Name: automated midline shift and intracranial pressure estimation based on brain ct images
Uploaded: 2013-04-13T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Automated Midline Shift and Intracranial Pressure Estimation based on Brain CT Images at JoVE.com

ويستند المواد على العمل جزئيا بدعم من مؤسسة العلوم الوطنية تحت رقم منحة IIS0758410. تم توفير البيانات عن طريق نظام الرعاية الصحية كارولينا.

1. منهجية نظرة عامة الإطار المقترح يعالج الدماغ الصور CT من إصابات في الدماغ (المصرف التجاري العراقي) لحساب المرضى تلقائيا تحول خط الوسط في الحالات المرضية واستخدامها فضلا عن غيرها من المعلومات المستخرجة للتنبؤ الضغط داخل الجمجمة (...

<ol>
	<li>Langlois, J. A., Rutland-Brown, W., Thomas, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Traumatic brain injury in the united states: emergency department visits, hospitalizations, and deaths. , (2006).</li><li>Moore, E. E., Feliciano, D. V., Mattox, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Trauma. , (2003).</li><li>Chen, W., Smith, R., Ji, S. Y., Ward, K. R., Najarian, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+Ventricular+Systems+Segmentation+in+Brain+CT+Images+by+Combining+Low-level+Segmentation+and+High-level+Template+Matching.">Automated Ventricular Systems Segmentation in Brain CT Images by Combining Low-level Segmentation and High-level Template Matching.</a> BMC Medical Informatics and Decision Making. 9, (2009).</li><li>Chen, W., Najarian, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Segmentation+of+Ventricles+in+Brain+CT+Images+Using+Gaussian+Mixture+Model+Method.">Segmentation of Ventricles in Brain CT Images Using Gaussian Mixture Model Method.</a> , 15-20 (2009).</li><li>Chen, W., Ward, K. R., Najarian, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Actual+Midline+Estimation+from+Brain+CT+Scan+Using+Multiple+Regions+Shape+Matching.">Actual Midline Estimation from Brain CT Scan Using Multiple Regions Shape Matching.</a> , 2552-2555 (2010).</li><li>Chen, W., Cockrell, C., Ward, K. R., Najarian, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracranial+Pressure+Level+Prediction+in+Traumatic+Brain+Injury+by+Extracting+Features+from+Multiple+Sources+and+Using+Machine+Learning+Methods.">Intracranial Pressure Level Prediction in Traumatic Brain Injury by Extracting Features from Multiple Sources and Using Machine Learning Methods.</a> , 510-515 (2010).</li><li>Greenspan, H., Ruf, A., Goldberger, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Constrained+Gaussian+mixture+model+framework+for+automatic+segmentation+of+MR+brain+images.">Constrained Gaussian mixture model framework for automatic segmentation of MR brain images.</a> IEEE Trans. Med. Imaging. 25 (9), 1233-1245 (2006).</li><li>Belongie, S., Malik, J., Puzicha, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shape+matching+and+object+recognition+using+shape+contexts.">Shape matching and object recognition using shape contexts.</a> IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell. 24, 509-522 (2002).</li><li>Weszaka, J. S., Dyer, C. R., Rosenfeld, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparative+study+of+texture+measures+for+terrain+classification.">A comparative study of texture measures for terrain classification.</a> IEEE Trans. on Syst., Man, Cyber. , (1976).</li><li>Kingsbury, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complex+wavelets+for+shift+invariant+analysis+and+filtering+of+signals.">Complex wavelets for shift invariant analysis and filtering of signals.</a> Applied and Computational Harmonic Analysis. 10 (3), 234-253 (2002).</li><li>Mierswa, I., Wurst, M., Klinkenberg, R., Scholz, M., Euler, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=+Yale:+Rapid+prototyping+for+complex+data+mining+tasks."> Yale: Rapid prototyping for complex data mining tasks.</a> , 935-940 (2006).</li></ol>

في هذه الدراسة، يقترح إطار بديهية ومرنة لمعالجة مشكلتين التحدي: تقدير التحول في خط الوسط والصور CT ICP التنبؤ يعتمد على مستوى ميزات المستخرج. نتائج التقييم تظهر فعالية الطريقة المقترحة. بقدر ما نعلم، أن هذه هي المرة الأولى لدراسة منهجية في معالجة هاتين المشكلتين. نلاحظ...

