精准医疗时代影像学科的工作模式与人员的知识结构课件

1、张敏鸣浙江大学医学院附属第二医院精准医疗时代影像学科的工作模式与人员的知识结构火爆的“精准医疗”精准医疗Mirnezami R, et al. NEJM 2012要创建针对每一位患者的诊断、预后和治疗策略，即“精准医学”Precision Medicine Initiative-奥巴马总统的推动“Tonight, Im launching a new Precision Medicine Initiative to bring us closer to curing diseases like cancer and diabetes and to give all of us access t

2、o the personalized information we need to keep ourselves and our families healthier.” President Barack Obama, State of the Union Address, January 20, 2015简介短期计划癌症的精准治疗癌症基因组学靶向药物的开发疗效的验证长期计划建立科学家共享合作网络建立全美百万级的疾病样本库，将肿瘤的精准治疗推广到多种疾病6中国的精准医疗计划“精准医疗”的定义及其与影像医学的关系精准医疗的定义NIH，宏观概念Precision medicine is an em

3、erging approach for disease treatment and prevention that takes into account individual variability in genes, environment, and lifestyle for each person.精准医疗是将个体间在基因、环境和生活方式的差异因素纳入治疗和预防的方法。精准医疗的定义维基百科Precision medicine(PM) is a medical model that proposes the customization of healthcarewith medical

4、decisions, practices, and/or products being tailored to the individual patient. In this model, diagnostic testing is often employed for selecting appropriate and optimal therapies based on the context of a patients genetic content or other molecular or cellular analysis. Tools employed in PM can inc

5、lude molecular diagnostics, imaging, and analytics/software.精准医疗是一个推崇医疗定制化的医学模型，它针对个体对医疗决定、实践及产品进行改变适应。在这个模型中，医疗诊断和治疗会考虑到患者的基因以及其他分子分析的结果。精准医疗会用到分子诊断、影像以及分析模型/软件作为工具。10影像医学的响应2012年11月25日-30日第98届北美放射学会年会（RSNA ）在美国芝加哥举行年会上提出“患者至上、诊断精准”的新方向为未来医学影像“以患者为中心的早期、精准、安全诊断以及有效辅助治疗”的终极目标奠定基础。影像医学在精准医疗中扮演的角色影像基因

6、组学在精准医学中具有巨大的潜力放射组学能改变放射科医师的作用Imaging PhenotypesGenotypes只能反映人体的一个方面Imaging Phenotypes是极大的补充寻找疾病的影像学表征有依据的动态跟踪影像精准医疗贯穿疾病诊治的全程预防诊断治疗影像表型定性诊断定量、分期靶向定位评估疗效动态随访早期发现这个过程的影像表征是基因表征不能代替的影像精准医疗技术趋势影像精准医疗技术趋势定性-定量靶向成像多模式信息融合计算机辅助诊断早期定性基因型-影像表现型复杂疾病的鉴别诊断疾病亚型的影像学分类临床过程隐匿性疾病的早期诊断人类基因序列图谱的绘制完成及功能磁共振成像技术的快速发展，为认识

7、功能基因序列的变异对人类生物学特性的影响提供了巨大帮助。前沿的分子遗传学技术与先进磁共振影像学技术相结合，形成从基因到大脑整体的遗传影像学。遗传影像学利用神经影像技术来检查不同基因变异型的人群间大脑的差异，去理解大脑、疾病、遗传之间的相互关系。遗传影像学宏观（VBM）与微观（DTI）脑结构结合的研究APOE4携带者较同年龄组老人海马和杏仁核萎缩更明显，其左侧海马旁回白质FA值减低。Honea RA etal. J Alzheimers Dis. 2009PD患者皮质运动区体积与疾病的严重程度相关，而在sParkin-MC患者这种相关性减弱，尤其体现在辅助运动区（SMA）。Reetz K eta

8、l.Open Neuroimag J.20082022/7/2520浸润性腺癌：贴壁状生长型腺泡状生长型乳头状生长型微乳头状生长型实性生长型(透明细胞癌、印戒细胞癌)粘液腺癌不典型腺瘤样增生原位腺癌微浸润性腺癌肺腺癌不同亚型的病理与影像2022/7/25212010-9-25；8mm2011-4-82012-5-28不典型腺瘤样增生，一年八个月无明显变化2022/7/2522原位腺癌68/M,食管癌术前CT发现左上肺边缘较光整、边界清晰的类圆形NGGO，3cm。 2022/7/2523微浸润腺癌53/M 食管癌术后发现左上肺结节 2022/7/25242012-3-27；23*40mm2012

9、-7-11；3月半后复查大小相仿，实性成分增大。61/F，体检发现右上肺结节。浸润性贴壁状腺癌2022/7/2525浸润性贴壁生长型腺癌73/M 咳嗽痰血5个月 2022/7/25262011-2-14；3mm2011-12-30 ；5mm48/F,左乳癌术后半年。2012-8-3 ；7mm2013-1-8 ；9mm2013-6-14 ；10.5mm2014-1-21 ；11mm2014-8-27 ；12mm ;右上肺浸润性腺泡状腺癌。2022/7/252767/F；2015-4-152013-10-7；8mm2012-11-30；3mm右上肺微浸润腺癌；右下肺浸润性实性生长型腺癌；2.2*2

