Eettinen hyväksyntä
Tämä tutkimus tehtiin Helsingin julistuksen ja hyväksynyt Shanghain Jiao Tongin yliopiston Renji-sairaalan eettinen komitea. Kaikki osallistujat allekirjoittivat tietoon perustuvat suostumuslomakkeet.
Potilaan valinta
Tämän retrospektiivisen tutkimuksen hyväksyi paikallinen laitoksen arviointilautakunta (IRB), ja kirjallinen tietoinen potilaan suostumus oli tarpeen tässä retrospektiivisessä tutkimuksessa. Potilaiden, joilla epäillään paksusuolen vaurioita, rekisteröimiseksi monivaiheiseen kontrastilla tehostettuun CT: hen, teimme ensin atk-haun potilaan sairaushistoriallisesta kirjastosta tammikuusta 2014 lokakuuhun 2018. Kirjoimme peräkkäin 96, 82 ja 163 potilasta, joilla oli histologisesti vahvistettu CD, UC ja CRC vastaavasti. Histologinen tulos näissä tapauksissa saatiin endoskooppisella biopsialla tai kirurgisella resektiolla. Toiseksi, poissuljimme 24 tutkimusta 96: sta CD-potilaasta, 23: sta 82 UC-potilasta ja 51: stä 163: sta CRC-potilaasta ennen leikkausta sädehoidon tai kemoterapian (n = 32), sydämen vajaatoiminnan (n = 17), reumaattisen taudin (n = 26) vuoksi ), CT: n puute (n = 15), vain parantamaton CT (n = 3) tai vain yhden vaiheen tehostettu CT (n = 5). Lopuksi poissuljettiin vielä 14 potilasta, joilla oli CD ilman paksusuolen osallisuutta, ja 9 potilasta, joilla oli CT-kuvissa liikeartefakteja. Sisältökriteerit olivat seuraavat: (1) kaikki potilaat, joilla oli histologisesti vahvistettu CD, UC tai CRC; ja (2) kaikki potilaat, joilla on täydelliset TT-tiedot (PCP, AP ja PVP) ja kliiniset tiedot. Poissulkemisperusteet olivat seuraavat: (1) potilaat, joilla ei ollut tehostettua TT-kuvausta tai joiden TT-kuvanlaatu ei täyttänyt vaatimuksia; ja (2) potilaat, jotka olivat saaneet leikkausta edeltävää hoitoa tai kärsineet muista sairauksista, jotka voivat vaikuttaa kuva-analyysiin. Monivaiheiset CT-kuvat analysoitiin erikseen kahdella kokeneella radiologilla (J. Z., Q. F.), joilla oli 24 ja 15 vuoden kokemus maha-suolikanavan diagnostisesta kuvantamisesta. Tämän tarkastelun tuloksena oli 58 CD-potilasta, joilla oli kaksoispiste, 55 UC-potilasta ja 107 CRC-potilasta. Siten IBD-potilaita oli yhteensä 113 ja CRC-potilaita 107. Kontrolliryhmänä mukana oli myös 96 potilasta, joilla oli ruoansulatuskanavan oireita ja joille tehtiin vatsan monivaiheinen tehostettu TT-skannaus, mutta joilla ei ollut poikkeavia löydöksiä. Tämän tutkimuksen työnkulku potilaan valinnan suhteen on esitetty kuvassa 4. Näiden potilaiden kliiniset tiedot on lueteltu taulukossa 6.
Potilaiden seulonnan työnkulku.
