基于卷积神经网络的宫颈癌近距离治疗高危临床靶区及危及器官自动勾画

来源 :北京协和医学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:guocanon
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目的本研究旨在基于卷积神经网络(CNN)构建宫颈癌近距离治疗(BT)高危临床靶区(HR-CTV)及盆腔危及器官(OARs)的自动勾画模型,以提高临床工作效率,使靶区勾画更为规范、统一,缩短患者等待治疗的时间。资料和方法本研究纳入68例局部晚期宫颈癌患者在图像引导下近距离治疗(IGBT)的CT资料,对其HR-CTV及OARs(膀胱、直肠、乙状结肠和小肠)进行统一的人工修改,再由两位高年资医师审核修改结果。我们基于2DU-Net的架构设计了 2.5D的CNN自动勾画模型,并采用相似度系数(DSC)和95分位豪斯多夫距离(95HD)定量评价其分割性能。由两位临床医师对10名测试集患者实际治疗时的临床靶区(GT组)和人工智能勾画的靶区(AI组)进行盲法评估,比较两组间的评分差异以及两位医师评价的一致性。此外,我们根据BT的剂量分布特点修改了 DSC的权重分布,随后在16例宫颈癌术后使用阴道柱状施源器BT治疗的患者的自动勾画的结果上进行测试,比较DSC与改良DSC(wDSC),并探索两者与D2cc间的相关性。结果该模型勾画宫颈癌HR-CTV、膀胱、直肠、乙状结肠和小肠的平均DSC分别为 0.81、0.92、0.84、0.65 和 0.83,平均 95HD 分别为 5.07mm、4.56mm、4.58mm、28.31mm和18.77mm。两位医师的评估结果显示该模型勾画的膀胱、直肠和小肠大多符合临床应用标准,而70%的乙状结肠靶区需要大幅度修改。两位医师均认为人工智能(AI)组98.7%的宫颈癌HR-CTV可被临床应用所接受,尽管AI组在HR-CTV上的得分要明显低于GT组。医师A对AI组和GT的HR-CTV评分的均分都低于医师B,且差异具有统计学意义。在AI辅助下人工勾画耗时由28min缩短至15min。此外,16位患者经ResU-Net自动勾画的平均DSC为膀胱0.93、直肠0.87,而wDSC对应的结果为膀胱0.52、直肠0.40,对GT组和AI组的膀胱的D2cc差值取绝对值(以|△D2cc|表示)并计算其平均值为39.94cGy,直肠的| △D2cc|平均值为42.06cGy。相关性分析显示膀胱wDSC和|△D2cc|显著相关,相关系数为-0.572(P<0.05)。结论该自动勾画模型在HR-CTV、OARs的自动勾画上可基本满足临床应用标准,但仍需更大训练样本改进直肠和乙状结肠的勾画结果。AI辅助医师勾画靶区可明显提升工作效率,并使临床工作更加规范、统一。研究也提示不同勾画者在HR-CTV的勾画标准上存在理解差异。此外,膀胱wDSC与D2cc差值之间存在更好的相关性,能更好地评估近源处的相似度。
其他文献
研究背景:单纯自体脂肪移植存活率波动较大,常需多次注射。近期研究发现在自体颗粒脂肪中加入脂肪源性干细胞(ADSCs)可在一定程度上提高移植物的存活率,但最终的存活率与混入ADSCs的生物学活性密切相关。自噬是真核细胞的一种自我保护机制,上调自噬有望在移植后早期的缺血乏氧状态下,提高ADSCs在面对应激刺激时的活性,同时改善其旁分泌功能,最终促进移植脂肪的存活。但上调自噬改善ADSCs活性的机制尚不
皮肤淋巴组织肿瘤是一组发生在皮肤的、相对罕见的、异质性的淋巴造血组织肿瘤,诊断具有挑战性。蕈样肉芽肿和Sézary综合征(MF/SS)是最常见的原发性皮肤T细胞淋巴瘤,外周血受累是MF/SS患者的独立不良预后因素。因此,准确的评估外周血肿瘤负荷对患者疾病分期、指导治疗十分必要。红皮病是以全身弥漫性发红为特征的重症皮肤病,病因复杂。红皮病型蕈样肉芽肿和Sézary综合征(EMF/SS)常模仿多种炎症
