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![arXiv:2310.02829v1 [eess.IV] 2023 年 10 月 4 日](/simg/0\06579e6bea4781d569c631e9f6e68939710b8d1a.webp)
arXiv:2310.02829v1 [eess.IV] 2023 年 10 月 4 日
摘要。脑转移瘤 (BM) 是最常见的脑肿瘤。使用立体定向放射外科治疗多发性 BM 患者需要准确定位转移瘤。神经网络可以协助完成这项通常由人类专家执行的耗时且昂贵的任务。检测小病变尤其具有挑战性，因为它们在现有方法中往往代表性不足。然而，病变检测对所有大小都同样重要。在这项工作中，我们开发了一组神经网络，专门用于检测和分割小 BM。为了完成这项任务，我们训练了几个神经网络，专注于 BM 分割问题的各个方面：我们使用 blob 损失来专门解决病变实例在大小和纹理方面的不平衡，因此不会偏向较大的病变。此外，使用 T1 和 T1 对比增强序列之间的减法序列的模型专注于低对比度病变。此外，我们只针对小病变训练额外的模型。我们的实验证明了额外的 blob 损失和减法序列的效用。然而，在集成中包含专门的小病变模型会使分割结果变差。我们还发现，受领域知识启发的后处理步骤可以在大多数实验中大大提高我们的性能。我们的方法使我们能够向 ASNR-MICCAI BraTS 脑转移挑战赛 2023 提交具有竞争力的挑战参赛作品。
人工智能应用于胸部X光检查以鉴别诊断新冠肺炎
1 意大利帕维亚 27100 大学高等研究院 IUSS 大学学院科学、技术和社会系； salvatore@deeptracetech.com 2 DeepTrace Technologies SRL，地址：Conservatorio 17，20122 米兰，意大利； interlenghi@deeptracetech.com （MI）; polidori@deeptracetech.com (AP) 3 米兰大学健康生物医学科学系，Via Mangiagalli 31, 20133 米兰，意大利； caterina.monti@unimi.it（CBM）; davide.capra@unimi.it （华盛顿特区）; andrea.cozzi1@unimi.it （交流）; francesco.sardanelli@unimi.it (FS) 4 意大利蒙扎—圣赫拉尔多医院放射科，Via Pergolesi 33，20900 蒙扎，意大利； davide.ippolito@unimib.it （DI）; d.gandola1@campus.unimib.it （DG）5 放射科，IRCCS Policlinico San Donato，Via Morandi 30，20097 San Donato Milanese，意大利； schiaffino.simone@gmail.com 6 诊断成像和立体定向放射外科部，CDI Centro Diagnostico Italiano SpA，Via Saint Bon 20, 20147 Milan，意大利； marco.ali@cdi.it 7 米兰比可卡大学物理系，Piazza della Scienza 3, 20126 米兰，意大利 8 国家研究委员会生物医学成像和生理学研究所，Via Fratelli Cervi 93, 20090 Segrate，意大利 9 米兰比可卡大学医学和外科学院，Piazza dell'Ateneo Nuovo 1, 20126 米兰，意大利； cristina.messa@unimib.it 10 米兰比可卡大学 Tecnomed 基金会，Palazzina Ciclotrone—Via Pergolesi 33，20900 蒙扎，意大利 * 通讯地址：isabella.castiglioni@unimib.it † C. Salvatore、M. Interlenghi 和 CB Monti 对本文贡献相同。
人工智能在医学图像中的应用
