[论文解读] The Rio Hortega University Hospital Glioblastoma dataset: a comprehensive collection of preoperative, early postoperative and recurrence MRI scans (RHUH-GBM)

Santiago Cepeda, Sergio García-García+5 more|PubMed|Apr 27, 2023

Glioma Diagnosis and Treatment参考文献 13被引用 4

一句话总结

RHUH-GBM数据集提供了40名胶质母细胞瘤患者在术前、术后早期（72小时内）及复发期的多参数MRI扫描，涵盖全面的术前、术后早期（72小时内）和复发期MRI扫描。数据集包含专家校正的肿瘤亚区分割、临床数据、分子特征及生存结局，支持术后MRI分析、复发建模以及人工智能驱动的分割与配准算法的高级研究。

ABSTRACT

Glioblastoma, a highly aggressive primary brain tumor, is associated with poor patient outcomes. Although magnetic resonance imaging (MRI) plays a critical role in diagnosing, characterizing, and forecasting glioblastoma progression, public MRI repositories present significant drawbacks, including insufficient postoperative and follow-up studies as well as expert tumor segmentations. To address these issues, we present the "Río Hortega University Hospital Glioblastoma Dataset (RHUH-GBM)," a collection of multiparametric MRI images, volumetric assessments, molecular data, and survival details for glioblastoma patients who underwent total or near-total enhancing tumor resection. The dataset features expert-corrected segmentations of tumor subregions, offering valuable ground truth data for developing algorithms for postoperative and follow-up MRI scans.

研究动机与目标

• 为解决胶质母细胞瘤患者缺乏包含术后早期及复发期扫描的公开MRI数据集的问题。
• 提供高质量、专家验证的术前、术后早期及复发期时间点的肿瘤亚区分割。
• 支持针对术后及随访期MRI扫描量身定制的人工智能配准与分割算法的开发。
• 支持对全切除或近乎全切除患者中复发模式及预后建模的研究。
• 提升胶质母细胞瘤研究中多模态MRI、临床及分子数据的可及性。

提出的方法

• 在三个时间点（术前、术后早期（≤72小时）、复发期）采集多参数MRI扫描（T1w、T1ce、T2w、FLAIR、ADC）。
• 选取40名WHO 4级星形细胞瘤患者，其肿瘤切除范围为全切除（GTR）或近乎全切除（NTR）>95%。
• 使用dcm2niix进行DICOM到NIfTI的转换，使用FLIRT将图像线性配准至SRI24模板，使用Synthstrip进行颅骨剥离。
• 对图像强度进行Z得分标准化，以统一不同受试者间的MRI信号强度。
• 在每个时间点生成增强肿瘤、非增强肿瘤及瘤周T2/FLAIR高信号区域的专家校正分割。
• 整合临床、病理及治疗数据，包括KPS评分、IDH状态、Stupp方案治疗及生存结局。

实验结果

研究问题

• RQ1 在全切除的胶质母细胞瘤患者中，肿瘤亚区在术前、术后早期及复发期MRI扫描中的演变过程如何？
• RQ2 早期术后扫描的专家标注分割是否能提升人工智能驱动的肿瘤分割与配准算法的准确性？
• RQ3 在高切除程度患者中，多参数MRI所捕捉到的复发模式及瘤周信号改变呈现何种特征？
• RQ4 分子标志物（如IDH状态）与临床因素如何与本队列中复发时间及生存期相关联？
• RQ5 RHUH-GBM数据集在多模态MRI与临床数据基础上，能在多大程度上促进胶质母细胞瘤预后模型的开发？

主要发现

• 该数据集包含40名胶质母细胞瘤患者，其术前、术后早期（72小时内）及复发期MRI扫描完整，所有扫描均在同一机构采集。
• 所有患者均接受了全切除（GTR）或近乎全切除（NTR），切除范围超过95%的增强肿瘤体积。
• 中位总生存期为364天，中位无进展生存期为198天。
• 该数据集包含所有三个时间点的增强肿瘤、非增强肿瘤及瘤周T2/FLAIR高信号区域的专家校正分割。
• 所有患者均按Stupp方案接受辅助化疗与放疗，其中72.5%的患者接受VMAT-IMRT-IGRT方式的60 Gy/30次分次放疗。
• 该数据集可通过The Cancer Imaging Archive（TCIA）公开获取，并在GitHub上提供预处理代码，以确保可重复性。