10、.9mm。定量化计算要能够做到准确诊断和检测病情，定量计算必不可少。鉴别诊断分级预后判断定量影像与肿瘤分级肿瘤血管生成是肿瘤发生、进展、转移的一个重要因子；和肿瘤的生物活性、预后密切相关。肿瘤新生血管和血管渗透性是评估肿瘤生物学行为的一个新的标志。血脑屏障破坏和不成熟的复杂新生血管是恶性胶质瘤的特征。T1WI扫描序列动态扫描（3-5min）定量分析Dynamic Contrast-Enhanced MRI从左至右胶质瘤级别逐渐增加，瘤体Ktrans数值亦表现为递增趋势肿瘤分级 靶向成像能够精确反映特定细胞、组织的分布，对分子水平的变化进行监控。特异性高需要合成靶向造影剂肿瘤应用最多Peptid

11、e-based probes for targeted molecular imaging. Biochemistry. 2010磁共振分子成像技术CTX与MMP-2特异性结合，9L胶质瘤注射CTX-IONPs3小时后，肿瘤的R2值出现明显改变。(courtesy: Amy Sadlowski, UC Davis)抗血管生成治疗的超声影像治疗前治疗后15天多模信息融合单模态所反映的信息有限综合利用各种成像技术优点，能更准确反映疾病特征PET/CT, MR/CTMR不同序列多模态成像与溶栓策略的选择时间并非是确定半暗带的唯一因素相似血管闭塞的早期卒中患者，可有不同的预后。（年龄、侧枝循环、TIA

12、 、栓子自发再通 ）每个个体均有对干预治疗潜在有效的自己的时间窗，即“生理时间窗”。如何评估患者的“生理时间窗”？“生理时间窗”的客观依据是什么？融合多模式的磁共振成像技术能否为急性缺血性脑卒中患者的生理时间窗提供更科学和准确的信息？37 多模式磁共振检查弥散加权像 （DWI and ADC）血管成像 （3D TOF-MRA）磁敏感加权成像 （SWI or ESWAN）T2加权像 （T2W or T2FLAIR）灌注成像（MR Perfusion，PWI)PWI/DWI mismatch溶栓前MRI显示 DWI/MTT 明显不匹配溶栓后MRI显示部分再灌注计算机辅助诊断与影像精准医疗发现到识别

13、逼近人脑超越人脑肺结节的检测与诊断Ensemble-based hybrid probabilistic sampling for imbalanced data learning in lung nodule CAD影像识别诊断AD、PD前景巨大大数据挖掘类似于基因、肿瘤的大数据挖掘影像信息的大数据挖掘仍有待探索深度学习分层的特征识别无监督的自主学习影像精准医疗工作模式和知识储备知识、能力的要求面向临床、面向患者多学科合作的能力、精神钻研专业方向迅速掌握新技术方法MDT案例MDT定义MDT（Multidisciplinary Team）：多学科诊疗团队核心成员：放射科医师、临床主管医师及相关

14、治疗组医师（如放疗、射频消融）、核医学或病理医师（视情而定）目的：在不违反诊疗原则下的个性化医疗，即前瞻性地为患者制定最佳诊疗方案MDT方式临床主管医师简单汇报病史放射科医师现场阅片：包括疾病精准诊断、全面术前评估、疗效评价和提出进一步检查方法放射科医师现场解答临床医师的疑问MDT团队（主要为临床主管医师）依据现场讨论结果作出治疗决策：手术、化疗、放疗、或随访、或进一步活检。MDT团队秘书（下级主管医师）现场记录MDT团队肝胆胰MDT团队直肠癌MDT团队胃肠道肿瘤MDT团队肺癌MDT团队乳腺癌MDT团队脑肿瘤MDT团队癫痫中心MDT团队TNM分期与NCCN手术可切除性评估关系I、II期、部分I

15、II期（可切除）：手术切除+辅助化疗部分III期和 IV期（可能可切除）：新辅助化（放）疗+手术+化（放）疗部分III期（局部晚期）和 IV期（不可切除）：全身治疗+局部治疗（放疗、纳米刀等）与胰腺癌手术可切除性相关的血管成像动脉：腹腔干（CA）、肝总动脉（CHA）肠系膜上动脉（SMA）、SMA第一空肠支、腹主动脉静脉：门静脉（PV）、肠系膜上静脉（SMV）、空肠静脉、下腔静脉（ICV）可切除-Resectable属于T1、T2期病变，病灶局限于胰腺内，未与CA、SMA或CHA接触可能可切除-Borderline Resectable胰头/沟突部动脉：1.肿瘤与CHA接触但未扩展到CA或肝动脉分叉2.肿瘤与SMA接触面1803.动脉血管变异SMA 不可切除胰头/钩突：肠系膜上静脉/门静脉无法重建受侵或闭塞 肿瘤侵犯多数空肠静脉汇入肠系膜上静脉处胰体尾：肠系膜上静脉/门静脉受侵或闭塞无法重建门静脉-肠系膜上静脉侵犯范围广泛胰腺癌结构式报告