济宁医学院 大学生创新创业训练计划管理系统

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联合增强CT深度迁移学习构建肝恶性肿瘤微波消融术后复发预测模型的研究

申报人：亓子豪 申报日期：2025-03-27

基本情况

2025创新项目
联合增强CT深度迁移学习构建肝恶性肿瘤微波消融术后复发预测模型的研究 学生申报
创新训练项目
医学
临床医学类
学生来源于教师科研项目选题
二年期
近年来，我国肝恶性肿瘤发病率逐渐上升，微波消融术成为肝恶性肿瘤局部治疗的重要手段，但术后复发严重影响了患者预后，受到了越来越多的关注。寻找有效办法准确肝恶性肿瘤微波消融的术后复发具有重要的临床意义。目前，深度迁移学习在医学影像分析、疾病诊断和预后预测等领域逐渐展现出优势，能够提升预测准确性。虽然增强CT是肝脏恶性肿瘤常用的临床检查方式，但尚未见联合强化CT深度迁移学习构建肝恶性肿瘤微波消融术后复发预测模型的相关报道。因此，为了能够为肝恶性肿瘤微波消融术后复发的预测提供有力工具，本课题计划通过回顾性收集肝恶性肿瘤微波消融患者临床及CT影像资料，联合深度迁移学习构建多维整合预测模型。这将通过医学数据与计算机技术的充分结合，为肝恶性肿瘤微波消融术后复发的预测提供了新的思路和途径。
参与2023与2024大创
承担济宁市重点研发项目一项
指导教师所在科室常规开展微波消融手术，有大量临床病例，已建立微波消融患者数据库；指导教师擅长临床数据分析，已发表微波消融相关SCI文章2篇，投稿2篇；指导教师博士后期间曾进行肿瘤影像组学分析相关研究；指导教师所在团队配备有影像组学分析平台，有足够科研经费支持完成本研究。
校级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
亓子豪 临床医学院（附属医院） 临床医学（麻醉学方向） 2022 主要负责成果总结与论文撰写
李雨珊 临床医学院（附属医院） 儿科学（本科） 2022 承担模型验证与比较任务
孙亚洁 临床医学院（附属医院） 临床医学（麻醉学方向） 2022 作为项目协调人，负责收集患者信息
宫靖 临床医学院（附属医院） 临床医学（麻醉学方向） 2022 聚焦多维整合模型构建
黄哲荣 临床医学院（附属医院） 临床医学（麻醉学方向） 2022 负责影像组学特征提取相关工作

