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基于对比增强CT与深度学习模型的脂质稀疏肾上腺结节多类分割与鉴别:一项双中心研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月23日 来源:European Radiology 4.7
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本研究针对肾上腺结节影像鉴别难题,开发了基于状态空间模型(SSMs)的Mamba-USeg多类分割模型,实现在对比增强CT(CECT)上同步分割与区分脂质稀疏腺瘤(LPA)和结节性增生(NH)。模型在内外中心验证中展现卓越性能(分割mDSC达0.869,分类灵敏度超94%),显著优于现有技术,为临床决策提供精准支持并减少不必要手术。
一项突破性研究聚焦于肾上腺结节临床诊断的核心挑战——如何在对比增强计算机断层扫描(contrast-enhanced computed tomography, CECT)影像上精准区分脂质稀疏腺瘤(lipid-poor adenoma, LPA)与结节性增生(nodular hyperplasia, NH)。这两种病变的鉴别直接影响治疗策略选择,但传统影像学方法存在显著局限性。
科研团队开发了名为Mamba-USeg的创新模型,这是一种基于状态空间模型(state-space models, SSMs)的多类分割架构。该模型突破传统单任务局限,可实现肾上腺腺体与结节同步分割及病变类型分类的双重功能。研究采用回顾性双中心设计,纳入164例经病理证实的患者(中位年龄51.0岁),其中128例作为内部训练集,36例外部病例构成独立验证集。
在技术实现层面,放射科专家对1毫米层厚的门静脉期CT图像进行精细标注,为模型提供金标准。性能评估显示:模型在腺体分割任务中取得0.855的平均Dice相似系数(mean Dice similarity coefficient, mDSC);对结节的分割精度更为突出——LPA达0.869,NH达0.863,显著超越MultiResUNet(LPA, p<0.001;NH, p=0.014)与CPFNet(LPA, p=0.003;NH, p=0.023)两种主流模型。
分类性能方面,模型基于单切片分析呈现优异指标:对LPA的灵敏度达95.3%(95% CI: 91.3–96.6%),特异性为92.7%(95% CI: 91.9–93.6%);对NH的灵敏度为94.2%(95% CI: 89.7–97.7%),特异性达91.5%(95% CI: 90.4–92.4%)。特别值得注意的是,模型在外部验证集的患者级分类准确率高达91.7%(95% CI: 76.8–98.9%),证明了其强泛化能力。
该研究的临床意义深远:Mamba-USeg通过像素级分析与多数投票策略,实现了肾上腺结节的无创精准分类,为临床医生提供了可靠的决策支持工具。这不仅提升了诊断效率,更关键的是能有效避免肾上腺增生患者接受不必要的手术治疗,真正体现了人工智能技术在精准医疗领域的转化价值。
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