提取到准确的颜色映射关系,充分保留源图像的信息并且不引入伪影。与此同时,相比于StainGAN,计算效率提高了近45倍。 (2)动态网络用于提高网络容量。本文创新地将动态参数的网络设计思想应用到染色归一化当中并提出了ParamNet,从而解决了StainNet因过于简洁的网络结构而导致网络容量不足的问题。具体地说,使用参数预测子网络直接预测颜色映射子网络(StainNet)的参数(卷积层的权重和偏置),从而为每张输入图像都使用最合适的颜色映射关系。实验结果证明ParamNet能够取得比现有方法更好的性能。得益于动态参数的特性,颜色映射子网络能够使用更加简洁的网络结构,仅包含59个参数,在计算效率上比StainNet提高了近2倍,比StainGAN提高了80多倍。 (3)参考图像分支用于灵活调整归一化方向。本文在ParamNet的基础上引入参考图像分支用于引导染色归一化方向并提出了StainPresetNet,从而实现了对染色归一化方向的灵活调整,避免不必要的训练过程,降低应用成本。ParamNet使用类似于CycleGAN的训练框架,然而它并不适合多个域之间的变换,很可能给映射关系带来歧义和混淆。在StainPresetNet的训练框架中为每个域都配备了一个独立的纹理模块和判别器,从而使得映射方向明确,训练稳定。实验结果证明StainPresetNet不仅能够实现多个域之间的相互变换,而且能够获得最好的性能。StainPresetNet的参考图像是预先设置的,在执行归一化时不需要被计算,因此StainPresetNet的计算效率几乎与ParamNet相同。 (4)在全玻片诊断任务上对本文提出的染色归一化方法的有效性进行了验证。实验结果证明本文提出的三种快速染色归一化均可以有效提高诊断任务的准确率。在本文提出的三种染色归一化方法中,StainPresetNet的颜色映射关系最准确,对诊断任务提升也最高。在细胞病理学的全玻片分类任务上,使用StainPresetNet可以将F1分数从0.532提高到0.773。在组织病理学的全玻片病灶分割任务上,使用StainPresetNet可以将F1分数从0.234提高到0.660。 综上所述,本文通过系统性的工作,实现了具有准确颜色映射关系并且能够在可靠性和计算效率上均满足实用要求的染色归一化方法,处理一张包含100 000×100000像素的全玻片图像仅需要25秒。

关键词： 猫   子宫蓄脓   子宫菌群   临床诊断   病理学变化  

摘要： 子宫蓄脓是一种常见的猫生殖系统疾病,发病率较高。它是由多种因素引起的子宫内积聚大量脓液并伴有子宫内膜囊泡性增生的疾病,严重时会造成猫死亡。其主要病因包括内分泌失调、细菌感染以及机械性刺激等。生殖道中定殖大量微生物,生殖道菌群紊乱与多种生殖道疾病的发生有关,例如子宫内膜的菌群失调可能造成早期自然流产或辅助生殖失败,子宫蓄脓的宫腔内脓汁中分离出大肠杆菌、绿脓杆菌等多种有害菌。本研究采用B超、DR、血液生化检查、子宫剖检及组织切片的方法鉴别诊断子宫蓄脓,结合全长16S r DNA高通量测序揭示患病猫子宫菌群变化,为治疗猫的子宫蓄脓提供参考。研究结果如下: 试验一子宫蓄脓猫的诊断及其子宫卵巢病理学观察通过临床门诊收集10只子宫蓄脓患猫和10只健康猫,对其进行了相关临床检查和对患猫摘除的子宫和卵巢进行了组织病理学观察。