a Department of Physics, University of Milano-Bicocca, Piazza della Scienza 3, 20126 Milan, Italy b Institute of Biomedical Imaging and Physiology, National Research Council, Via Fratelli Cervi 93, 20090 Segrate, Italy c Department of Radiology, Box 218, Cambridge Biomedical Campus, Cambridge CB2 0QQ, United Kingdom d Cancer Research UK Cambridge Centre, University of Cambridge Li Ka Shing Centre, Robinson Way, Cambridge CB2 0RE, United Kingdom e Department of Radiology, Stanford University School of Medicine, Stanford University, 300 Pasteur Drive, Stanford, CA, USA f Unit of Radiology, IRCCS Policlinico San Donato, Via Rodolfo Morandi 30, 20097 San Donato Milanese, Italy g Scuola Universitaria Superiore IUSS Pavia, Piazza della Vittoria 15, 27100 Pavia, Italy h DeepTrace Technologies Srl, Via Conservatorio 17, 20122 米兰，意大利 i 米兰大学健康生物医学科学系，Via Luigi Mangiagalli 31, 20133 米兰，意大利 j 意大利诊断中心 SpA 诊断成像和立体定向放射外科系，Via Saint Bon 20, 20147 米兰，意大利 k 罗马生物医学大学工程系计算机系统和生物信息学系，Via Alvaro del Portillo 21, 00128 罗马，意大利
现代的立体定向放疗对肺癌的脑转移：基于综合翻译方法的当前趋势和未来观点
摘要：脑转移（BMS）是肺癌患者中最常见的转移性事件，大约50％的非小细胞肺癌（NSCLC）患者发生在小细胞肺癌（SCLC）的患者中，多达70％。到目前为止，在诊断和治疗程序中已经取得了许多进步，从而可以改善这些患者的预后。现代方法依赖于几个因素的整合，例如准确的组织学和分子促进，对临床参数的全面评估以及颅内和颅外疾病参与程度的精确定义。这些因素的结合是指导多学科讨论并根据个性化方法为这些患者提供最合适的治疗方法的关键。局灶性放射疗法（RT），其所有模式（放射外科（SRS），分离的立体定位放疗（SRT），辅助立体定位放疗（ASRT），是单独或与手术和系统性结合的BM管理的辅助定位放射疗法（ASRT）。我们回顾可用于治疗脑部受累的肺癌患者的现代治疗策略。这包括对不同技术解决方案的准确审查，可以利用这些解决方案，以提供“最先进的”焦点RT，以及当存在可靶向的分子驱动器时，可以作为SRS/SRT的有效替代方案提供对系统性剂的详细描述。除了经过验证的治疗方案外，我们还根据新兴的临床报告（例如，来自SCLC的NSCLC或SRS多个BMS的患者的SRS）讨论了对焦点RT的未来观点，以及在转化研究和新颖的目标中的创新性和有希望的人，以及与新颖的目标组合中的创新性和有希望的信息一起介绍。
劳拉替尼疗法可快速有效控制 ALK 阳性肺腺癌的脑和脊髓软脑膜转移
