2022年陕西省科技进步奖提名项目公示

项目名称：基于体素的定量CT对COPD表型及肺结构损伤可视化的研究

提名单位：延安市人民政府

提名意见：慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是临床常见的慢性呼吸系统疾病之一，在世界范围内具有高患病率和高致死率，但COPD的复杂性和异质性使其诊治及防控成为世界性难题。随着影像技术的快速发展，能够实现疾病的早发现、分型及个性化评估。该项目通过基于体素的定量CT针对我国北方地区高患病率和高致死率的疾病COPD进行可视化、定量化的分析研究，为COPD的防、诊、治、控、康提供了客观评价依据。本课题组进行了一系列的相关性研究，是国体较早提出基于体素的定量CT针对COPD患者的肺结构损伤的可视化分析，构建了较为完善的CT技术扫描及诊断体系：（1）优化COPD的CT低剂量检查方案，揭示通过Karl迭代算法可以替代常规剂量用于COPD的诊断，且诊断效能与常规剂量一致。提高定量CT准确性中的价值，为开展双气相CT扫描技术奠定了基础。（2）通过COPD的CT生物学定量指标与金标准肺功能之间的关系，筛选了影像学早期敏感指标。构建了基于体素的定量CT对COPD肺结构损伤可视化的诊断体系并推广应用。（3）通过结合COPD指南，提出了COPD 影像学表型在评估 COPD 的严重度、明确COPD的病理类型中的作用，从而更好的指导临床进行个体化诊疗，目前已经将这一技术应用到COPD患者的病情随访和疗效评估并取得了很好的效果。该体系具有先进性、创新性及实用性，对COPD规范扫描、定量分析及表型研究的管理具有重要意义。

本研究有较好的临床应用价值和推广价值，内容设计可靠，技术资料完整，思路清晰，研究内容充实。

推荐该项目为陕西省科技进步三等奖及以上。

项目简介：所属科学技术领域：临床医学领域中“医学影像学”专业，结题项目。

主要科技内容：慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是临床常见的慢性呼吸系统疾病之一，在世界范围内具有高患病率和高致死率。COPD通常与吸烟及有毒颗粒物的暴露密切相关，导致持续性的不可逆的气流受限和呼吸困难、咳嗽、咳痰等症状，并且呈进行性进展。该项目通过基于体素的定量CT针对我国北方地区高患病率和高致死率的疾病COPD进行可视化、定量化的分析研究，为COPD的防、诊、治、控、康提供了客观评价依据。

（1）首先确立了低剂量CT定量分析COPD的可行性，揭示了Karl迭代算法在优化、提高定量CT准确性中的价值，为开展双气相CT扫描技术奠定了基础。

    （2）阐释了COPD的CT生物学定量指标与金标准肺功能之间的关系，发现影像学早期敏感指标，首次判别肺气肿指标LAA％-910在呼气相CT定量分析中价值。

    （3）提出了COPD 影像学表型在评估 COPD 的严重度、明确COPD的病理类型中的作用，从而更好的指导临床进行个体化治疗，目前已经将这一技术应用到COPD患者的病情随访和疗效评估并取得了很好的效果。

（4）揭示了定量CT不仅能够发现COPD早期和小范围病变、区分肺气肿亚型和小气道疾病，而且可以对病变进行准确定位。

经教育部科技查新工作站（202136000Z08X415）查新：国内公开的文献中未见有研究与查新项目相同的文献报道。

该项目共发表论文15篇，其中SCI收录1篇，核心期刊收录14篇（6篇CSCD），获2019-2020年度延安市自然科学优秀学术论文一等奖1篇，二等奖3篇，三等奖2篇。培养硕士研究生4名。所发表系列论文被引达72次，单篇他引用次数最高达17次。该项目自2018年陆续在延安大学附属医院、延安市人民医院、延安市中医医院及榆林市第二医院等3甲三级以上医院推广应用，效果显著。受邀第四届亚洲胸部影像暨中华医学会放射学分会第十五届全国大会发言2次，论文展板一篇。

技术经济指标：我国北方地区是COPD高发区域，属于党和国家重点关注的重大疾病之一，具有高社会和经济负担。根据调查显示COPD的发病率及病死率目前仍在增加，加强对COPD的研究有积极的社会和经济意义。已有大量研究表明，胸部定量 CT 能够早期、精准、客的观评估 COPD 严重程度，并且优于传统肺功能检查。

