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基于多模态高分辨率超声和三维病理图像融合肝癌微血管侵犯精准诊断的方法研究

批准号:
82072038
项目类别:
面上项目
资助金额:
54.0 万元
负责人:
苏中振
依托单位:
学科分类:
介入医学与工程
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
苏中振

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
微血管侵犯是肝癌消融术后高局部肿瘤进展率的一个重要原因,基于影像诊断肝癌微血管侵犯是亟需解决的临床问题。目前研究多通过影像分析对肝癌微血管侵犯进行预测,缺乏定位定量的精准诊断。我们前期通过影像组学方法对灰阶超声图像进行分析,建立了肝癌微血管侵犯的预测模型,验证了超声图像分析评估微血管侵犯的可行性。在此基础上,本课题拟建立动物肝癌原位模型,采用多模态高分辨率超声对肝癌及癌旁组织进行三维成像,然后借助图像配准技术将其和大体病理切片检查获得的三维病理图像进行融合对位,再利用人工智能算法分析病理标记微血管侵犯区域的超声图像,对肝癌和癌旁组织进行亚像素级别的量化分析,分别构建肝癌和癌旁组织的影像组学标签,挖掘超声图像中高维定量的深度特征,最后通过小样本学习算法建立肝癌微血管侵犯可量化的精准诊断模型,为肝癌微血管侵犯个体化精准治疗奠定方法学基础,该项目具有重大的科学研究价值和广泛的临床应用前景。
英文摘要
Microvascular invasion(MVI) is an important factor of the high rate of local tumor progression after radiofrequency ablation of hepatocellular carcinoma (HCC). Imaging-based diagnosis of MVI is an urgent clinical problem to be solved. At present, most of the studies predict MVI through analysis on images, lacking precise diagnosis of MVI location and quantitative analysis. In previous research, we extracted the imaging features from gray-scale ultrasound images, established a predictive model of MVI and verified the feasibility of ultrasound radiomics to evaluate MVI. On this basis, we intend to establish an in-situ HCC model in rabbit, acuqiring the three-dimensional images of HCC and adjacent tissues by multimodal high resolution ultrasound imaging. Next, image registration technology was employed to fuse the three-dimensional ultrasound images with the three-dimensional pathology images obtained by pathological examination. After image fusion, radiomics algorithm were used to analyze the ultrasound images specifically in pathologically-confirmed microvascular invasion areas. Next, sub-pixel quantitative analysis of ultrasound images of HCC and adjacent tissues was used to construct radiomics scores and extract high-dimensional quantitative features respectively. Finally, we will establish a quantitative diagnosis model of MVI by few-shot Learning, which might provide a methodological foundation for individual precision therapy of MVI of HCC. This project is of great value and has broad clinical application prospect.
微血管侵犯(MVI)是肝癌术后复发的独立危险因素,但仅能通过术后病理确诊。当前研究主要聚焦于术前预测MVI的存在,然而,对于MVI的具体位置和分布尚无法准确评估,这在一定程度上限制了其在指导肝癌术前精准根治性治疗方面的有效性。本项目通过动物模型实验研究,应用病理全景切片成像(WSI)技术、多模态图像配准技术、影像组学图像分析技术以及人工智能机器学习建模技术,实现肝癌MVI的精准诊断。项目主要研究内容包括三大部分:.第一部分,成功建立原位肝癌MVI动物模型,利用WSI技术从病理层面对肝癌MVI所在整个肝叶进行全面、准确评估,同时设计多种病理取材方案评估其对MVI检出率及检出数量的影响。结果显示目前7点取样方案准确率仅46%,假阴性率高达67%,而筛选出最佳病理取样方案为肿瘤中心次连续3张WSI,其准确率提高到78%,假阴性率下降至27%。同时,能明显提高肝癌MVI检出率及远癌旁MVI的检出能力,为临床提供了一种实用可行的病理检查方案以提高MVI病理诊断能力。.第二部分,第二部分,利用多模态图像配准技术,将肝癌及癌旁组织三维影像和所有WSI病理切片获得的三维病理进行精准配准融合。结果显示三维病理-超声和三维病理-MRI图像融合的成功率均为97.5%(39/40),其平均误差分别为0.49±0.13 mm和0.44±0.15 mm,并成功精准定位所有癌旁MVI病灶在影像上的具体位置,为下一步提取MVI区域高通量影像特征信息奠定了基础。.第三部分,利用人工智能算法,提取基于MVI区域的高通量影像特征信息,建立多种机器学习模型并评估其诊断效能。结果显示各机器学习模型均能获得较高的诊断效能,成功构建肝癌MVI最佳精准诊断模型,其诊断效能、灵敏度、特异度和准确性在训练集和测试集分别为1.00、0.98、0.94、0.96和0.91、0.88、0.81、0.83。.本研究建立了一种基于三维病理-影像融合技术,人工智能全面、准确诊断MVI范围的新方法,为将来应用于临床术前诊断肝癌MVI位置和分布奠定了方法学基础,对提高肝癌患者预后具有重要意义。
Caspase-3响应性纳米药物通过GSDME增效抗PD-L1抑制肝癌RFA术后残癌的研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    15.0万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    苏中振
  • 依托单位:
ATG4B酶响应性siLDHA纳米药物协同奥沙利铂增效结直肠癌肝转移转化治疗
  • 批准号:
    82371975
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    48万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    苏中振
  • 依托单位:
3DCEUS-CT/MRI图像融合三维自动评估肝癌消融安全边界的实验研究
  • 批准号:
    81271669
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    苏中振
  • 依托单位:
国内基金
海外基金