我们报告了一名因间变性淋巴瘤激酶 (ALK) 阳性肺腺癌的脑和脊髓软脑膜转移导致严重神经系统恶化的患者，通过劳拉替尼疗法迅速成功地得到了治疗。一名 48 岁的男性患者出现急性精神衰退、严重头痛和双腿无力。患者既往病史包括 ALK 阳性肺腺癌的脑转移，一年前和三个月前分别通过全脑放射治疗和伽玛刀放射外科手术成功治疗。体格检查发现颈部僵硬和运动分级为 I 级的下肢轻瘫。钆增强脑 MRI 显示小脑叶新出现的软脑膜增强，全脊柱 MRI 显示整个脊柱轴都有类似的软脑膜转移。劳拉替尼开始口服，剂量为 100 毫克/天。一周后，患者的临床症状迅速好转。患者恢复清醒，头痛消失，下肢轻瘫恢复至正常的行走状态。根据 MRI 结果，两个月的劳拉替尼治疗导致大脑和脊髓先前的软脑膜强化几乎完全消失，并且中枢神经系统没有出现新的转移性病变。患者接受了 5 个月的定期随访，未出现任何全身并发症或神经系统异常。总之，劳拉替尼可以成为一种快速有效的治疗方法，用于治疗由 ALK 阳性肺癌引起的中枢神经系统软脑膜转移患者。
神经外科及其方法简介.pdf
神经外科或神经外科是一门医学专业，也称为脑外科，主要研究影响神经系统任何部分的疾病的预防、诊断、手术治疗和康复，包括大脑、脊髓、中枢和周围神经系统以及脑血管系统。神经外科方法在现代神经外科中，神经放射学程序用于诊断和治疗患者。计算机断层扫描 (CT)、磁共振成像 (MRI)、正电子发射断层扫描 (PET)、脑磁图 (MEG) 和立体定向放射外科是计算机辅助成像的例子。术中 MRI 和功能性 MRI 用于多种神经外科手术。在传统的开放式手术中，神经外科医生会在颅骨上钻一个大孔以进入大脑。显微镜和内窥镜目前正在用于涉及较小孔径的技术。小开颅手术与高分辨率显微镜神经组织观察相结合，可产生出色的效果。另一方面，开放式手术仍常用于创伤和紧急情况。在神经外科的几个部分，使用显微外科手术。在 EC-IC 搭桥手术和修复性颈动脉末端切除术中，应用了显微血管技术。动脉瘤夹闭是在显微镜下进行的。显微镜或内窥镜用于微创脊柱手术。显微外科手术用于包括显微椎间盘切除术、椎板切除术和人工椎间盘置换术在内的手术。神经外科医生可以使用立体定位通过小孔径定位大脑中的小目标。这用于功能性神经外科手术，例如在帕金森病或阿尔茨海默病的情况下，当电极
联合免疫治疗（联合或不联合局部治疗）治疗黑色素瘤脑转移患者：一项针对 380 名患者的 DeCOG* 研究
摘要背景 纳武单抗联合伊匹单抗已被证明可以治疗黑色素瘤脑转移 (MBM)。然而，在大多数研究该亚组免疫治疗的临床试验中，有症状的 MBM 和/或之前接受过局部脑放射治疗的患者都被排除在外。我们研究了纳武单抗联合伊匹单抗单独治疗或联合局部治疗对无症状和有症状 MBM 患者的疗效，无论治疗路线如何。方法 研究了 2015 年 4 月至 2018 年 10 月期间在 23 家德国皮肤癌中心接受纳武单抗联合伊匹单抗治疗的 MBM 患者。通过 Kaplan-Meier 估计量评估总生存期 (OS)，并进行单变量和多变量 Cox 比例风险分析以确定与 OS 相关的预后因素。结果 本研究纳入了 380 名患者，31% 在开始使用 nivolumab 加 ipilimumab 时有症状的 MBM（60/193，有数据可用）。中位随访时间为 18 个月，2 年和 3 年 OS 率分别为 41% 和 30%。我们确定了以下独立显著的 OS 预后因素：血清乳酸脱氢酶和蛋白 S100B 水平升高、MBM 数量和东部肿瘤协作组体能状态。在这些接受一线或后续检查点抑制治疗的患者中，在 BRAFV600 突变黑色素瘤患者亚组中，我们发现接受一线 BRAF 和 MEK 抑制剂或 nivolumab 加 ipilimumab 治疗时 OS 没有差异（p=0.085）。在一线或后续接受 nivolumab 加 ipilimumab 治疗的 BRAF 野生型患者中，OS 也没有差异 (p=0.996)。局部治疗采用立体定向放射外科或手术可改善
辐射治疗脑转移治疗后的辐射坏死：一种计算方法