指导教师

序号 教师姓名 所属学院 是否企业导师 教师类型
杨东 临床医学院（附属医院） 否

立项依据

1明确肝恶性肿瘤微波消融术后复发的影响因素及CT影像组学特征；
2 结合临床参数及CT影像组学特征构建微波消融术后复发的预测模型，为肝恶性肿瘤微波消融术后复发的预测提供有利手段。 
1 肝恶性肿瘤微波消融术后复发评估
收集2016年至2023年在我院接受肝恶性肿瘤微波消融手术的病例，包括：经病理明确的肝转移性恶性肿瘤、经临床诊断的原发性肝癌。随访患者增强CT影像资料，评估患者术后2年内是否出现肿瘤复发。
2肝恶性肿瘤微波消融术后复发相关临床参数分析
将患者分为未复发组与复发组，收集患者临床信息，通过单因素与多因素logistic回归分析筛选出复发相关临床参数，初步构建基于临床参数的术后复发预测模型。
3肝恶性肿瘤微波消融术后复发影像组学分析
收集以上患者微波消融术前增强CT，通过机器深度迁移学习提取术前增强CT特征并训练模型，Lasso-Logistic回归算法筛选特征集，训练预测模型，并经外部测试集验证，构建术后复发的影像组学预测模型。
4基于影像组学、临床参数构建肝恶性肿瘤微波消融术后复发预测的多维整合模型
综合患者CT影像组学、预后相关临床参数分析结果，将特征集与临床相关性变量共同纳入Logistic多因素回归分析，构建多维预测模型，外部测试集进行验证，评估准确度、敏感度和特异度，绘制nomogram图。并与临床参数预测模型、影像组学模型的预测能力相比较。
统计学方法：
用 SPSS13.0 软件进行分析，数据釆用均数±标准差（Mean±SD）表示，计量资料用t 检验（正态分布）或非参数检验（非正态分布），计数资料用卡方检验，生存分析采用Log-rank检验，相关性采用Logistic回归分析。 
1 随着我国肝恶性肿瘤发病率的上升和微波消融术的广泛开展，国内学者对术后复发预测模型的研究也日益重视。
2 深度迁移学习在医学影像分析、疾病诊断和预后预测等领域逐渐得到应用，能够有效提高预测的准确性。
3 目前国内外尚未见联合增强CT深度迁移学习对肝恶性肿瘤微波消融术后复发进行预测的相关报道。 
1 研究方法创新与特色：通过跨学科的融合，从医学数据中挖掘有价值的信息，利用计算机技术构建高效的预测模型，为微波消融术后复发预测提供了新的思路和途径。
2技术创新与特色：①深度迁移学习模型可以继承预训练模型已经学习到的通用特征，减少模型训练时间，加快模型的收敛速度；②将增强CT影像信息与临床信息进行多模态融合，可以进一步提高预测模型的准确性和可靠性。 
技术路线：summernote-img
拟解决的关键问题：
1影像组学特征提取：受到扫描设备、参数的影响，不同患者的增强 CT 影像存在差异，如何确保提取的特征具有代表性和有效性是需要攻克的难题。
2多维整合模型构建：综合影像组学和临床参数构建多维整合模型时，要解决多模态数据融合的问题。
3模型验证与比较：如何获得外部测试集，并确保其合理性和代表性是需要解决的重要问题。
预期成果：
1明确肝恶性肿瘤微波消融术后复发的影响因素及CT影像组学特征；
2成功构建术后复发的预测模型，为临床医生提供客观的参考依据；
3通过跨学科的融合，为微波消融术后复发预测提供新的思路和途径；
4 发表SCI文章1篇。 
小组成员分工
1. 成员A：负责影像组学特征提取相关工作。深入研究不同扫描设备和参数对增强CT影像的影响机制，开发或筛选合适的特征提取算法，通过多次实验验证特征的代表性和有效性。同时与设备厂家或技术人员沟通，获取更多扫描技术细节，为准确提取特征提供保障。
2. 成员B：聚焦多维整合模型构建。对影像组学数据和临床参数进行预处理，探索多模态数据融合的最佳策略，例如采用何种融合算法（早期融合、晚期融合或混合融合），并不断优化模型结构，提高模型性能。
3. 成员C：承担模型验证与比较任务。负责收集外部测试集数据，与其他医院或医疗机构合作，确保数据来源广泛、多样。对收集到的数据进行严格筛选和质量评估，保证外部测试集的合理性和代表性。同时开展不同模型的对比实验，分析实验结果。
4. 成员D：作为项目协调人，统筹项目进度，定期组织小组会议，协调成员之间的工作衔接和沟通。负责与导师、临床医生沟通，获取专业指导和临床意见，确保研究方向符合临床实际需求。并收集整理患者信息
5. 成员E：主要负责成果总结与论文撰写。收集各成员的研究成果，进行系统整理和分析，按照SCI论文的要求撰写文章，包括引言、方法、结果、讨论等部分。在撰写过程中，及时与其他成员沟通，确保论文内容准确、完整。
项目进度安排
1. 2025.06-2025.09：
- 成员A、B、C进行文献调研，了解肝恶性肿瘤微波消融术后复发预测的国内外研究现状，重点关注影像组学特征提取方法、多模态数据融合技术和模型验证策略。
- 成员D组织小组会议，确定项目整体方案和技术路线，明确各成员分工。
2. 2025.10-2026.02：
- 成员A开展影像组学特征提取工作，对内部数据集进行特征提取和初步筛选。
- 成员B同步进行临床参数收集和整理，与成员A共同探索影像组学数据和临床参数的融合方式。
- 成员D定期组织小组会议，汇报工作进展，协调解决出现的问题。
3. 2026.03-2026.06：
- 成员B完成多维整合模型的初步构建，并进行内部测试和优化。
- 成员C开始收集外部测试集数据，同时协助成员B进行模型性能评估。
- 成员E参与模型评估过程，开始整理研究成果，撰写论文大纲。
4. 2026.07-2027.01
- 成员C完成外部测试集收集和整理，对模型进行外部验证和比较分析。
- 成员A、B根据验证结果对模型和特征提取方法进行进一步优化。
- 成员E在成员A、B、C的协助下，完成论文初稿撰写。
5. 2027.01-207.06
- 全体成员对论文初稿进行讨论和修改，重点检查数据准确性、结果合理性和论文逻辑性。
- 成员D负责与导师沟通，根据导师意见对论文进行完善。
- 完成论文投稿，等待审核结果，根据审稿意见进行修改直至发表。 

指导教师在博士后期间进行肝癌影像组学研究，通过影像组学成功构建了肝癌VETC血管模式预测模型；以第一作者发表微波消融相关SCI文章2篇：① Yang D, Yang J, Zhu F, Hui J, Li C, Cheng S, et al. Complications and local recurrence of malignant liver tumor after ablation in risk areas: a retrospective analysis. European journal of gastroenterology & hepatology. 2023;35(7):761-8.
② Yang D, Hu D, Hui J, Liu Z. The clinical significance of pyogenic liver abscess after transarterial chemoembolization or microwave ablation on malignant liver tumors: A retrospective study. Medicine. 2024;103(37):e39625.


济宁医学院附属医院所在医院是三甲综合医院，目前开放床位4100张，肿瘤科床位222张，病源充足；指导教师所在科室每年收治肝脏恶性肿瘤患者1200余人次，常规开展肿瘤微波消融术手术，积累了丰富的介入手术经验；指导教师所在团队配备有影像组学分析平台，可进行影像组学深度迁移学习。 

经费预算

开支科目 预算经费（元） 主要用途 阶段下达经费计划（元）
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 20000.00 无 11000.00 9000.00
1. 业务费 18000.00 无 10000.00 8000.00
（1）计算、分析、测试费 11000.00 数据收集分析整理费；被试劳务报酬；数据存储设备费 10000.00 1000.00
（2）能源动力费 0.00 无 0.00 0.00
（3）会议、差旅费 0.00 无 0.00 0.00
（4）文献检索费 0.00 无 0.00 0.00
（5）论文出版费 7000.00 SCI论文版面费（预留） 0.00 7000.00
2. 仪器设备购置费 0.00 无 0.00 0.00
3. 实验装置试制费 0.00 无 0.00 0.00
4. 材料费 2000.00 部分耗材 1000.00 1000.00
结束

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