JAHA | 深圳先進(jìn)院開(kāi)發(fā)一體化PET/MR放射組學(xué)模型 實(shí)現(xiàn)頸動(dòng)脈高危斑塊精準(zhǔn)預(yù)測(cè)
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(guān)鍵致病因素。因此,準(zhǔn)確識(shí)別高風(fēng)險(xiǎn)的易損斑塊,對(duì)于早期干預(yù)和腦血管疾病的精準(zhǔn)防控至關(guān)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(jié)構(gòu),但難以捕捉與斑塊破裂相關(guān)的關(guān)鍵生物學(xué)炎癥活性。由于單一模態(tài)的局限性,現(xiàn)有方法在全面量化斑塊形態(tài)與代謝異質(zhì)性方面仍顯不足,尚難滿足臨床對(duì)高危斑塊預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性的實(shí)際需求。
近日,中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫(yī)學(xué)成像科學(xué)與技術(shù)系統(tǒng)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張娜研究員,聯(lián)合上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院李彪教授團(tuán)隊(duì),開(kāi)發(fā)出一套面向臨床的多模態(tài)融合頸動(dòng)脈高風(fēng)險(xiǎn)斑塊預(yù)測(cè)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(jié)合,構(gòu)建了整合常規(guī)與放射組學(xué)特征的聯(lián)合模型,顯著提升了對(duì)癥狀性頸動(dòng)脈斑塊的無(wú)創(chuàng)識(shí)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(guó)心臟協(xié)會(huì)權(quán)威期刊Journal of the American Heart Association。
研究團(tuán)隊(duì)利用一體化PET/MRI系統(tǒng)的時(shí)空對(duì)齊優(yōu)勢(shì),開(kāi)發(fā)出多模態(tài)融合的智能評(píng)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(guò)從PET和MR-VWI中分別提取高維放射組學(xué)特征,并將它們與臨床形態(tài)學(xué)指標(biāo)(如斑塊表面潰瘍、強(qiáng)化)及代謝參數(shù)(如最大標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)部復(fù)雜的結(jié)構(gòu)脆弱性與潛在炎癥活躍度。為了解決模型臨床適用性的問(wèn)題,團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)尿?yàn)證策略。經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的時(shí)間獨(dú)立驗(yàn)證隊(duì)列測(cè)試(模擬未來(lái)未知臨床數(shù)據(jù)),該一體化PET/MRI聯(lián)合模型表現(xiàn)出優(yōu)異的跨隊(duì)列適應(yīng)性與臨床穩(wěn)定性,顯著優(yōu)于僅依靠單一模態(tài)的預(yù)測(cè)模型。該方法為腦血管風(fēng)險(xiǎn)的無(wú)創(chuàng)精準(zhǔn)評(píng)估與個(gè)體化干預(yù)提供了更高效、可靠的技術(shù)工具。
深圳先進(jìn)院李倩博士后與上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)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(jìn)院張娜研究員與上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)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(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金以及深圳市磁共振成像重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等項(xiàng)目的資助。

圖1:提出方法的總體技術(shù)路線圖

圖2:訓(xùn)練隊(duì)列中MRI、PET及PET/MRI聯(lián)合模型的SHAP分析(A-C)與列線圖(D-F)對(duì)比
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