كل عام هناك ما يقرب من 1.4 مليون إصابة في الدماغ (TBI) القضايا المتعلقة قسم الطوارئ في الولايات المتحدة، والتي، أكثر من 50،000 نتيجة في الموت 1. ويرافق عادة شديدة TBI زيادة في الضغط داخل الجمجمة (ICP) مع أعراض مثل تورم القيلة وأنسجة المخ. هذه نتيجة انخفاض الضغط في الدماغ ونضح تدفق الدم في الدماغ، ووضع المصاب في الدماغ مخاطر إضافية. زيادة حادة ICP يمكن أن تكون قاتلة، لذلك رصد ICP للمرضى الذين يعانون TBI أمر بالغ الأهمية. هذا عادة ما يتطلب وضع القسطرة سكنى مباشرة الى الدماغ لرصد الضغط، وهو إجراء محفوف بالمخاطر بالنسبة للمرضى أنه لا يمكن أن يؤديها في المراكز الطبية المتخصصة. الإجراء ينطوي أيضا على مخاطر مثل العدوى. ومع ذلك، قد يكون بعض علامات مرتفعة ICP يكون ملحوظا في التصوير الطبي. على وجه الخصوص، وكثيرا ما يرتبط مع خط الوسط التحول زيادة في ICP ويمكن التقاط من الدماغ ر محسوبomography (CT) الصور. على هذا النحو، هذه الصور إتاحة الفرصة لغير الغازية الكشف عن ICP مرتفعة والتي يمكن استخدامها كخطوة ما قبل الفحص قبل نقب في الجمجمة. CT التصوير لا يزال المعيار الذهبي لتقييم TBI الأولي بين جميع طرائق التصوير الأخرى، على سبيل المثال التصوير بالرنين المغناطيسي، وذلك بسبب سرعتها العالية والتكلفة المنخفضة نسبيا 2. وعلاوة على ذلك، إجراء فحص CT لا يتطلب صارمة الجمود المريض، ولها ميزة في الكشف عن تشوهات خطيرة مثل كسور العظام والقيلة. في حين يشيع استخدام CT للكشف عن إصابات في الدماغ، على أساس التكنولوجيا الحالية، لا يتم قياس خط الوسط تحول تلقائيا، وبالتالي يجب على الأطباء أن تقييم هذه العوامل الهامة عن طريق التفتيش البصري. وكثيرا ما يرتبط غير دقيقة أو غير متسقة مع CT تفسير طبيعة النظام البصري الإنسان وبنية معقدة من الدماغ. بينما خط الوسط التحولات الصغيرة هي بعيدة المنال، فإنها غالبا ما تكون لا تقدر بثمن لتقييم إصابات الدماغ، في عمفصلي في المراحل الأولى من الإصابة قبل حالة المريض يصبح أكثر شدة. على الجانب الآخر من الطيف، كبير تحول خط الوسط يوحي ICP راقية جدا وأكثر شدة TBI. ومع ذلك، فإنه هو مهمة صعبة للغاية بالنسبة للبشر لتفقد البصر الصور CT والتنبؤ على مستوى ICP كميا. بسبب التقدم في التقنيات الحاسوبية الآلي، يمكن قياس ميزات المستخرج من الصور CT، مثل تحول خط الوسط، وحجم الورم الدموي، ونسيج من الصور CT الدماغ، وبدقة تلقائيا باستخدام أساليب متقدمة معالجة الصور. ومع ذلك، فإن العلاقة بين ICP وتحول خط الوسط فضلا عن الميزات الأخرى مثل درجة النزيف، لم يتم الملمس من الصور CT استكشافها. في هذه الورقة، تم اقتراح إطار الحسابية لقياس التحول قياس خط الوسط فضلا عن غيرها من الميزات الفيزيولوجية / التشريحية على الصور CT الدماغ ومن ثم التنبؤ درجة ICP غير intrusively باستخدام آلة تقنيات التعلم.

automated midline shift and intracranial pressure estimation based on brain ct images

في هذه الورقة نقدم نظام آلي يعتمد أساسا على الصور المحسوبة (CT) التصوير المقطعي تتكون من عنصرين رئيسيين هما: تقدير تحول خط الوسط والضغط داخل الجمجمة (ICP) نظام الفرز المسبق. لتقدير التحول خط الوسط، أولا يتم تنفيذ ذلك تقدير خط الوسط المثالي يعتمد على التماثل من الجمجمة وملامح تشريحية في الدماغ الاشعة المقطعية. ثم، يتم تنفيذ تجزئة البطينين من الاشعة المقطعية واستخدامها كدليل لتحديد خط الوسط من خلال مطابقة الفعلية الشكل. هذه العمليات تحاكي عملية القياس من قبل الأطباء وأظهرت نتائج واعدة في التقييم. في العنصر الثاني، يتم استخراج المزيد من الميزات المتعلقة ICP، مثل المعلومات الملمس، وكمية الدم من الأشعة المقطعية وغيرها من الميزات المسجلة، مثل العمر وشدة الإصابة نقاط لتقدير ICP مدرجة أيضا. تقنيات التعلم الآلي بما في ذلك اختيار ميزة وتصنيف، مثل دعمويعمل ناقل الآلات (SVMs)، لبناء نموذج التنبؤ باستخدام RapidMiner. تقييم التنبؤ يظهر الفائدة المحتملة للنموذج. ويمكن استخدام المقدرة تحول خط الوسط المثالي وتوقع مستويات ICP كخطوة ما قبل الفحص السريع للأطباء اتخاذ القرارات، وذلك للتوصية لصالح أو ضد الرصد ICP الغازية.