转移是癌细胞脱离原发性肿瘤，穿过血液或淋巴系统并在远处组织中形成新肿瘤的过程。转移性传播的首选部位之一是大脑，影响了所有癌症患者的20％以上。由于原发性肿瘤的治疗方法的改善，该数字正在稳步增加。立体定向放射外科手术（SRS）是少量或适度的脑转移（BMS）患者的主要治疗选择之一。SRS经常发生的不良事件是辐射坏死（RN），这是正常组织细胞死亡引起的炎症状况。一个主要的诊断问题是，由于标准磁共振图像（MRIS）的相似性，RN很难与BM复发区分开。但是，这种区别是选择最佳治疗方法的关键，因为RNS经常在没有进一步干预的情况下解决，而复发BMS可能需要开放脑部手术。最近的研究表明，RN的增长动力比复发性BMS更快，这提供了一种区分这两个实体的方法，但是对于这些观察结果，没有提供机械性解释。在这项研究中，根据增加复杂性的数学模型开发了计算框架，为BMS复发与RN事件的差异生长动力学提供了机械解释，并解释了观察到的临床现象学。模拟的肿瘤复发的生长指数大大小于由于SRS与BMS相邻的正常脑组织造成的损伤所致的炎症的组，因此导致RN。ROC曲线具有合成数据具有最佳阈值，可最大程度地提高生长指数β∗ = 1的灵敏度和特异性值。05，非常接近患者数据集中观察到的。
在外部验证中，MRI 放射组学预测脑转移瘤原发性肿瘤组织学的能力有限
摘要背景。越来越多的研究表明，使用从成像数据中提取的放射组学特征可以预测各种恶性肿瘤的组织学或遗传信息。本研究旨在通过内部和外部验证来研究基于 MRI 的放射组学在预测脑转移瘤原发性肿瘤中的作用，并使用过采样技术来解决类别不平衡问题。方法。这项经 IRB 批准的回顾性多中心研究包括肺癌、黑色素瘤、乳腺癌、结直肠癌和其他原发性实体的组合异质组（5 类分类）的脑转移瘤。2003 年至 2021 年期间从 231 名患者（545 个转移瘤）获取了本地数据。分别对来自公开的斯坦福 BrainMetShare 和加州大学旧金山分校脑转移瘤立体定向放射外科数据集的 82 名患者（280 个转移瘤）和 258 名患者（809 个转移瘤）进行了外部验证。预处理包括脑提取、偏差校正、配准、强度归一化和半手动二元肿瘤分割。从每个序列（8 次分解）的 T1w（± 对比度）、液体衰减反转恢复 (FLAIR) 和小波变换中提取了 2528 个放射组学特征。使用原始数据和过采样数据的选定特征训练随机森林分类器（5 倍交叉验证），并使用准确度、精确度、召回率、F1 分数和受试者工作特征曲线下面积 (AUC) 在内部/外部保留测试集上进行评估。结果。过采样并没有改善内部和外部测试集上整体不令人满意的性能。不正确的数据分区（训练/验证/测试分割之前的过采样）会导致对模型性能的严重高估。结论。应严格评估放射组学模型从成像中预测组织学或基因组数据的能力；外部验证至关重要。
引用本文：Willman M, Willman J, Figg J, Dioso E, Sriram S, Olowofela B, et al. 星形细胞瘤的最新进展：医疗和外科治疗注意事项
星形细胞瘤包括多种具有独特突变和不同恶性程度的肿瘤。这些肿瘤都起源于星形胶质细胞，星形胶质细胞是一种星形神经胶质细胞，在支持中枢神经系统 (CNS) 的功能方面发挥着重要作用，包括血脑屏障 (BBB) 的发育和维持、水和离子调节、影响神经元突触形成以及刺激免疫反应。在流行病学方面，最常见的恶性星形细胞瘤是胶质母细胞瘤 (GB)，在澳大利亚、西欧和加拿大的发病率通常较高，东南亚的发病率最低。此外，男性和非西班牙裔白人的 GB 发病率明显较高。有人认为，生物男性体内的睾酮水平较高可能是 GB 发病率增加的原因。遗传性综合征（如 Cowden、Lynch、Turcot、Li-Fraumeni 和 1 型神经纤维瘤病）与星形细胞瘤发病率增加有关。虽然有许多特定的基因突变可能会影响恶性肿瘤或成为星形细胞瘤治疗的靶点，但 O 6 -甲基鸟嘌呤-DNA 甲基转移酶 ( MGMT ) 基因功能是星形细胞瘤对化疗药物替莫唑胺 (TMZ) 反应的重要预测指标。用于原发性肿瘤的 TMZ 和用于复发性肿瘤形成的贝伐单抗是目前批准用于治疗星形细胞瘤的两种主要化疗药物。虽然立体定向放射外科 (SRS) 与全脑放射治疗 (WBRT) 相比在提高生存率方面存在争议，但 SRS 表现出更高的精确度和更低的放射毒性。在考虑手术切除星形细胞瘤时，切除范围 (EoR) 是需要考虑的因素。次全切除术 (STR) 保留了 T1 增强磁共振成像 (MRI) 区域的边缘，全切除术 (GTR) 包括边缘，超最大切除术 (SMR) 延伸到 T1 边缘之外并进入 T2 区域。手术切除、放疗和化疗是星形细胞瘤治疗不可或缺的组成部分。