CT灌注成像与支持向量机模型结合在早期肝癌诊断中的应用

It is key to monitor the blood flow changes of hepatocellular carcinoma (HCC) for early detection and diagnosis at early stage. The animal experiments and clinical studies we have performed previously have shown that multi-slice spiral CT perfusion imaging can offer the information of blood flow changes related to early HCC.The previously similar studies mostly focus on the perfusion differences among the normal liver, cirrhotic nodules and cancer nodules which have been built, and lack of the dynamic studies of hemodynamic changes in the hepatocarcinogenesis process.Also,it is complex to analyse the perfusion parameters, and the determination of diagnostic threshold for the early cancer nodules is difficult.Therefore, it is an urgent need for a new classification method for further complement and improvement. The subject will be performed on HCC model of rat induced by diethylnitrosamine (DEN).MRI scans were used to detect the early cancer nodules, and then the hemodynamic parameters are acquired by CT perfusion imaging. We will identify the significant characteristics related to the occurrence of HCC using multivariate analysis of variance and build perfusion parameters characteristic on the basis of nonlinear model of support vector machine in order to discriminate forecast model of tumor. The sensitivity and specificity of the model are tested by histopathology and molecular markers of liver cancer . The aim of the subject is to providing a clinical new method for the early diagnosis of HCC based on the CT perfusion imaging.

早期发现和诊断原发性肝细胞癌（HCC）的关键在于对肝癌血流变化的监测。申请人前期动物实验和临床研究均表明多层螺旋CT灌注成像能很好地提供与早期肝癌相关的血流变化信息，但以往的相似研究多集中在正常肝脏、肝硬化结节以及成癌后的肝癌结节之间的灌注差异上，缺乏肝癌前结节到早期肝癌结节不同生长阶段血流变化研究，同时CT灌注参数分析复杂，对癌前结节和早期癌结节鉴别诊断阈值难以确定，因此，迫切需要新的分类方法进行补充改进。 本课题将在二乙基亚硝胺（DEN）诱导的大鼠肝癌模型上进行试验，用MRI平扫检测早期癌结节，用CT灌注成像获取早期癌结节的血液动力学参数，利用多因素方差分析，识别与早期肝癌发生显著相关的特征，基于支持向量机非线性模型构建CT灌注参数特征，判别肿瘤的预测模型，并利用组织病理和肝癌分子标记物来检验模型的敏感度和特异度，旨为临床提供一种基于CT灌注成像基础上的早期肝癌诊断新方法。

原发性肝癌（Hepatocellular Carcinoma,HCC）发病率逐年增高，早期发现是治疗的关键所在。但是，发现早期癌变是目前HCC诊断的瓶颈。目前的影像学诊断方法只能对中晚期肝癌给出明确的诊断，对于早期或一些不典型HCC仍无法给出确切诊断，只能依靠穿刺活检病理检查，但是此项检查为有创性，临床实施不能广范普及。为了更好更有效地防治HCC的发展，迫切要求我们找到一种非创伤性的诊断早期HCC的方法，早期发现早期治疗，延长生命，为患者带来更多的福音。. HCC大多在肝硬化的基础上发生，肝硬化结节经过发展、演变，最终会形成HCC。癌变的转变过程，形态学无法发现，而此时血流动力学已发生变化，这种微观的变化也只能依靠功能成像来呈现。因此，灌注成像成为目前研究血流动力学的主要发法，广泛应用于肝硬化及HCC的临床及实验研究。然而，CT灌注参数分析复杂，对肝硬化结节和早期HCC结节的鉴别诊断阈值很难确定，因此，需要新的方法进行补充改进。本课题在二乙基亚硝胺（DEN）诱导的大鼠HCC模型上试验，根据病理结果，进一步提取肝硬化结节和早期HCC结节的血流动力学参数变化，并利用ROC曲线识别与早期HCC发生显著相关参数，并提供这二种结节灌注参数的诊断阈值，旨在为临床提供一种基于CT灌注成像基础上的早期HCC诊断的新方法。. 经过研究，灌注参数HBF、HBV、MTT、HAF、HPP在对照组、癌前结节组、早期HCC组三组间存在显著差异（P<0.05）。我们的研究显示，灌注参数HAF、HPP曲线下面积最大，同时具有较高的敏感性和特异性，是鉴别诊断癌前结节和早期肝癌最相关的参数，其最佳诊断阈值分别为0.42、108.47mL/min/100 mg。可见，CT灌注结合ROC曲线分析可深入挖掘癌前结节和早期HCC结节的诊断阈值，为非创伤性早期肝癌诊断提供新的方法和新的途径。