TT-protokolla
Vatsan monivaiheinen kontrastilla tehostettu TT suoritettiin kahdella TT-skannerilla: (1) a 64-kanavainen monidetektorinen TT-skanneri (Discovery CT750 HD tai Lightspeed VCT, GE Healthcare, Milwaukee, USA) ja (2) 128-kanavainen monitunnistin-CT-skanneri (SOMATOM definition AS +, Siemens Healthcare, Erlangen, Saksa). Osastomme vatsan CT-ohjeiden mukaan kaikki potilaat saivat nestemäistä ruokavaliota ja heille tehtiin katartinen valmistelu 24 tuntia ennen CT-tutkimusta. Potilaan sietokyvyllä 1 – 1,5 l lämmintä vettä (30 ° C – 40 ° C) injektoitiin varovasti peräaukon läpi, minkä jälkeen suoritettiin kolme peräkkäistä TT-skannausta (kaikki 3 vaihetta mukaan lukien) potilaan ollessa selkäasennossa. PCP-CT suoritettiin peittämällä koko vatsa diafragmaattisesta kupolista symphysis pubiin. PCP-CT-skannauksen jälkeen AP- ja PVP-CT-skannaukset suoritettiin peräkkäin samalla peitolla. Nämä kaksi kontrastilla tehostettua TT-skannausta toteutettiin vastaavasti 35 s: ssä ja 60 s: ssä, kun 75–150 ml (1,5 ml / kg) ionittomia jodattuja varjoaineita (370 Iopamidol, Shanghai Bracco Sine Pharmaceutical China) injektoitiin automaattisesti antecubitalin kautta laskimoon nopeudella 3,5 ml / s. PCP-CT: n skannausparametrit olivat seuraavat: 120 kV, 200-350 mA; näkökenttä, 40–50 cm; viipaleen paksuus, 1,2 mm tai 1,25 mm; väli, 1,2 mm tai 1,25 mm; matriisi, 512 × 512; putken pyörimisaika, 0,6 s-0,8 s; sävelkorkeus, 1–1,375: 1; ja jälleenrakennusydin, vakioalgoritmi. Jälleenrakennuksen jälkeen kuvia näytettiin poikkileikkauksen paksuudella 1,0 mm ja tasaisella resoluutiolla 0,60 × 0,60 mm. Tuloksena olevat CT-kuvat tarkasteltiin institutionaalisten kuvien arkistointi- ja viestintäjärjestelmäpalvelimemme kautta.
Kuvan valinta
Tyypillisten kuvien valitsemiseksi TA: sta jokaisesta TT-skannauksesta jokaisen potilaan paksusuolen kolmivaiheista CT-kuvaa tarkasteltiin peräkkäin peräsuolesta ileokekaaliseen risteykseen kurssin jälkeen paksusuolen. Kun CRC-leesiot tai paksusuolen epänormaali paksunnos lokalisoitiin, määritettiin kolme edustavaa aksiaalista kuvaa kustakin CT-skannauksesta. Kolmen TT-kuvauksen (PCP, AP ja PVP) edustavat kuvat määriteltiin samalla poikkileikkauksella. CRC: n osalta ensimmäinen aksiaalinen kuva hankittiin kasvaimen keskeltä välttäen nekroosia tai verisuonia. Toinen ja kolmas kuva otettiin keskiviivalla keski- ja ylärajan välillä ja vastaavasti kasvaimen keski- ja alarajan välillä. IBD-potilaille (UC ja CD) ja normaaleille osallistujille valittiin kolme aksiaalista kuvaa paksusuolesta nousevassa, poikittaisessa ja laskevassa paksusuolessa (mukaan lukien sigmoidinen paksusuoli) seuraavien kriteerien perusteella: (a) paksunnetun paksusuolen seinämän paksuus tai leesiot olivat yli 5 mm; (b) epäsymmetrinen tai paikallinen paksusuolen paksuuntuminen oli edullinen; ja (c) paksunnettu paksusuolen seinämä sisälsi leesioita IBD-potilailla. CT-kuvat tarkistettiin ja edustavat kuvat valitsivat kaksi edellistä maha-suolikanavan radiologia (J.Z., Q.F.) yhdessä, ja mahdolliset erimielisyydet ratkaistiin yksimielisesti. Jokainen kolmesta valitusta aksiaalisesta paksusuolen kuvasta anonyymi ja viety kuvien arkistointi- ja viestintäjärjestelmästä.
