《苏州医工所戴亚康课题组研制出影像智能辅助分析系统并成功应用于肾透明细胞癌恶性程度辅助分级》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2021-03-04
  • 随着人工智能技术发展,人工智能+医学影像在赋能基层医疗、辅助精准诊断和助力治疗决策方面具有重大意义和应用价值。但是,构建人工智能辅助诊疗模型需要具备进行数据标注、高通量特征提取筛选和分类模型训练等多个处理流程,要求研究者具备专业的人工智能建模计算经验,导致很多医生难以面向实际临床及科研问题自主构建所需的人工智能辅助诊疗模型。

      为解决上述问题,中国科学院苏州医工所影像室戴亚康研究团队自主开发了多模态医学影像人工智能辅助分析系统“康成睿影”。该系统提供了交互友好的软件操作界面,可对CT、MR和PET等多种模态的DICOM医学影像数据进行流程化的数据标注、特征提取、特征筛选、模型训练、分类及其结果可视化等操作,为使用者快速建立融合多模态影像特征的人工智能辅助分析模型提供了便捷的工具平台。

    近期,依托该软件系统,中国科学院苏州医工所与苏州科技城医院合作开展了基于CT影像的肾透明细胞癌恶性程度术前无创分级研究,构建了融合肿瘤内部和瘤周影像特征的智能辅助分级模型,研究成果“CT-based peritumoral radiomics signatures for malignancy grading of clear cell renal cell carcinoma”发表于放射学科期刊Abdominal Radiology。论文链接:https://link.springer.com/article/10.1007/s00261-020-02890-z。

      除肾脏外,该系统还可以应用于肝、肺、脑、前列腺、骨等各种器官的医学影像人工智能模型构建与辅助分析。

      该团队目前仍在不断完善该系统功能,旨在为行业提供一款更便捷和智能的医学影像人工智能分析平台,尤其是让医生等尚未熟练掌握人工智能建模技术的研究者,可以更加便捷地应用智能医学影像技术。

  • 原文来源:http://www.sibet.cas.cn/kxyj2020/kyjz_169572/202102/t20210225_5960614.html;https://link.springer.com/article/10.1007/s00261-020-02890-z
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  • 《苏州医工所戴亚康课题组提出了面向儿童良性癫痫的脑功能异常评估方法》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2022-06-12
    • 癫痫,俗称羊癫疯,是一种严重影响患者身体健康的神经系统疾病,且50%以上患者起病于儿童阶段,有效治疗癫痫可避免脑功能发育不良等远期严重影响。传统观点认为,癫痫起源于局部病灶的异常放电,但是随着脑科学相关研究的推进,癫痫被证明是一种脑网络疾病,构建癫痫脑网络对癫痫的机制研究、临床诊疗等具有重要意义。   目前可通过磁共振或脑电对大脑皮层异常活动分析来构建癫痫脑网络,其中脑电具有无创非侵入、可穿戴检测、高性价比等优点,特别适用于儿童脑功能监测。伴中央颞区棘波的儿童良性癫痫(BECTS)是儿童最常见的癫痫综合征之一,但经典的基于静息态脑电的脑功能网络方法无法揭示BECTS患者与健康被试间的脑功能差异,主要原因在于其对信号进行整段处理,所得到的脑网络是静态的,忽略了脑功能状态动态变化的特性。因此,如何构建能够描述脑功能状态动态变化的脑功能网络亟待解决。   为此,依据脑电微状态理论,戴亚康研究员课题组刘燕、彭博副研究员等提出了基于静息态脑电的动态脑功能网络构建方法,其构建步骤如图1所示。  该方法一方面通过聚类与拟合得出与脑电信号对应的微状态时间序列,并基于此序列完成全脑功能态时间动态特性的分析。另一方面,基于微状态时间序列将脑电信号分组,并实现对应于不同组别脑电信号的各个子功能网络拓扑特性的分析。   随后,科研人员在合作单位苏州大学附属儿童医院收集的BECTS和健康被试的脑电数据上进行了验证实验,结果如表1所示。    表中对比了基于不同方法构建的脑功能网络的全局效率,整体上,基于传统的脑功能网络构建方法无法揭示BECTS和健康被试间的脑网络差异,而基于最新提出的动态脑功能网络计算方法可以揭示BECTS患者与健康被试间的脑网络差异(β波段-微状态C,功能网络全局效率显著降低),该结果提示BECTS患者功能网络整合能力变差,即全脑的信息交流受阻,上述发现表明,所提方法有利于分析BECTS的患病机制,对BECTS临床诊疗,尤其是门诊阶段诊断分析,具有辅助促进作用。此外,该方法或可以应用于其他脑疾病机制探索、辅助临床诊疗。   该项成果以题为Whole-Brain Dynamic Resting-State Functional Network Analysis in Benign Epilepsy with Centrotemporal Spikes的论文发表于IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics.   论文连接:https://doi.org/10.1109/JBHI.2022.3164907
  • 《苏州医工所戴亚康团队联合苏州大学附属儿童医院提出融合专家评分的先天性巨结肠早期精准辅助诊断方法》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2021-11-22
    • 先天性巨结肠(Hirschsprung disease, HSCR),主要由肠壁肌间和黏膜下神经丛内神经节细胞缺如和异常所致。HSCR发病率高,居先天性消化道畸形第2位,诊断年龄后移会增加HSCR相关性小肠结肠炎等并发症的发生率,给患儿及家庭带来巨大的身心痛苦和经济负担。考虑到新生儿的特殊性,多数学者认为应慎重选择肠黏膜活检+AChE染色这种有创的术前诊断方法,而常用的钡剂灌肠和直肠肛门测压等辅助检查准确性较低。因此,临床亟需HSCR早期精准无创辅助诊断方法,从而为制定最优的治疗方案提供科学依据。   针对上述问题,苏州医工所戴亚康研究员团队的周志勇、钱旭升等联合苏州大学附属儿童医院普外科的黄顺根主任医师、放射科的郭万亮主任医师等人,提出了一种有效融合专家评分、临床特征和影像特征的计算机辅助诊断方法,实现了新生儿先天性巨结肠的术前无创辅助诊断。该研究纳入54例先天性巨结肠患儿作为实验组,59例因腹胀或便秘使用钡剂灌肠检查的患儿作为对照组,收集了患儿的钡灌肠X线片及临床资料,并由两名经验丰富的医生根据钡灌肠X线片给出专家评分。研究团队从钡灌肠X线片中提取了能够有效刻画肠管形态学差异的定量影像特征(图1),结合专家评分和常用的临床特征,通过机器学习算法建立预测模型。实验结果显示,医生仅基于钡灌肠X线片进行诊断的准确率为76.99%,而所建的计算机辅助诊断模型取得了86.36%的准确率,81.82%的敏感性,90.91%的特异性,AUC达到0.9318(图2)。   该项研究表明所提出的方法能够辅助医生提高HSCR早期诊断精准性,相关成果已发表于儿科领域权威期刊Journal of Pediatric Surgery。这种结合了专家经验的机器学习分析方法还有望应用于肿瘤和神经疾病等,或可显著提高基于医学影像的无创辅助诊断的精准度。   论文链接: https://doi.org/10.1016/j.jpedsurg.2021.05.006