居胜红课题组利用深度学习模型建立新型冠状病毒肺炎胸部CT病灶分布图谱

来源:上海国际人类表型组研究院 发布时间:2021-05-13

2019年末,新型冠状病毒肺炎在武汉爆发,随之席卷全球。目前,核酸检测是诊断该疾病的金标准;胸部CT在该疾病的筛查、诊断、疾病严重程度评估方面具有不可替代的作用。新冠肺炎在胸部CT上的影像学表现主要为两肺磨玻璃影及实变影,以胸膜下分布为主,但目前未见更详细、更精确的关于该肺炎病灶分布位置特点的描述。

2021年5月11日,东南大学附属中大医院放射科主任、东南大学医学院副院长居胜红教授团队在《表型组学》(Phenomics)期刊上发表封面文章Distribution atlas of COVID-19 pneumonia on computed tomography: a deep learning based description。该研究回顾性的分析了江苏省1月10日至2月18日484例确诊病例的945次胸部CT结果,利用深睿医疗Dr. Wise肺部疾病智能解决方案(新冠肺炎增强版)进行肺部病灶的检测、分割,并由居教授团队高年资专家进行矫正、提取,得到新冠肺炎肺部病灶的定量化特征。

该研究以一位体检未发现任何肺部异常病灶的成年男性肺为基准,将确诊病例的肺炎病灶进行统一投影,从而建立新型冠状病毒肺炎的可视化胸部CT病灶分布图谱。另外,该研究团队对所提取的肺炎病灶进行以病灶为基础的影像组学特征分析,以临床诊断重型与危重型为结局变量进行特征筛选及建模,得到一组与严重程度相关的影像组学特征,该结果可以对新型冠状病毒肺炎分型进行补充,有助于严重病例的识别与严重程度评估。

研究发现,新型冠状病毒肺炎的病灶一般位于胸膜下、肺部周围区域,累及中心位置少见,如若累及,常见于重型、危重型病例。随着严重程度的增加,肺部病灶负荷、弥散程度在一定程度上也随之增加。该肺炎更常累及下叶,上叶病灶较下叶病灶较常位于外侧方,下叶病灶更常位于后部。以时钟方向为参考,上叶病灶集中于3:00-4:00/ 7:00-8:00方向,下叶病灶集中于5:00-6:00方向。该研究提供的等高线图及热图都形象的勾勒出了病灶分布的位置特点。另外,该研究通过基于病灶的影像组学特征分析发现,重型及危重型病例病灶具有更大的能量(Energy)、更类似球型的形状(Elongation)以及更大的病灶表面积(Surface Area)。

东南大学附属中大医院放射科居胜红教授课题组黄珊研究生为该论文第一作者,居胜红教授为通讯作者。该研究得到了科技部项目的资助。

论文DOI链接:

https://link.springer.com/article/10.1007/s43657-021-00011-4

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