基于磁敏感加权成像的深度学习算法模型分析脑浅静脉特征与皮层下深部白质病变相关性

作者:王雅杰; 谢琦; 吴军; 韩朋朋; 谭智霖; 廖炎辉
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目的建立基于磁敏感加权成像(SWI)图像的深度学习算法模型,分析大脑浅静脉(cerebral veinssuperficial、SCV)形态参数与深部白质病变(DWML)的关系。材料与方法招募364名健康志愿者。所有受试者均接受常规头骨序列和SWI扫描。随机选择200名受试者的SWI图像进行重建,以获得最小强度投影(MinIP)图像。采用深度学习算法对MinIP图像进行分析,建立SCV形态特征的自动定量模型。该模型用于分析其余164名受试者的双侧大脑半球的血管直径和曲率等形态学参数。根据皮质下DWML是否存在,164名受试者被分为两组:皮质下DWML组(共53人)和非深部白质病变组(n-DWML)(共111人)。分析了N-DWML组SCV的DWML组和形态学参数。建立了具有统计学意义的指标和皮质下深部白质病变的二元模型。结果深度学习算法模型用于SCV形态特征分析的平均准确率在训练集为98.19%,在验证集为98.02%,在测试集为98.03%。两半球的年龄和受教育年限分布无显著性差异(P>0.05),但性别分布有显著性差异。男性两侧大脑半球的SCV血管数量显著高于女性(右侧P=0.004,左侧P<0.001)。DWML组大学和N-DWML组大学在双侧大脑半球SCV的直径和数量上没有显著差异(P>0.05)。DWML组SCV曲度显著高于n-DWML组组(P<0.001)。SCV右半球的曲率与DWML的出现显著相关(回归系数为2.035,P=0.015)。结论SCV的形态学变化与DWML之间存在潜在的关系。SCV曲率的变化可能会影响当地血流动力学人的变化,从而导致DWML。