基于多模态影像组学的肝段结构、功能和病理特征研究
批准号:
81930119
项目类别:
重点项目
资助金额:
297.0 万元
负责人:
董家鸿
依托单位:
学科分类:
消化系统结构、功能与发育异常
结题年份:
2024
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
董家鸿
中文摘要
肝细胞癌是严重影响国人健康的重大疾病,肝切除术是肝细胞癌最主要局部根治手段。在肝脏外科领域,实现目标病灶彻底清除与肝脏功能充分保护之间的最佳平衡,是长期以来探索解决的关键科学问题。随着精准肝胆外科理念和范式的建立与应用,当代肝胆外科进入“肝段时代”,以肝段为本的肝切除术基于肝段生理病理特征,追求在彻底去除病变同时,最大限度保护肝脏储备功能。然而,肝段解剖构象、生理功能和病理特征的复杂性决定肝段手术极具挑战性和风险性。本项目基于精准外科理念,组建医理工融合、产学研一体化的科技创新联盟,应用以影像组学、数字外科和人工智能等前沿技术为代表的多种现代科技手段,首次在肝段水平量化解析肝脏脉管解剖、生理功能和病理学特征,从病情评估、手术设计和手术导航多个层面,为解决制约肝段外科发展的定构、定量和定位三个瓶颈问题提供系统解决方案,为肝段切除为本的肝细胞癌等疾病的精准手术治疗提供科学理论基础和核心技术支撑
英文摘要
Hepatocellular carcinoma (HCC) seriously affects the health of Chinese, for which hepatectomy is the most important local radical treatment. It has been a key issue to achieve the best balance between the complete removal of target lesions and adequate protection of hepatic functional reserve in liver surgery for a long time. Nowadays, hepatobiliary surgery has entered the era of "liver segment" with the establishment and application of the concept and canonical form of precise hepatobiliary surgery. Segment-based hepatectomy, which is based on the physiological and pathological characteristics of the liver segment , seeks to completely remove the lesions while maximizing the protection of hepatic functional reserve. Nevertheless, the complexity of anatomical structure, physiological function and pathological characteristics of hepatic segments determines that segmental hepatectomy is extremely challenging and risky. Based on the concept of precise surgery, this project establishes a science and technology innovation alliance which combines medicine, science and engineering, as well as integrates scientific research, education and production. This project quantitatively analyzes the anatomical, physiological and pathological characteristics of hepatic vessels with the application of various modern scientific and technological means, such as radiomics, digital surgery, and artificial intelligence. Thus, this project provides a systematic solution to the bottlenecks (structuring, quantitating and locating) that restricts the development of segmental surgery from the aspects of illness condition assessment , surgical design and navigation, as well as offers scientific theoretical basis and core technical support for segmentectomy-based precise surgical treatment of HCC and other diseases .
肝切除术是肝细胞癌最主要的局部根治手段,如何实现目标病灶彻底清除与肝脏功能充分保护之间的平衡是其中的关键科学问题。本项目基于精准外科理念,进行智能化精准肝段外科技术体系的构建与应用实践,主要包括量化评估脉管解剖、肝脏功能和病灶边界,构建多模态融合的个体全息化数字肝脏,以及创立智能化精准肝段外科的关键技术方法。通过数智肝脏模型,聚焦肝段亚肝段水平,实现临床辅助决策、外科治疗规划和肝段手术导航,旨在建立安全、高效、微创的肝段手术体系。.在肝段的立体几何评估方面,基于深度学习技术,通过三维重建构建个体化数字肝脏,对静脉分支及细小胆道进行自动标注及定量,构建了精确到肝段水平的CT以及MRI胆管三维影像技术,并建立了血管与胆管影像的融合模型。通过门静脉图像构建DGCNN编码器模型,可自动预测肝门静脉主干Akgul分型并分析门静脉分支的变异规律。在肝段功能体积的立体量化评估模型方面,实现了99mTc-GSA 显像与普通CT、增强CT的配准和三维重建的融合,建立了普美显增强核磁肝功能评估方法。通过多模态影像数据,创新性定义肝功能体积并预测术后肝功能衰竭。发起了全国前瞻性多中心临床研究,验证安全肝切除决策树的有效性及安全性。在肿瘤病灶分布的多维度量化评估模型方面,创建了MVI-Mind深度学习模型,自动提取分割区域的特征并预测MVI状态;挖掘了肝细胞癌侵袭前沿新型标志物ACSL4;通过全景病理对肿瘤的肝内侵袭范围进行评估。在精准肝段手术规划和导航系统方面,首次创建经肝动脉荧光导航肝段切除技术,可将流域性手术规划复刻在活体肝脏上,提供精准手术作业导航;研发了增强现实技术用于消融导航。.在项目执行期间,课题组基本按照课题任务计划书的研究内容开展研究,关键技术开发和临床应用同步进行,并取得了超出预期研究目标的研究成果。研究成果为肝段切除为本的肝细胞癌的精准手术治疗提供了科学理论基础和核心技术,具有巨大的应用价值,有望提高肝细胞癌诊断及治疗效率,改善肝细胞癌患者的预后。
胆道恶性肿瘤神经侵犯关键分子功能可视化引导精准手术的研究
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批准号:--
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:0万元
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批准年份:2024
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负责人:董家鸿
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依托单位:
组织器官再生修复的信息解码及有序调控
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批准号:92168000
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:100.0万元
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批准年份:2021
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负责人:董家鸿
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依托单位:
健康中国跨领域工程科技未来20年发展战略研究
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批准号:L2124007
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:160万元
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批准年份:2021
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负责人:董家鸿
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依托单位:
国内基金
海外基金