TA ja TA-luokituksen mukainen luokittelu
Valitut yhden aksiaalisen paksusuolen CT-kuvat (DICOM-muoto ) muunnettiin bittikarttamuotoisiksi kuviksi ja segmentoitiin vauriot MaZda 4.6 -ohjelmistolla (http://www.eletel.p.lodz.pl/programy/mazda/). Jokainen kuva muotoiltiin manuaalisesti ja mitattiin kahdella itsenäisellä radiologisella asukkaalla (lukijat A ja B, joilla oli vastaavasti 3 vuoden kokemus ja 5 vuoden kokemus diagnoosista) paksusuolen paksusuolen seinämän tai vaurion ulkomarginaalin määrittämiseksi ja se tallennettiin ROI: ksi. edelleen TA: lle (kuva 5 CRC AP: ssä (a), IBD AP: ssä (b) ja NTC AP: ssä (c)). Kaksi radiologista asukasta sokeutui näiden potilaiden patologisiin tuloksiin. Ääriviivat piirrettiin hieman paksuneen paksusuolen seinämän sisään (IBD-potilaille ja normaaleille osallistujille) tai kasvaimen rajoihin viereisen perikoolon rasvan tai kaasun tilavuusvaikutusten eliminoimiseksi. Ottaen huomioon, että paksusuolen rajoja voi olla vaikea tunnistaa tehostamattomasta TT-skannauksesta joillakin potilailla tai osallistujilla, vastaavia parannettuja kuvia voitaisiin käyttää ääriviivan määrittelemiseen. Jokainen lukija kirjasi jokaisen muotoilun ROI: n sisältämät pikselit ja paksunnetun paksusuolen seinämän tai kasvaimen maksimipaksuuden (lukemat A1 ja B). Lukija A muotoili ROI: ta uudelleen 4 viikkoa myöhemmin tutkiakseen tarkkailijan sisäistä johdonmukaisuutta (lukema A2). Riippumaton arvioija analysoi lukemien A1, A2 ja B saatujen muotojen tekstuurin.
Kiinnostavan alueen (ROI) rajaus valtimovaiheessa. (a) paksusuolikarsinoomalle, (b) haavainen paksusuolitulehdus, (c) normaalille paksunnetulle paksusuolen seinämälle.
Ennen TA: ta jokaisen muotoilun ROI: n harmaa asteikko normalisoitiin dynaamisella rajoituksella µ ± 3δ (µ, keskiarvo; δ, keskihajonta) kontrastin ja kirkkauden vaihtelun vaikutusten minimoimiseksi, mikä muuten saattaisi hämärtää todellisen rakenne 32. Normalisoinnin jälkeen tekstuuriominaisuudet laskettiin käyttämällä kuvankäsittelytekniikoita, mukaan lukien harmaa histogrammi, juoksupituuden ja samanaikaisen esiintymisen matriisi, absoluuttinen gradientti, autoregressiivinen malli ja aaltomuunto (katso täydentävä taulukko C). Sen määrittämiseksi, mitkä tekstuuriominaisuudet olivat hyödyllisimpiä erottamaan CRC, IBD: n ja NTC: n tulehdukselliset leesiot kontrollista, aiemmin lasketut tekstuuriominaisuudet uutettiin edelleen Fisherin kertoimella, POE + ACC: llä ja MI-kertoimella31. Ominaisuuksien tilastolliseen arviointiin käytettiin ohjelmaa B11 (http://www.eletel.p.lodz.pl/programy/cost/projekt_cost.html), joka tutkii tietoja vektoriulottuvuuden pienentämiseksi ja erottelevan arvon lisäämiseksi. Käytimme ohjelmassa B11 kolmea erilaista lähestymistapaa: (i) PCA; (ii) LDA; (iii) NDA. PCA: sta, LDA: sta otetut ominaisuudet luokiteltiin edelleen k-NN-luokittelijalla ja NDA: sta otetut ominaisuudet luokitettiin vastaavasti ANN-luokittelijalla. Tietovektorien väärä luokittelu k-NN: n ja ANN: n toimesta CRC: n, IBD-vaurioiden ja NTC: n erilaistamiseksi tutkittiin erikseen PCP-, AP- ja PVP-kuville.
