基于人工智能的腹部CT增强指标验证研究

【作者】 王振； 殷仕城； 胡劲松； 张宇； 暮光睿； 高耀宗； 丁忠祥；

【机构】 浙江省人民医院杭州医学院附属人民医院； 绍兴文理学院附属医院； 联影人工智能公司；

【摘要】 背景:肝脏门静脉期的增强效果受众多因素的影响,增强程度因人而异,变异度较大。目的:在临床中,体重与肝脏静脉期的增强效果有强的相关性。我们探讨除了体重之外,是否还存在其他因素能更好地帮助我们预测肝脏门静脉期的增强效果。方法:在本项研究中,我们测试的指标有BMI,BSA,肝脏体积,二维和三维的腹内脂肪比。我们回顾性分析并计算了189个病人的肝脏静脉期的增强效果。从PACS数据库获得了病人平扫的腹部CT以及门静脉期增强的腹部CT数据,同时从放射科药物管理文档获取病人的身高,体重以及注射碘对比剂的总量。我们通过深度学习算法对两种腹部CT数据进行肝脏分割,并计算输入造影剂前后肝脏区域平均HU的差值,通过将差值除以每个病人造影剂的量,我们得到每个病人肝脏静脉期的增强效果(HU/ml)。在测试指标中,BMI和BSA通过身高体重计算得到;肝脏的体积可以在平扫腹部CT中通过自动勾画算法得到;二维的腹内脂肪比定义为肚脐水平CT横截面上的腹内脂肪面积(-30HU～-190HU)除以全腹部脂肪面积,三维腹内脂肪比定义为肺以下耻骨以上的腹内脂肪体积占整个腹部脂肪体积的比例。二维和三维腹部脂肪均通过深度学习算法自动测量,并人为验证。结果:我们首先将各项指标与静脉期肝脏增强效果做了相关性分析。各项指标的相关性排序如下,体重(-0.655),BSA(-0.634),BMI(-0.568),肝脏体积(0.501),3D腹内脂肪比(-0.373),2D腹内脂肪比(-0.365)。此外,我们还利用体重,肝脏体积以及腹内脂肪比来线性回归病人肝脏静脉期增强效果。相比单独使用体重(线性回归差0.0818 HU/ml),结合体重,肝脏体积以及腹内脂肪比取得的误差没有显著差别(线性回归误差0.0812 HU/ml,与体重相比p-value:0.9275)。结论:相比体重,BSA,BMI等常用指标,我们发现肝脏体积与静脉期肝脏增强效果有很强的相关性(0.501)。除此之外,腹内脂肪比与静脉期肝脏增强效果也有一定相关性;相比二维的腹内脂肪比,三维的腹内脂肪比更为精确,且相关性更高。在临床上,相比综合考虑体重以及其他因素,如肝脏体积和腹内脂肪比,单独考虑体重选择碘量可能已经足够。更多还原