研究背景:Cronkhite-Canada 综合征(Cronkhite-Canada syndrome,CCS)是一种以消化道多发息肉及外胚层改变为主要特征的罕见疾病。CCS的发病机制不明,自身免疫因素和黏膜屏障改变可能参与其中。本病治疗与监测策略方面尚未达成共识,糖皮质激素是目前最常用的治疗药物选择。本研究拟依托北京协和医院CCS患者队列,总结其基线特征,随访其生存状态、疾病控制及内镜下转归情况
第一部分中国妇产科医师对性发育异常的诊治现状及肿瘤风险认识的全国性横断面调查目的:性发育异常(Disorders of sex development,DSD)是一组复杂的先天性疾病,需要多学科管理,妇产科发挥着重要作用,尤其是在预防肿瘤发生方面。然而,该领域目前的诊治现状未知。本次调研旨在了解妇产科医师在DSD的诊治现状以及对肿瘤风险的认识,为进一步规范DSD的管理、改善临床实践提供参考资料。方
目的1.探索获得性纯红细胞再生障碍(aPRCA)的临床特征、免疫抑制治疗疗效及预后转归。2.探索西罗莫司对难治、复发和环孢素A(CsA)不耐受的aPRCA患者的疗效、安全性和转归。3.探索西罗莫司在红系造血和红系分化中的调控作用机制。方法回顾性分析了从2015年8月到2020年8月在北京协和医院就诊的初治aPRCA患者的临床特点、治疗、预后以及转归,评估aPRCA不同初始免疫抑制治疗的有效性和安全
目的:导管内乳头状黏液性肿瘤(Intraductal Papillary Mucinous Neoplasms,IPMNs)是一种非浸润性囊肿性胰腺肿瘤,根据肿瘤上皮形态分为低级别和高级别。低级别IPMNs异型性及恶性转化风险均很低,而高级别IPMNs不但异型性高,而且发展为浸润性癌的风险更高。本研究的目的是通过比较同一 IPMN患者低级别和高级别不同组织区域的基因突变,探讨肿瘤进展的分子变异模式
目的1.利用数字化技术对眶距增宽症患者头颅模型的解剖标志点和三维评价指标进行测量,分析三维形态学特征,明确其畸形特点,为治疗方案的选择提供依据。2.探讨数字化技术及三维打印导板定位技术在眶距增宽矫正术中的系统性应用。3.探讨基于数字化技术的倒U形眶周截骨术在矫正眶距增宽症中的适应症和优势。4.分析数字化模拟和3D打印截骨导板在眶距增宽矫正手术中的精准性,为数字化技术的应用充实理论基础。方法1.选取
背景:肝功能的修复和维持是严重肝病和肝癌患者治疗的关键,而蛋白合成功能是肝功能最重要的组成之一,其中白蛋白和凝血因子在临床中具有重要应用。目前临床白蛋白和凝血因子主要来源是血液制品分离和哺乳动物细胞重组蛋白表达,仍处于供不应求的现状。本研究目的是通过目前广泛使用的挤出式3D生物打印技术,采用明胶、海藻酸钠、HepaRG细胞悬液混合进行打印塑型,构建3D生物打印的肝脏类器官,并研究该类器官的蛋白合成
颈脊髓损伤是一种致残率高、预后较差的疾病,随着经济发展,交通运输业、建筑业的持续发展和我国人口老龄化的加剧,颈脊髓损伤的发病率有逐年升高的趋势。体感诱发电位在临床上用来辅助脊髓疾病的诊断和术中脊髓功能监测。(1)目的:针对脊髓型颈椎病制作了大鼠颈髓慢性压迫模型分析,分析行为学、体感诱发电位和组织病理学随压迫时间的变化。方法:建立了大鼠C5节段慢性颈髓压迫模型,72只雌性SD大鼠随机平均分为实验组和
目的:脊柱外科手术是目前治疗各种脊柱脊髓病变的有效手段。由于在手术中经常需要对脊柱施加敲击(挫伤)、撑开(牵拉)或推移(错位)等操作,有可能造成脊髓神经损伤,此外脊髓血供不足也是一个危险因素。目前术中神经电生理监测可以在术中检测到神经功能损害,对脊髓神经功能的整体性进行监测,但对判断脊髓损伤原因和位置指向性尚不明确。本研究旨在采用体感和运动诱发电位变化模式以及组织学评估相结合的方式用于识别术中医源