(1)B超检查:通过B型超声扫查猫腹部,观察子宫蓄脓猫子宫的大小、宫腔的形状、宫腔内有无异物、子宫内膜厚度等。结果显示子宫蓄脓猫子宫壁广泛性增厚,呈等回声或混杂回声;子宫内含有大量低回声(含有不定量漩涡状回声液体)或混杂回声(含有无定形碎屑液体)的内容物,暗区内无胎体反射,提示有子宫蓄脓。(2)DR检查:使用数字化X射线摄影系统(DR)拍摄健康猫和子宫蓄脓猫腹位和侧位影像,并对比观察子宫位置形态。结果显示,原本不易分辨的子宫在子宫蓄脓猫变得清晰可见,子宫角明显增粗,与健康猫差异明显。(3)血液学检查:健康猫和子宫蓄脓猫采血做血液学检查。全血细胞计数结果显示,子宫蓄脓组白细胞总数、中性粒细胞总数、嗜酸性粒细胞总数、中性粒细胞百分比均显著高于健康猫。血清淀粉样蛋白A(Serum amyloid A,SAA)检查结果显示,子宫蓄脓组SAA值显著高于(P<0.05)健康组。生化检查结果两组猫的生化指标均在正常范围,但肌酐在子宫蓄脓组高于健康组(89.66μmol/L vs 16.93μmol/L)。(4)子宫剖检及组织切片:将健康猫和子宫蓄脓猫子宫和卵巢采样制作组织病理切片对比分析。剖检可见子宫蓄脓猫子宫角充盈膨胀,富有弹性,子宫管腔内有化脓性分泌物。子宫病理切片可见子宫蓄脓猫子宫黏膜层显著增厚,表层黏膜上皮细胞脱落,见大量的以中性粒细胞为主的炎性细胞浸润在腺泡腔内致腺腔显著扩张,间质内亦见较多量炎性细胞浸润,同时伴有明显的腺体增生,间质小静脉和毛细血管扩张充血。卵巢病理切片可见子宫蓄脓猫卵巢内未见成熟卵泡,存在持久黄体。 试验二子宫蓄脓患猫子宫菌群的变化采集10只健康猫和10只子宫蓄脓猫(来自试验一)的子宫内容物样本进行全长16S r DNA高通量测序,比较不同年龄健康猫子宫菌群的差异和健康猫与子宫蓄脓猫菌群差异。结果显示,子宫蓄脓猫的优势菌门是变形菌门(99.86%),优势菌属是埃希氏-志贺氏菌属(99.58%),优势菌种是大肠埃希氏菌(9.58%)。两组菌群在门水平上无显著差异;但健康组的不动杆菌属、草酸杆菌属、假单胞菌属、鞘氨醇单胞菌、魏斯氏菌丰度显著(P<0.05)高于子宫蓄脓组,且子宫蓄脓组的埃希氏-志贺菌属丰度显著高于(P<0.05)健康组。使用鉴别培养基将子宫蓄脓猫的脓汁样本病原分离纯化,菌落革兰染色镜检可见革兰阴性短杆菌,经PCR鉴定和PCR扩增产物测序显示所有样本均是大肠埃希菌。 结论:(1)子宫蓄脓猫的血液学检查指标中白细胞数目、中性粒细胞数目和百分比增多且高于正常值,SAA值显著高于正常值。B超影像可见子宫蓄脓猫子宫壁广泛性增厚,呈等回声或混杂回声;子宫内含有大量低回声或混杂回声的内容物,暗区内无胎体反射;DR检查可见膨胀充盈的子宫;病理切片可见子宫黏膜层显著增厚,腺体增生,大量炎性细胞浸润;卵巢未见成熟卵泡,可见持久黄体。(2)健康猫子宫的优势菌主要是变形菌门的不动杆菌属、草酸杆菌属、假单胞菌属、鞘氨醇单胞菌属和魏氏菌属。(3)与1岁左右的猫相比,两岁以上猫优势菌属不动杆菌属减少,潜在致病菌草酸杆菌增多,提示着机体患病的风险升高。(4)子宫蓄脓猫子宫内的优势菌属主要是埃希氏-志贺菌属,优势菌种是大肠埃希菌。经过细菌分离培养和PCR检测证实大肠杆菌是患子宫蓄脓猫的子宫中主要病原菌。