Sisäisen (lukija A1 ja A2) ja tarkkailijan välisen (lukija A1 ja B) yhdenmukaisuuden testaamiseksi tekstuuriominaisuuksien, seuraavilla menetelmillä jokaiselle lukijalle valittujen tekstuuriominaisuuksien ja toistettavuuden testaamiseksi nämä piirteet analysoitiin: harmaatason histogrammin keskiarvo ja varianssi, kulmallinen toinen momentti, entropia, kokonaisentropia, varianssiero, ero entropiassa samanaikaisista matriiseista sekä ero juoksupituudessa ja harmaasävyssä juoksupituudesta matriisi. Pintakuvion ominaisuuksien määritelmät on tiivistetty täydentävässä taulukossa D.
Visuaalinen luokittelu
Kunkin potilaan CT-kuvat tarkastelivat kaksi osallistuvaa maha-suolikanavan radiologia (lukijat C ja D) 12 potilaalla. 10 vuoden kokemus ja kaksi nuorta asukasta (lukijat E ja F), joilla on 3 ja 4 vuoden kokemus. Lukijat sokaisivat potilastiedot, mukaan lukien patologiset ja TA-tulokset. Visuaalisessa analyysissä lukijat asettavat optimaalisen ikkunan ja tason visuaalisen palautteen mukaan riittävän vaurionäkyvyyden varmistamiseksi. Yksi skannausvaihe tarkistettiin joka kerta. Kaksi viikkoa myöhemmin seuraava skannausvaihe tarkistettiin muistivaikutusten välttämiseksi. Lukijat tekivät itsenäisesti CRC: n, IBD: n tai NTC: n diagnoosin pääasiassa paksusuolen seinämän sakeutumisen ja vaurion kontrastia parantavien ominaisuuksien perusteella. Jokaisen maha-suolikanavan radiologin visualisointien MCR laskettiin seuraavan yhtälön mukaan:
Tilastollinen analyysi
Pikselimäärä ROI: ssa ja paksusuolen seinämän paksuus ilmaistaan keskiarvona ± SD. Analyysimme rajoittui potilastason keskiarvoihin kullekin ominaisuudelle ja jokaiselle ääriviivaryhmälle (A1, A2 ja B). Mittauserot lukemien (A1, A2 ja B) välillä samoissa kuvissa analysoitiin varianssianalyysillä (ANOVA). Tarkkailijan sisäinen (A1, A2) ja tarkkailijoiden välinen (A1, B) sopimus ROI-pikselien ja paksuuden mittaussessioiden välillä arvioitiin ICC: n kanssa. ICC 0–20, 20–40, 40–60, 60–80 ja 80–100 osoitti huonoa, oikeudenmukaista, kohtuullista, merkittävää sopimusta ja erittäin hyvää sopimusta. Tekstuuristen ominaisuuksien toistettavuus (A1 vs A2) ja (A1 vs B) lukijoiden välillä arvioitiin konkordanssikertoimella (Rc) ja ne näytettiin graafisesti Bland-Altman-menetelmällä. Rc < 0,90, 0,90–95, 0,95–0,99 ja > 0,99 osoitti huonoa, kohtalaista, olennaista ja melkein täydellistä sopimusta . Mann-Whitney U -testit tehtiin vertaamaan MCR: ää CRC: n, IBD: n ja NTC: n erilaistamiseksi kussakin CT-skannausvaiheessa CTTA: n ja visuaalisen analyysin välillä. Tilastollinen analyysi tehtiin SPSS-ohjelmistolla (versio 22.0), ja alle 0,05 p-arvojen katsottiin osoittavan merkittäviä eroja. Laskettujen koostumusominaisuuksien luokittelukyky arvioitiin ROC-käyräanalyysillä käyttäen MedCalc-ohjelmistoa (visio 19.1.7, MedCalc Software, Ltd., Ostend, Belgia).
Eettinen hyväksyntä
Kaikki ihmisiin osallistuneissa tutkimuksissa suoritetut menettelyt olivat institutionaalisen ja / tai kansallisen tutkimuskomitean eettisten normien ja vuoden 1964 Helsingin julistuksen ja sen myöhempien muutosten tai vastaavien eettisten standardien mukaisia.
Tietoon perustuva suostumus
Tietoinen suostumus saatiin kaikilta tutkimukseen osallistuneilta yksittäisiltä osallistujilta.