本项目组进行了一系列相关的临床研究，是国体较早提出基于体素的定量CT针对COPD患者的肺结构损伤的可视化分析的课题组，本研究构建了较为完善的CT技术扫描及诊断体系。本项目2016年12月开始计划，2018年-2020年完成项目成果主体，取得了良好的临床效果，有助于 COPD 早期诊断、筛选 COPD 影像学表型，配合临床个体化治疗，评估疗效及预后，具有良好的社会效益。

主要论文及专著目录：

主要知识产权证明目录：

2021延安大学附属医院科学技术奖一等奖

客观评价：本项目首次应用Karl迭代重建技术提高了COPD 定量测量的准确性。贾永军等在中国医学影像学杂志肯定了本研究，认为我们检测到肺气肿定量指标目前研究仍然较少；首次判别肺气肿指标LAA％-910在呼气相CT定量分析中价值，该成果在CNKI他引7次。该研究在复旦学报(医学版)、实用放射学杂志和国际呼吸杂志中均得到了肯定。

本项目首次采用体素的定量CT对COPD进行A型、E型及M 型等表型分析。王雯婷等在中华医学杂志中探讨了COPD肺结构变化及定量特征的表型分析，肯定了我们对表型间的特征差异在临床中具有重要意义。其次我们分析COPD患者LAA%全肺及各肺叶肺气肿损伤的严重程度，CNKI累计他引17次，被多个杂志肯定并引用。

技术推广和应用情况：该项目自2018年陆续在延安大学附属医院、延安市人民医院、延安市中医医院及榆林市第二医院等3甲三级以上医院推广应用，效果显著。领衔和带动了整个陕北地区COPD疾病的影像定量技术的发展及形成专科特色。课题组获得系列原创性研究成果，发表科研论文15篇，其中SCI收录1篇，CSCD收录6篇，累计培养硕士4人，开展院级新业务2项。项目组成员参加国内及省内相关学术会议10余次，积极交流学习。基于此课题的研究，获2020年度陕西省科技厅-重点研发计划一般项目，“基于体素对吸烟者肺结构损伤的定量研究”，（N0：2021SF-254），获资5万元，为后续研究奠定了基础。

完成人及完成人合作关系与贡献：黄晓旗（第1完成人，延安大学附属医院副主任医师、项目总负责、总设计、协调指导。负责项目的选题，实验设计，结果整理，撰写论文等）、郭佑民（第2完成人，延安大学附属医院主任医师、协助项目的设计、审阅及论文修改）、王剑（第3完成人，延安大学附属医院主任医师、负责影像数据技术支持及论文撰写）、王雷（第4完成人，延安大学附属医院主治医师、参与数据收集、图像处理、论文撰写）、潘娟（第5完成人，延安市人民医院副主任医师、负责延安市人民医院的临床资料的收集、病人随访以、相关数据采集及论文撰写）、王莉（第6完成人，延安大学附属医院副主任医师、负责受试者的肺功能检查、临床一般资料的收集及COPD随访管理）、韩炜（第7完成人，延安大学附属医院副主任医师、参与数据收集、图像处理）、李建龙（第八完成人，延安大学附属医院主任医师，协助项目的影像数据质量控制）、赵凡惠（第九完成人，延安大学附属医院在读研究生，负责病例收集及论文撰写）。

主要完成单位及贡献：延安大学附属医院是集医疗、教学、科研、预防和康复于一体的三级甲等医院。医院在项目开展过程中给予了极大地支持和帮助，保证本项目参与人员的工作时间，提供了优良的工作场所和实验设施。在该项目的应用和推广过程中，多次组织相关专业技术人员进行专业、系统化的讨论和论证，确定了该技术的合理性、可行性，为该项目的顺利开展提供了保障。多举措、多方面保证本项目的顺利完成。

完成人合作关系说明：黄晓旗与郭佑民、王剑、王雷、潘娟、王莉、韩炜、李建龙、赵凡惠等共同协调本项目的各项工作，具体策划并实施该研究项目。其中郭佑民、黄晓旗、王剑、王雷、韩炜为延安大学附属医院CT诊断科人员，通过写作完成项目的整体设计、数据收集、图像分析及论文撰写与发表；完成人王莉系延安大学附属医院呼吸内科医师，负责受试者的肺功能检查、临床一般资料的收集及COPD随访管理；完成人潘娟系延安市人民医院保健科副主任医师，负责延安市人民医院临床资料的收集、病例随访及论文撰写。完成人赵凡惠为李建龙主任医师研究生，在校期间完成了多篇论文的撰写和发表。

自公布之日起，7个工作日内任何科室或者个人对公布的项目及其内容持有异议的可以书面向科研部提出。

 2022年6月6日