动态对比增强磁共振成像联合人工智能预测乳腺癌新辅助化疗疗效的价值分析
Value analysis of DCE-MRI-AI in predicting the curative effect of neoadjuvant chemotherapy for breast cancer
摘要目的:探讨基于人工智能(AI)技术动态对比增强磁共振成像(DCE-MRI)预测乳腺癌新辅助化疗疗效的价值.方法:收集2018年1月至2020年12月上海新华医院崇明分院收治的进行新辅助化疗治疗的89例乳腺癌患者,依据治疗效果将其分为有效组(36例)和无效组(53例),新辅助化疗前和第4疗程结束后进行DCE-MRI检查,绘制时间-信号强度曲线,测定容量转移常数(Ktrans)、速率常数(Kep)以及血管外间隙容积比(Ve).扩充原始DCE-MRI图像,提取包含病灶的感兴趣区域,运用深度卷积神经网络进行卷积运算,通过训练集获得分类模型.绘制受试者工作特征(ROC)曲线,选择ROC曲线下面积(AUC)最高的验证集模型作为最终模型,以测试集评价模型性能.结果:化疗后,DCE-MRI检查,有效组患者Ktrans(0.67±0.15)、Kep(1.22±0.24)显著小于无效组,ΔKtrans(1.51±0.18)、ΔKep(2.31±0.26)显著大于无效组,差异均有统计学意义(t=23.072、20.016;P<0.05);ΔKtrans、ΔKep及ΔVe预测乳腺癌新辅助化疗疗效的AUC分别为0.814、0.839和0.432,三者联合检测的灵敏度、特异度及AUC分别为89.93%、83.48%和0.845,预测价值高于单项检测.DCE-MRI-AI模型对乳腺癌新辅助化疗疗效具有较高的预测效能,其训练集、验证集及测试集的AUC分别为0.897、0.869和0.859.在训练集和验证集中,DCE-MRI-AI模型和DCE-MRI模型对乳腺癌新辅助化疗疗效的预测效能差异具有统计学意义(Z训练集=2.435,P<0.05;Z验证集=2.147,P<0.05).结论:AI技术应用于DCE-MRI有助于提高对乳腺癌新辅助化疗疗效的预测效能,为治疗及预后评估提供可靠数据,具有临床应用价值.
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