Desvio da linha média automatizada e Estimativa Pressão Intracraniana com base em imagens do cérebro CT

Resumo

Uma estimativa mudança automática linha média ea pressão intracraniana (PIC) pré-seleção com base no sistema de tomografia computadorizada (TC) para pacientes com lesão cerebral traumática (TCE) é proposto usando processamento de imagens e técnicas de aprendizado de máquina.

Resumo

Neste artigo apresentamos um sistema automatizado baseado principalmente a tomografia computadorizada (TC) consiste de dois componentes principais: a estimativa de desvio da linha média e da pressão intracraniana (PIC), pré-triagem do sistema. Para estimar o desvio da linha média, primeiro uma estimativa da linha média ideal é realizada com base na simetria do crânio e características anatômicas no cérebro CT scan. Em seguida, a segmentação dos ventrículos do TC é realizado e utilizado como um guia para a identificação da linha média real através de correspondência de forma. Estes processos imitar o processo de medição por médicos e têm mostrado resultados promissores na avaliação. No segundo componente, mais recursos são extraídos relacionado ao ICP, como a informação de textura, quantidade de sangue de tomografia computadorizada e outras características registradas, tais como a idade, escore de lesão de gravidade para estimar o ICP também são incorporados. Técnicas de aprendizagem de máquina, incluindo a seleção de recurso e classificação, como o apoioVector Machines (SVMs), são utilizados para a construção do modelo de previsão usando RapidMiner. A avaliação da predição mostra potencial utilidade do modelo. O desvio da linha média estimada ideal e previu PIC pode ser usado como uma etapa de pré-triagem rápida para os médicos para tomar decisões, de modo a recomendar a favor ou contra a monitorização da PIC invasivo.

Introdução

Todos os anos há cerca de 1,4 milhão de lesões cerebrais traumáticas (TBI) casos de emergência relacionadas departamento nos Estados Unidos, dos quais, mais de 50 mil resultam em morte ^1. TCE grave é geralmente acompanhada por um aumento na pressão intracraniana (ICP) com sintomas tais como hematomas e inchaço do tecido cerebral. Estes resultam da pressão de perfusão cerebral reduzida e fluxo sanguíneo cerebral, colocando o cérebro lesado em risco adicional. Aumento da PIC grave pode ser fatal, por isso a monitorização da PIC em pacientes com TCE é crucial. Isso normalmente requer a colocação de cateteres directamente no cérebro para a monitorização de pre....

Protocolo

1. Resumo metodologia

O quadro proposto processa as imagens cerebrais de CT de lesão cerebral traumática (TBI) pacientes para calcular automaticamente desvio da linha média em casos patológicos e usá-la, assim como outras informações extraídas para prever a pressão intracraniana (PIC). A Figura 1 mostra o diagrama esquemático da totalidade quadro. A medição de mudança automática da linha média pode ser dividido em três passos. Em primeiro lugar, a linha média ideal do cérebro, isto é, a linha média antes da lesão, é encontrada por meio de uma pesquisa hierárquica baseada na simetria do crânio e características do t....

Resultados

Os conjuntos de dados de teste CT foram fornecidos pelo Sistema Único de Saúde Carolinas (CHS), sob aprovação Institucional Review Board. Todos os indivíduos foram diagnosticados com TCE leve a grave quando a primeira entrada no hospital. Para cada paciente, o valor da ICP foi registada a cada hora usando sondas de PIC no interior do ventrículo região, tanto antes como depois de TC foram obtidas. Para associar o valor ICP com cada TC, a média dos dois melhores medidas de ICP com o tempo de tomografia computadorizada, se.......

Discussão

Neste estudo, um quadro intuitivo e flexível é proposto para resolver dois problemas desafiadores: a estimativa do desvio da linha média no CT imagens e previsão nível ICP com base em características extraídas. Os resultados da avaliação mostram a eficácia do método proposto. Tanto quanto sabemos, esta é a primeira vez de um estudo sistemático na resolução desses dois problemas. Notamos que, com base no quadro geral, há muitos potenciais melhorias que podem ser alcançados. Por exemplo, na segmentação proposto, a segment.......