JAHA | 深圳先進院開發(fā)一體化PET/MR放射組學模型 實現頸動脈高危斑塊精準預測
缺血性腦卒中是全球致死致殘的主要原因之一,發(fā)生于血管壁上的不穩(wěn)定斑塊(也稱易損斑塊)破裂是其關鍵致病因素。因此,準確識別高風險的易損斑塊,對于早期干預和腦血管疾病的精準防控至關重要。目前,磁共振血管壁成像(MR-VWI)雖能提供高分辨率的解剖結構,但難以捕捉與斑塊破裂相關的關鍵生物學炎癥活性。由于單一模態(tài)的局限性,現有方法在全面量化斑塊形態(tài)與代謝異質性方面仍顯不足,尚難滿足臨床對高危斑塊預測準確性的實際需求。
近日,中國科學院深圳先進技術研究院醫(yī)學成像科學與技術系統(tǒng)全國重點實驗室張娜研究員,聯合上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院李彪教授團隊,開發(fā)出一套面向臨床的多模態(tài)融合頸動脈高風險斑塊預測框架。該研究將氟-18-脫氧葡萄糖正電子發(fā)射斷層掃描([18F]FDG PET)與MR-VWI相結合,構建了整合常規(guī)與放射組學特征的聯合模型,顯著提升了對癥狀性頸動脈斑塊的無創(chuàng)識別精度。研究成果以"Integration of conventional and radiomic features from [18F]FDG PET/MR imaging for multimodal prediction of symptomatic carotid atherosclerotic plaques"為題發(fā)表于美國心臟協會權威期刊Journal of the American Heart Association。
研究團隊利用一體化PET/MRI系統(tǒng)的時空對齊優(yōu)勢,開發(fā)出多模態(tài)融合的智能評估模型。核心思路是突破傳統(tǒng)單純依賴單一解剖或代謝特征的瓶頸,通過從PET和MR-VWI中分別提取高維放射組學特征,并將它們與臨床形態(tài)學指標(如斑塊表面潰瘍、強化)及代謝參數(如最大標準攝取值)相融合。這種全景式特征融合使模型能夠更全面地解析斑塊內部復雜的結構脆弱性與潛在炎癥活躍度。為了解決模型臨床適用性的問題,團隊設計了嚴謹的驗證策略。經過嚴格的時間獨立驗證隊列測試(模擬未來未知臨床數據),該一體化PET/MRI聯合模型表現出優(yōu)異的跨隊列適應性與臨床穩(wěn)定性,顯著優(yōu)于僅依靠單一模態(tài)的預測模型。該方法為腦血管風險的無創(chuàng)精準評估與個體化干預提供了更高效、可靠的技術工具。
深圳先進院李倩博士后與上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院傅璠醫(yī)生為論文共同第一作者,深圳先進院張娜研究員與上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院李彪教授為論文的共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、廣東省基礎與應用基礎研究基金以及深圳市磁共振成像重點實驗室等項目的資助。

圖1:提出方法的總體技術路線圖

圖2:訓練隊列中MRI、PET及PET/MRI聯合模型的SHAP分析(A-C)與列線圖(D-F)對比
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