使用MRI磁敏感加权相位图的影像纹理分析技术对预测肝脏纤维化程度的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81401373
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H2701.磁共振成像
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Liver fibrosis is regarded as the intermediate stage from chronic liver disease developing to liver cirrhosis and even hepatocellular carcinoma. Accurate fibrosis staging can be beneficial in delaying the onset of liver cirrhosis. MR, although being a non-invasive imaging modality that provides objective information, still has limitation in recognition of hepatic fibrosis and mild liver cirrhosis. Image texture is a set of metrics calculated in image processing designed to quantify the perceived texture of an image. Image Texture gives us information about the spatial arrangement of color or intensities in an image or selected region of an image. Previous study has shown that susceptibility weighted (SWI) phase image, compared to other conventional MR images, is more sensitive to the reticulated and nodular change of the liver in cirrhosis patients. Texture analysis helps to detect subtle texture difference between images by using a variety of quantifiable texture features. Therefore, this study aims to use image texture analysis technique based on SWI phase image, the sensitive imaging method, to extract texture features of liver, to compare the texture features between difference fibrosis stage groups, and to find the optimal subset of texture features which could accurately predict the fibrosis stage, and finally, to evaluates the accuracy of this texture analysis method. The success of this study may provide a novel alternative method in diagnosing liver fibrosis, which is of significant clinical importance.
肝脏纤维化是慢性肝病演变为肝硬化并向肝癌发展的中间阶段,准确识别不同程度纤维化有助于延缓肝硬化的发生。MR作为无创客观的成像方法对肝纤维化甚至肝硬化的准确识别仍存在一定局限性。纹理是图像的某种局部性质,是对局部区域中像素之间关系的一种度量。前期研究发现,肝脏磁敏感加权成像(Susceptibility-weighted imaging, SWI)相位图能较常规的MR成像序列更敏感地显示肝硬化者网格结节状的肝脏纹理改变,而图像纹理分析技术则可以将细微的纹理差异通过不同纹理特征量化。因此本研究拟利用SWI相位图这一敏感的成像手段为基础,结合影像纹理分析技术,提取肝脏的纹理特征,比较不同程度肝纤维化者肝脏纹理特征的差异,找到准确预测纤维化程度的最佳纹理特征集,并评估该最佳特征集预测纤维化程度的准确性。本项研究的成功有助于为肝纤维化的诊断提供一种全新且无创的方式,对肝纤维化临床干预具有深远的意义。

结项摘要

本研究拟利用SWI相位图,结合影像纹理分析技术,提取纹理特征,比较不同程度纤维化纹理特征的差异,找到准确预测的最佳纹理特征集,并评估该方法的准确性。研究最终纳入了 45例肝硬化患者和22例志愿者,在3T磁共振下使用2D屏气磁敏感加权成像。利用MaZda纹理分析软件,由两名医师独立提取了相位图上的纹理特征,包括直方图(Histogram)、梯度(Gradient)、共生矩阵(Co-occurrencematrix)、游程矩阵(Run-length matrix)、自回归模型(autoregressive model)。使用大数据分析软件Weka及其CfsSubsetEval评估和BestFirst搜索方法其对获得的纹理特征进行特征筛选,分析优化子集在两组之间分布的差异。进一步地将筛选所得优化子集进一步使用决策树模型(J48)、贝叶斯网络、支持向量机SVM、Logistic回归等方法进行训练,并评估各种分类方法的准确性。最后分析纹理特征在不同观测者下的一致性。经过分析,获得了5个最优化纹理特征MinNorm, Variance, AngScMom, Correlat, RLNonUni,这些特征在两组之间具有显著差异,单因素分析发现其区分准确性的ROC曲线下面积分别为0.89、0.88、0.67、0.77和0.84。观测者一致性评分在0.85至0.99。J48决策树、贝叶斯网络、SVM、Logistic回归分类的准确性分别为80.70%、85.57%、85.57%、76.12%。从而证明基于SWI相位图的纹理分析可以有效区分肝硬化与正常肝组织。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Monitoring Leiomyoma Response to Uterine Artery Embolization Using Diffusion and Perfusion Indices from Diffusion-Weighted Imaging.
使用弥散加权成像的弥散和灌注指数监测平滑肌瘤对子宫动脉栓塞的反应
  • DOI:
    10.1155/2017/3805073
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    BioMed research international
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Cao M;Qian L;Zhang X;Suo X;Lu Q;Zhao H;Liu J;Qu J;Zhou Y;Xu J;Suo S
  • 通讯作者:
    Suo S
Differentiation of cancerous and inflammatory colorectal perforations using multi-detector computed tomography
使用多探测器计算机断层扫描区分癌性和炎性结直肠穿孔
  • DOI:
    10.1007/s00261-017-1134-3
  • 发表时间:
    2017-04
  • 期刊:
    ABDOMINAL RADIOLOGY
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Gong Xu Hua;Zhuang Zhi Guo;Zhu Jiong;Feng Qi;Xu Jian Rong;Qian Li Jun
  • 通讯作者:
    Qian Li Jun

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其他文献

An Improved Level Set for Liver Segmentation and Perfusion Analysis in MR images
MR 图像中肝脏分割和灌注分析的改进水平集
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈刚;许建荣;顾力栩;钱黎俊
  • 通讯作者:
    钱黎俊
活体肝移植术后围手术期CT灌注成像
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国医学影像技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王小燕;钱黎俊;许建荣
  • 通讯作者:
    许建荣
基于相位展开的磁敏感加权图像中相位伪影处理方法的研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    中国生物医学工程学报
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  • 作者:
    聂生东;田晓迪;钱黎俊;陈增爱;许建荣
  • 通讯作者:
    许建荣
CT灌注成像评估活体肝移植术后肝脏血液动力学变化
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    放射学实践
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏强;钱黎俊;庄治国;王文晶;秦玲娣;周滟;许建荣;汪笔雄
  • 通讯作者:
    汪笔雄

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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