Page 26 - 《中国医疗器械杂志》2026年第1期

Chinese Journal of Medical Instrumentation 2026年 第50卷 第1期

医 学 人 工 智 能

均值较大，胸部略有下降。从评估指标分析， DL模型在边缘检测和特征融合上具有独特优
ASSD反映分割结果的整体平滑度，而HD95量化 势，nnU-Net已能稳定实现自动分割，FuseNet通过
局部边界偏差。FuseNet在胸椎亚结构的低ASSD 多头交叉自注意力机制实现多模态特征动态融合，
值表明模型在规则形态分割中保持更优的全局一 在低配准场景下仍保持高鲁棒性，显示出在小结构
致性。nnU-Net在颈胸部HD95均值下降，边缘鲁 上的分割潜力。临床应用显示，该模型引入后，人
棒性提升，提示其对低对比度边界的处理更有 工审核修正可获得显著时间增益。未来研究需聚焦
效。尽管FuseNet缺乏椎骨MRI训练数据，但在单 于提升MB患儿脑及椎骨亚结构自动勾画模型的分
模态CT输入下，两个年龄组FuseNet与nnU-Net的 割精度，增强模型在不同临床场景（如多模态数据
分割精度无显著差异（P=0.107 vs. P=0.236）。在 和不同年龄组）下的泛化适用性，以推动亚结构自
多部位亚结构分割任务中，FuseNet的泛化能力显 动分割技术纳入临床工作流程，加速精准放疗技术
著优于nnU-Net（均P<0.05），其优势源于其特征 的临床转化。
层融合架构与共享编码器的协同设计，通过多头
注意力机制实现了对不同模态输入的动态权重 致谢
分配：在分割海马亚结构时优先关注MRI图像 本研究在模型迁移学习优化阶段得到厦门
软组织细节特征，而在分割椎骨时则侧重CT的骨 Manteia数据科技有限公司算法工程师团队的专业
骼边界信息，从而提升复杂亚结构的跨模态分割 技术支持，涵盖算法架构优化、代码实现及性能调
一致性。 优等环节。需要说明的是，相关技术实现由合作方
本研究存在以下局限性及改进方向：首先，受 独立完成，研究设计、实验及结果分析全程由本文
儿童病例样本量较少的影响，研究结果统计稳定性 作者团队主导完成，与合作方无涉。
可能受限，且模型存在过拟合风险，对局部极值的
敏感性高，后续可通过扩大训练集数据（如纳入多 参考文献
[1] 孙晓非, 甄子俊. 儿童髓母细胞瘤多学科诊疗专家共识
中心儿童影像数据）以提升模型鲁棒性。其次，入
(CCCG-MB-2017)[J]. 中国小儿血液与肿瘤杂志, 2018,
组病例为回顾性分析，受CT和MRI图像采集等诸 23(4): 169-174.
多条件限制，可能导致部分亚结构区域对比度不 [2] 龚小军, 武万水, 杜淑旭, 等. 115例儿童髓母细胞瘤综
足，对边缘细节分割产生负面影响。模型架构上， 合 治 疗 及 疗 效 分 析 [J]. 中 华 小 儿 外 科 杂 志 , 2017,
当前采用2DFuseNet网络结构设计，后续计划升级 38(10): 757-762.
为3D架构以避免2D空间不一致性，增强特征提取 [3] CHRISTOPHERSON K M, ROTONDO R L, BRADLEY
J A, et al. Late toxicity following craniospinal radiation
效果。针对海马亚结构等细小亚结构的分割精度
for early-stage medulloblastoma[J]. Acta Oncol, 2014,
优化，拟从两个方面改进：① 聚焦于海马体相关
53(4): 471-480.
区域和剪裁输入范围，在邻近区域实施数据增强。 [4] OSHIRO Y, MIZUMOTO M, PAN H T, et al. Spinal
② 参考RTOG临床评估标准，对幼儿细小亚结构构 changes after craniospinal irradiation in pediatric
建海马外扩5 mm的临床评估区域，基于该区域开 patients[J]. Pediatr Blood Cancer, 2020, 67(12): e28728.
展分割性能验证，以提升细小亚结构评估可靠性。 [5] TOUSSAINT L, INDELICATO D J, STOKKEVÅG C H,
et al. Radiation doses to brain substructures associated
4 结论 with cognition in radiotherapy of pediatric brain
tumors[J]. Acta Oncol, 2019, 58(10): 1457-1462.

MB患儿脑及椎骨亚结构的精准勾画，对远期 [6] DOGER DE SPEVILLE E, ROBERT C, PEREZ-
认知功能障碍评估、椎骨生长毒性监测和生长激 GUEVARA M, et al. Relationships between regional
素等干预研究具有重要的临床价值。基于DL的 radiation doses and cognitive decline in children treated
FuseNet和nnU-Net模型在患儿椎骨亚结构分割中 with cranio-spinal irradiation for posterior fossa
均表现出较高一致性（均值DSC>0.8）。其中， tumors[J]. Front Oncol, 2017, 7: 166.
[7] ACHARYA S, GUO Y A, PATNI T, et al. Association
FuseNet在脑亚结构自动勾画中展现出相对优势，
between brain substructure dose and cognitive outcomes
但其对细小亚结构（如海马亚结构）的分割精度仍
in children with medulloblastoma treated on SJMB03: a
需优化。FuseNet对≤5岁幼儿海马亚结构的组间分
step toward substructure-informed planning[J]. J Clin
割差异更显著，可能与幼儿亚结构体积小、部分受 Oncol, 2022, 40(1): 83-95.
脑肿瘤挤压变形及回顾性影像质量限制有关。 [8] BLUM S, HABECK C, STEFFENER J, et al. Functional

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