基于地标法的胰腺亚区域 CT 分割:精准解锁胰腺疾病诊断新密码

【字体: 时间:2025年05月02日 来源:Journal of Imaging Informatics in Medicine

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  当前基于全胰腺分割的方法无法提供区域特异性生物标志物,影响疾病严重程度预测。研究人员开展胰腺亚区域(头、体、尾)CT 分割研究,运用 3D nnUNet 模型,结果显示分割精度高。该研究有助于获取各亚区域成像生物标志物,助力疾病诊断。

  基于计算机断层扫描(CT)的成像生物标志物可从胰腺中获取,用于检测胰腺疾病。然而,目前使用全胰腺分割的方法无法提供区域特异性生物标志物,而这对预测许多疾病(如胰腺腺癌)的严重程度至关重要。本研究旨在开发一种自动化的三维(3D)工具,用于在 CT 容积图像上检测和分割胰腺亚区域(头部、体部和尾部)。
这项回顾性研究使用了来自公开可用的 TotalSegmentator(TS)数据集的 549 个 CT 容积图像子集。数据集被随机分为训练集(n = 440)和测试集(n = 109)。此外,还使用了来自 TCIA NIH 胰腺 - CT 数据集的 30 个 CT 容积图像进行外部验证。使用自定义损失函数训练了一个 3D 全分辨率 nnUNet 模型,以检测对应于胰腺头部、体部和尾部的地标。基于检测到的地标,通过后处理算法生成亚区域分割。

研究人员使用 Dice 相似系数(DSC)和归一化表面距离(NSD),将预测的分割结果与真实掩模进行评估。胰腺头部、体部和尾部的 DSC(%)和 NSD(%)的平均值 ± 标准差分别为 90.8±4.1 和 94.5±4.6、83.3±7.6 和 87.2±7.4、85.1±9.8 和 89.7±8.8。在外部数据集上,胰腺头部、体部和尾部的 DSC 和 NSD 的平均值 ± 标准差分别为 83.4±2.6 和 89.7±4.1、79.4±5.9 和 88.5±6.0、81.2±5.5 和 91.4±5.3。

该模型能够准确分割胰腺的三个亚区域,使得可以从每个亚区域以及整个胰腺中获取成像生物标志物。

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