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MedComm | 如何利用放射影像鉴别新冠肺炎与甲型流感肺炎?

已有 364 次阅读 2020-9-16 10:26 |个人分类:热点研究|系统分类:论文交流| Wiley, 威立, MedComm, 新冠肺炎, 放射影像

​新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的大流行已成为全球公共卫生问题,如何在众多疑似病例中高效快速地诊断COVID-19面临着极大困难。温州医科大学附属第一医院郑明华在Wiley发行的MedComm上发表文章,运用基于放射影像的机器学习算法,建立模型筛查肺炎患者,以有效区分冠状病毒2型(SARS-CoV-2)感染性肺炎(NCP)和甲型流感病毒感染性肺炎(IAP),实现快速诊断,进一步帮助一线抗击COVID-19疫情[1]。本文通讯作者为温州医科大学附属第一医院郑明华,第一作者为温州医科大学第二附属医院Qi-Qiang Zeng 和温州医科大学第一附属医院Kenneth I. Zheng。




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非SARS-CoV-2感染的患者在住院期间可能面临交叉感染的风险,准确诊断新冠肺炎患者至关重要。甲型流感感染性肺炎(IAP)是一种季节性疾病,目前恰好与SARS-CoV-2的爆发时期相吻合,而NCP和IAP患者早期临床症状和体征相似[2],这给SARS-CoV-2肺炎的有效诊断带来极大困难。计算机断层扫描(CT)经常被用来评估那些疑似SARS-CoV-2感染者的肺部状况,然而,临床医生也面临着有效区分NCP患者和其他病毒性肺炎的的影像学特征的挑战。因此作者希望以CT的机器学习方法为基础,开发一个有效的诊断工具。


本研究对医院收治41例NCP和37例IAP患者,都使用同一CT扫描仪进行胸部CT扫描(图1)。图像导出前不经任何处理或标准化,由专业放射科医生执行图像分割,进行随机放射特征分析,并由另一位具有10年以上工作经验的放射科医生对上述影像学特征进行验证。


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图1  The CT images of NCP and IAP patients


根据所有可检测到的肺部炎症病变进行感兴趣区(ROI)选择,对基于NCP 和IAP患者CT成像的ROI进行纹理分析,通过LIFEx 提取到56个放射特征并对其进行比较[3]。依据LASSO回归模型,10倍交叉验证产生了8个最具关联性的显著特征,形成放射组学评分,构建了一个列线图(Nomogram),使用支持向量算法(SVM)有效区分NCP和IAP(图2)。


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图2 Use SVM to distinguish these two kinds of diseases effectively


本研究是第一次研究NCP患者的CT影像学特征,也是第一次提出用诊断模型来建模区分NCP和IAP患者。作者开发的基于胸部CT模型的诊断工具(Nomogram),可以精确区分NCP和IAP患者,该工具精准率高且易于复制,利于临床推广应用,与现有的诊断方法相结合,可更有效的区分SARS-CoV-2感染的肺炎患者,抗击新冠疫情。



参考文献:

[1] Zeng Q-Q, Zheng KI, Chen J, et al. Radiomics-based model for accurately distinguishing between severe acute respiratory syndrome associated coronavirus 2 (SARS-CoV-2) and influenza A infected pneumonia. MedComm. 2020;1-9. https://doi.org/10.1002/mco2.14

[2] Chung M, Bernheim A, Mei X, et al. CT imaging features of 2019 novel coronavirus (2019‐nCoV). Radiology. 2020. https://doi.org/10.1148/radiol.2020200230

[3] Nioche C, Orlhac F, Boughdad S, et al. LIFEx: a freeware for radiomic feature calculation in multimodality imaging to accelerate advances in the characterization of tumor heterogeneity. Cancer Res. 2018;78:4786‐4789.



引用本篇论文:

Zeng Q-Q, Zheng KI, Chen J, et al. Radiomics-based model for accurately distinguishing between severe acute respiratory syndrome associated coronavirus 2 (SARS-CoV-2) and influenza A infected pneumonia. MedComm. 2020;1-9. https://doi.org/10.1002/mco2.14



点击链接可阅读本文全部内容:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/mco2.14 


*中文翻译仅供参考,所有内容以英文原文为准。



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