关键词：
胆囊癌
胆囊息肉
循环肿瘤DNA
计算机辅助诊断
CT
摘要：
胆囊癌早期诊断困难、恶性程度高、预后差,因此准确鉴别胆囊病变对早期发现胆囊癌具有重要的意义。目前超声、CT和肿瘤指标检测是诊断胆囊癌的主要手段,但准确性较低。为了提高对胆囊癌的早期诊断准确性,本课题从基于高分辨率超声图像的计算机辅助系统对诊断胆囊息肉的价值研究、动态对比增强CT的延迟显影现象对评估胆囊息肉血管形成及识别息肉病理类型的价值研究和外周血ct DNA在胆囊良恶性疾病中的突变差异研究三方面来提高对胆囊癌的早期鉴别和诊断。第一部分:基于高分辨率超声图像的计算机辅助系统对诊断胆囊息肉的价值研究目的:由于方便且无放射性,超声检查是胆囊息肉术前最常用的诊断工具。但是,其在很大程度上取决于医师经验水平,这导致许多过度治疗案例和漏诊案例。因此有必要研究人工智能在识别超声图像中胆囊病变的价值。方法:在这项研究中,我们开发了一种新型的基于超声图像分割算法和机器学习模型的计算机辅助诊断系统,并结合主成分分析(PCA)和Ada Boost算法,探究其诊断肿瘤性和非肿瘤性胆囊息肉的作用。结果:我们提出的超声图像分割算法在勾勒胆囊区域时达到了95%的高精度。基于高分辨率超声图像的计算机辅助诊断系统的准确性,敏感性,特异性分别为87.54%,85.62%和89.40%,而基于原始图像的计算机辅助诊断系统准确性,灵敏度和特异性分别为73.06%,56.16%和89.40%。诊断结果也略高于超声医师的人眼(四位超声医师的平均水平为86.22%,85.19%和89.18%),而且诊断速度更快(0.02s对3s)。结论:我们提出了一种有效的超声图像分割算法和基于高分辨率超声图像的计算机辅助诊断系统用于鉴别肿瘤性和非肿瘤性胆囊息肉。结果表明,其诊断准确度同专家超声医师类似,所需的诊断时间则更少。第二部分动态对比增强CT的延迟显影现象对评估胆囊息肉血管形成及识别息肉病理类型的价值研究目的:本研究旨在通过动态对比增强CT扫描提高鉴别胆囊胆固醇性息肉和肿瘤性息肉的能力。方法:根据既定标准纳入病例至实验组及验证组。其中实验组回顾性纳入144例,包括胆固醇性息肉组76例,肿瘤性息肉组68例。验证组前瞻性纳入78例,包括胆固醇性息肉组30例,肿瘤性息肉组48例。分析入组患者胆囊动态对比增强CT图像并记录平扫期、动脉期、门静脉期和延迟期的息肉和胆囊内胆汁的CT值,计算息肉胆汁比例(PBR)。根据ROC曲线和曲线下面积分析上述参数对肿瘤性息肉的诊断价值。同时在息肉病理样本中检测血管生成相关标志物,比较CT影像对息肉血管生成特征的观察及其对相应病理类型判断的指导意义。结果:在实验组中,胆固醇性息肉在平扫期和动脉期显影率5.3%和61.8%,显著低于肿瘤性息肉在平扫期和动脉期显影率73.5%(P<0.001)和97.1%(P<0.001)。但在静脉期和延迟期,所有胆固醇性息肉和肿瘤性息肉均可显影。静脉注射造影剂后,胆固醇性息肉的PBR值在平扫期和动脉期的中位数分别为1.01和2.08,显著低于肿瘤性息肉的PBR值3.03(P<0.01)和4.08(P<0.01)。在验证组中可以观察到类似结果。在实验组中,通过ROC曲线分析,直径超过12mm(AUC=0.946,95%CI:0.908–0.983)和平扫期PBR大于1.48(AUC=0.840,95%CI:0.775–0.904)最有利于诊断肿瘤性息肉。联合直径大于12mm、平扫期息肉胆汁比大于1.48可提高肿瘤性息肉的诊断特异性和阳性似然比。在实验组的组化分析中,胆固醇性息肉的新生血管密度CD31染色、微血管密度CD34染色和VEGF评分均显著低于肿瘤性息肉;而且息肉的直径和息肉胆汁比与新生血管密度、微血管密度和VEGF评分呈正相关。结论:动态对比增强CT扫描中的延迟显影现象是鉴别胆囊胆固醇性息肉和肿瘤性息肉的重要特征,并与息肉血管生成相关。结合息肉直径和平扫期息肉胆汁比可提高肿瘤性息肉的诊断特异性。第三部分外周血ctDNA在胆囊良恶性疾病中的突变差异研究目的:检测胆囊良恶性疾病患者外周血循环肿瘤DNA(ct DNA)的突变情况,探讨其在临床诊断中的意义。方法:提取4例胆囊癌患者和2例胆囊炎症病人外周血ct DNA,采用高通量测序技术分析基因突变情况。结果:胆囊良恶性疾病病人外周血ctDNA突变无统计学差异。结论:原因可能是样本量小和患者肿瘤大小分期不同,缺乏可比性,仍值得扩大样本进一步研究。综上所述,为了提高胆囊癌的早期诊断,并避免对胆囊良性疾病的一些过度治疗,我们提出了一种超声图像分割算法和基于高分辨率超声图像的计算机辅助诊断系统,以及动态对比增强CT扫描中的延迟显影现象结合息肉直径和平扫期息肉胆汁比,有助于鉴别胆囊肿瘤性和非肿瘤性息肉。此外,因为样本量小等原因导致胆囊良恶性疾病病人外周血ct DNA突变无差异,应扩大
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