从全身 [68Ga]Ga-PSMA-11 PET/CT 图像中的转移性前列腺病变分割中提取全自动预后生物标志物
European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging ( IF 8.6 ) Pub Date : 2022-08-17 , DOI: 10.1007/s00259-022-05927-1
Jake Kendrick 1 , Roslyn J Francis 2, 3 , Ghulam Mubashar Hassan 1 , Pejman Rowshanfarzad 1 , Jeremy S L Ong 4 , Martin A Ebert 1, 5, 6
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目的
本研究旨在开发和评估一种基于深度学习的自动分割框架,用于全身 [68Ga]Ga-PSMA-11 PET/CT 图像中的转移性前列腺癌 (mPCa) 病变,以提取患者水平的预后生物标志物。
方法
从一组生化复发的 PCa 患者中检索了 337 张 [68Ga]Ga-PSMA-11 PET/CT 图像。提出了一种全 3D 卷积神经网络 (CNN),它基于自配置的 nnU-Net 框架,并在这些扫描的子集上进行了训练,并保留了用于模型评估的独立测试集。使用骰子相似系数 (DSC) 、阳性预测值 (PPV) 和灵敏度评估体素级分割结果。计算敏感性和 PPV 以评估病变水平检测;通过准确性、 PPV 和敏感性评估患者水平的分类结果。通过自动分割计算全身生物标志物总病灶体积 (TLVauto) 和总病灶摄取 (TLUauto),并使用 Kaplan-Meier 分析评估生物标志物与患者总生存期的关系。
结果
在患者层面,准确性、敏感性和 PPV 均为 > 90%,最佳指标是 PPV (97.2%)。病变水平的 PPV 和敏感性分别为 88.2% 和 73.0%。在测量的观察者间变异性内在体素水平上测量的 DSC 和 PPV(DSC,中位数 = 50.7% vs. 第二观察者 = 32%,p = 0.012;PPV,中位数 = 64.9% vs. 第二观察者 = 25.7%,p < 0.005)。TLVauto 和 TLUauto 的 Kaplan-Meier 分析显示它们与患者总生存期显著相关 (均 p < 0.005)。
结论
使用深度学习对全身 [68Ga]Ga-PSMA-11 PET/CT 图像进行全自动评估显示出巨大的前景,可产生准确的扫描分类、观察者间变异性内的体素级分割,以及与患者总生存期相关的潜在临床有用的预后生物标志物。
试用注册
这项研究于 2015 年 6 月 11 日在澳大利亚新西兰临床试验注册处 (ACTRN12615000608561) 注册。

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