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新型CT灌注软件UGuard与RAPID在卒中血管内治疗中的对比验证:缺血核心与半暗带评估的精准性及预后预测价值
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年04月16日 来源:Scientific Reports 3.8
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本刊推荐:针对急性缺血性卒中(AIS)患者血管内治疗(EVT)决策中缺血核心体积(ICV)和半暗带体积(PV)评估的临床需求,中国多中心团队开展了一项回顾性队列研究,对比验证新型AI软件UGuard与FDA认证的RAPID在CT灌注(CTP)分析中的一致性。研究发现两者在ICV(ICC 0.92)和PV(ICC 0.8)测量中具有强相关性,且UGuard模型在预测90天良好预后(mRS 0-2)时展现出最佳性能(AUC 0.87),为临床提供了可靠的国产替代分析工具。
在急性缺血性卒中(AIS)救治的"时间就是大脑"战场上,血管内治疗(EVT)的疗效高度依赖精准的影像评估。尽管FDA认证的RAPID软件已成为CT灌注(CTP)分析的黄金标准,但其昂贵的授权费用和单一供应商模式限制了全球可及性。更棘手的是,现有研究显示不同软件对缺血核心体积(ICV)的测量差异可达30%,这种"幽灵梗死核心"现象常导致临床决策困境。与此同时,中国卒中发病率年增长达8.3%,亟需开发具有自主知识产权且经过严格验证的CTP分析工具。
针对这一临床痛点,由泰州市第二人民医院公共卫生科联合沈阳医学院附属医院等机构组成的研究团队,在《Scientific Reports》发表了关于新型AI软件UGuard的验证研究。这项多中心回顾性研究纳入了2010-2022年间接受EVT治疗的159例前循环大血管闭塞患者,采用双盲设计对比UGuard与RAPID对ICV和PV的测量一致性,并建立多变量模型评估其对90天功能预后(mRS评分)的预测效能。研究通过双中心标准化CTP采集协议(西门子SOMATOM Definition AS和GE Revolution CT),结合深度学习驱动的图像预处理技术,实现了对运动伪影和噪声的智能过滤。
关键技术方法包括:1)采用延迟不敏感的Block-Circulant SVD去卷积算法计算脑血流量(CBF)、脑血容量(CBV)等参数;2)基于深度卷积网络的动静脉自动定位系统;3)LASSO回归筛选临床预测因子;4)通过组内相关系数(ICC)和Bland-Altman分析评估软件一致性;5)构建6种多变量逻辑回归模型比较预后预测效能。
研究结果显示,在核心参数测量方面,UGuard报告的ICV中位数显著高于RAPID(12 vs 7 mL,P=0.003),但两者表现出强相关性(Spearman系数0.82)。特别值得注意的是,当ICV阈值设为11.5 mL时,UGuard显示出更高的特异性(70% vs 61%),这意味着可能减少不必要的EVT排除。在预后预测方面,整合年龄、入院NIHSS评分、房颤病史和mTICI再通分级的综合模型中,包含UGuard测量值的模型展现出最优预测性能(AUC 0.87,Youden指数0.58)。
讨论部分强调了三个关键发现:首先,UGuard采用的适应性各向异性滤波网络有效解决了多中心图像质量变异问题,其处理速度优于传统BM3D算法;其次,研究发现PV>123.5 mL是预后不良的独立预测因子,这与近期关于半暗带代谢衰竭阈值的研究相互印证;最后,研究首次证实国产CTP分析软件在预后预测方面可达到国际认证产品的同等水平。局限性包括未纳入发病至穿刺时间等关键时间指标,以及小梗死核心样本偏倚等问题。
该研究的临床意义在于为资源有限地区提供了经严格验证的CTP分析替代方案,其开源算法架构更便于本地化适配。未来研究方向应包括大核心梗死患者的验证队列,以及基于多模态影像的深度学习模型优化。正如研究者指出,在AI医疗影像的新时代,科学验证的严谨性应当与技术创新保持同步,这项研究为国产医疗软件的国际化认证树立了标杆范式。
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