临床研究
基于深度学习的核素骨显像中骨转移瘤的诊断及评估
中华核医学与分子影像杂志, 2022,42(1) : 22-26. DOI: 10.3760/cma.j.cn321828-20200906-00337
摘要
目的

基于深度学习对99Tcm-亚甲基二膦酸盐(MDP)全身骨显像图像中骨转移瘤进行智能诊断,并设计肿瘤负荷的定量评估指标。

方法

回顾性纳入同济大学附属第十人民医院核医学科2018年3月至2019年7月间621例患者(男389例、女232例;年龄12~93岁)的骨显像图像,分为骨转移瘤组和非骨转移瘤组。从2组分别抽取80%作为训练集,余20%作为测试集。利用深度残差卷积神经网络ResNet34构建骨转移瘤诊断分类及分割模型。计算灵敏度、特异性、准确性以评估分类模型性能,分析分类模型在<50岁(15例)、≥50且<70岁(75例)及≥70岁(33例)组的性能差异。利用模型分割骨转移瘤区域,以骰子系数评估分割模型结果与人工标注结果的比对。计算骨显像肿瘤负荷系数(BSTBI)以定量评估骨转移瘤肿瘤负荷。

结果

骨转移瘤图像280例,非骨转移瘤图像341例;其中,训练集498例,测试集123例。诊断分类模型识别骨转移瘤的灵敏度、特异性及准确性分别为92.59%(50/54)、85.51%(59/69)和88.62%(109/123)。分类模型在<50岁组表现最佳(灵敏度2/2,特异性12/13,准确性14/15),其特异性在≥70岁组中最低(8/12)。分割模型中,骨转移瘤区域骰子系数为0.739,膀胱区域骰子系数为0.925,模型在3个年龄组表现相当。初步结果显示,BSTBI随病灶数目的增多、99Tcm-MDP摄取程度的增高而增大。构建的骨转移瘤智能诊断模型从输入原始数据到最终完成BSTBI计算所需时间为(0.48±0.07) s。

结论

基于深度学习的骨转移瘤智能诊断模型能较准确地识别骨转移瘤、进行自动区域分割及计算肿瘤负荷,为骨显像图像的解读提供了新方法。研究提出的BSTBI有望成为骨转移瘤肿瘤负荷的定量评估指标。

引用本文: 刘思敏, 冯明, 蔡海东, 等.  基于深度学习的核素骨显像中骨转移瘤的诊断及评估 [J] . 中华核医学与分子影像杂志, 2022, 42(1) : 22-26. DOI: 10.3760/cma.j.cn321828-20200906-00337.
参考文献导出:   Endnote    NoteExpress    RefWorks    NoteFirst    医学文献王
扫  描  看  全  文

正文
作者信息
基金 0  关键词  0
English Abstract
评论
阅读 0  评论  0
相关资源
引用 | 论文 | 视频

版权归中华医学会所有。

未经授权,不得转载、摘编本刊文章,不得使用本刊的版式设计。

除非特别声明,本刊刊出的所有文章不代表中华医学会和本刊编委会的观点。

99Tcm-亚甲基二膦酸盐(methylene diphosphonate, MDP)骨显像已广泛用于检测恶性肿瘤骨转移及评估骨转移瘤治疗效果。但人工解读图像任务重而繁琐,且易受个人经验的影响。骨转移瘤在临床上也尚缺乏客观准确的定量评价方法。目前,用于检测骨显像中骨病变的计算机辅助诊断系统多通过阈值法提取图像中的放射性浓聚区[1,2,3,4,5,6],人为设计特征,但这会造成部分信息遗失,降低结论的可靠性。近年来,深度学习已在CT、超声等主流医学影像的识别方面取得了不错的进展,但关于全身骨显像图像深度学习的研究尚少。本研究采用深度学习技术,提取骨显像图像特征,构建图像分类、分割模型等,期望实现快速智能判别骨显像图像,以提升阅片效率,帮助临床医师定量评价骨转移瘤。

 
 
展开/关闭提纲
查看图表详情
回到顶部
放大字体
缩小字体
标签
关键词