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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

首頁 > 科研進(jìn)展

研究提出融合專家評分的先天性巨結(jié)腸早期精準(zhǔn)輔助診斷方法

2021-11-19 蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所

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語音播報(bào)

　　中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所研究員戴亞康團(tuán)隊(duì)聯(lián)合蘇州大學(xué)附屬兒童醫(yī)院普外科主任醫(yī)師黃順根、放射科主任醫(yī)師郭萬亮等，提出了一種有效融合專家評分、臨床特征和影像特征的計(jì)算機(jī)輔助診斷方法，實(shí)現(xiàn)了新生兒先天性巨結(jié)腸的術(shù)前無創(chuàng)輔助診斷。該研究納入54例先天性巨結(jié)腸患兒作為實(shí)驗(yàn)組，59例因腹脹或便秘使用鋇劑灌腸檢查的患兒作為對照組，收集了患兒的鋇灌腸X線片及臨床資料，并由兩名經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生根據(jù)鋇灌腸X線片給出專家評分。研究從鋇灌腸X線片中提取了能夠有效刻畫腸管形態(tài)學(xué)差異的定量影像特征（圖1），結(jié)合專家評分和臨床特征，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法建立預(yù)測模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，醫(yī)生僅基于鋇灌腸X線片進(jìn)行診斷的準(zhǔn)確率為76.99%，而所建的計(jì)算機(jī)輔助診斷模型取得了86.36%的準(zhǔn)確率，81.82%的敏感性，90.91%的特異性，AUC達(dá)到0.9318（圖2）。

　　該方法可輔助醫(yī)生提高HSCR早期診斷精準(zhǔn)性，相關(guān)研究成果發(fā)表Journal of Pediatric Surgery上。此外，這一結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)的機(jī)器學(xué)習(xí)分析方法有望應(yīng)用于腫瘤與神經(jīng)疾病等，或可顯著提高基于醫(yī)學(xué)影像的無創(chuàng)輔助診斷的精準(zhǔn)度。

　　論文鏈接

圖1.刻畫腸管形態(tài)學(xué)差異的定量影像特征

圖2.不同特征組合對應(yīng)預(yù)測模型的ROC曲線

　　先天性巨結(jié)腸（Hirschsprung disease，HSCR），主要由腸壁肌間和黏膜下神經(jīng)叢內(nèi)神經(jīng)節(jié)細(xì)胞缺如和異常所致。HSCR發(fā)病率較高，診斷年齡后移會增加HSCR相關(guān)性小腸結(jié)腸炎等并發(fā)癥的發(fā)生率，給患兒及家庭帶來身心痛苦和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)?？紤]到新生兒的特殊性，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為應(yīng)慎重選擇腸黏膜活檢+AChE染色這種有創(chuàng)的術(shù)前診斷方法，而常用的鋇劑灌腸和直腸肛門測壓等輔助檢查準(zhǔn)確性較低。因此，臨床亟須HSCR早期精準(zhǔn)無創(chuàng)輔助診斷方法，從而為制定最優(yōu)的治療方案提供科學(xué)依據(jù)。
　　中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所研究員戴亞康團(tuán)隊(duì)聯(lián)合蘇州大學(xué)附屬兒童醫(yī)院普外科主任醫(yī)師黃順根、放射科主任醫(yī)師郭萬亮等，提出了一種有效融合專家評分、臨床特征和影像特征的計(jì)算機(jī)輔助診斷方法，實(shí)現(xiàn)了新生兒先天性巨結(jié)腸的術(shù)前無創(chuàng)輔助診斷。該研究納入54例先天性巨結(jié)腸患兒作為實(shí)驗(yàn)組，59例因腹脹或便秘使用鋇劑灌腸檢查的患兒作為對照組，收集了患兒的鋇灌腸X線片及臨床資料，并由兩名經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生根據(jù)鋇灌腸X線片給出專家評分。研究從鋇灌腸X線片中提取了能夠有效刻畫腸管形態(tài)學(xué)差異的定量影像特征（圖1），結(jié)合專家評分和臨床特征，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法建立預(yù)測模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，醫(yī)生僅基于鋇灌腸X線片進(jìn)行診斷的準(zhǔn)確率為76.99%，而所建的計(jì)算機(jī)輔助診斷模型取得了86.36%的準(zhǔn)確率，81.82%的敏感性，90.91%的特異性，AUC達(dá)到0.9318（圖2）。
　　該方法可輔助醫(yī)生提高HSCR早期診斷精準(zhǔn)性，相關(guān)研究成果發(fā)表Journal of Pediatric Surgery上。此外，這一結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)的機(jī)器學(xué)習(xí)分析方法有望應(yīng)用于腫瘤與神經(jīng)疾病等，或可顯著提高基于醫(yī)學(xué)影像的無創(chuàng)輔助診斷的精準(zhǔn)度。
　　論文鏈接
　　圖1.刻畫腸管形態(tài)學(xué)差異的定量影像特征
　　圖2.不同特征組合對應(yīng)預(yù)測模型的ROC曲線
　　

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