وقدمت مجموعات البيانات CT اختبار من قبل نظام الرعاية الصحية كارولينا (CHS) تحت المؤسسية استعراض موافقة المجلس. تم تشخيص جميع المواد مع خفيفة الى حادة عندما اعترف TBI أول من المستشفى. لكل مريض، وسجلت قيمة ICP كل ساعة باستخدام ICP تحقيقات داخل المنطقة البطين قبل وبعد الأشعة ال...

Watch this Scientific Journal Video about Automated Midline Shift and Intracranial Pressure Estimation based on Brain CT Images at JoVE.com

Automated Midline Shift and Intracranial Pressure Estimation based on Brain CT Images

ويقترح تحول خط الوسط الآلي تقدير والضغط داخل الجمجمة (ICP) الفرز المسبق نظام يقوم على الصور المحسوبة (CT) التصوير المقطعي للمرضى الذين يعانون إصابات في الدماغ (المصرف التجاري العراقي) باستخدام تقنيات معالجة الصور وآلة التعلم.

خط الوسط التحول الآلي وتقدير الضغط داخل الجمجمة يعتمد على الصور CT الدماغ

In this paper we present an automated system based mainly on the computed tomography (CT) images consisting of two main components: the midline shift ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Epidural Intracranial Pressure Measurement in Rats Using a Fiber-optic Pressure Transducer

فوق الجافية قياس الضغط داخل الجمجمة في الفئران باستخدام محول ضغط الألياف الضوئية

Elevated intracranial pressure (ICP) is a significant problem in several forms of ischemic brain injury including stroke, traumatic brain injury and ...

A Novel High-resolution In vivo Imaging Technique to Study the Dynamic Response of Intracranial Structures to Tumor Growth and Therapeutics

A Novel High-resolution In vivo Imaging Technique to Study the Dynamic Response of Intracranial Structures to Tumor Growth and Therapeutics

رواية عالية الدقة<em&gt; في الجسم الحي</em&gt; تقنية التصوير لدراسة الاستجابة الديناميكية للمنشآت داخل القحف لنمو الورم والتداوي

We have successfully integrated previously established Intracranial window (ICW) technology 1-4 with intravital 2-photon confocal microscopy to develop a ...

Creating Anatomically Accurate and Reproducible Intracranial Xenografts of Human Brain Tumors

خلق تشريحيا دقيقة وقابلة للتكرار داخل الجمجمة Xenografts من أورام الدماغ البشري

Orthotopic tumor models are currently the best way to study the characteristics of a tumor type, with and without intervention, in the context of a live ...

Assessing Cortical Cerebral Microinfarcts on High Resolution MR Images

تقييم القشرية الدماغية Microinfarcts على ارتفاع القرار MR الصور

Cerebral microinfarcts are frequent findings in the post-mortem human brain, and are related to cognitive decline and dementia. Due to their small sizes ...

Proximal Cadaveric Femur Preparation for Fracture Strength Testing and Quantitative CT-based Finite Element Analysis

إعداد عظم الفخذ القريبة المتوفين دماغيا لتحليل العناصر المحدودة مقرها CT-كسر قوة اختبار والكمي

Cadaveric fracture testing is routinely used to understand factors that affect proximal femur strength.  Because ex vivo biological tissues are prone to ...

Determining Glucose Metabolism Kinetics Using 18F-FDG Micro-PET/CT

Determining Glucose Metabolism Kinetics Using 18F-FDG Micro-PET/CT

تحديد الجلوكوز الأيض حركية عن طريق<sup&gt; 18</sup&gt; F-FDG مايكرو-PET / CT

This paper describes the use of 18F-FDG and micro-PET/CT imaging to determine in vivo glucose metabolism kinetics in mice (and is transferable to rats). ...

Improved Method for the Establishment of an In Vitro Blood-Brain Barrier Model Based on Porcine Brain Endothelial Cells

Improved Method for the Establishment of an In Vitro Blood-Brain Barrier Model Based on Porcine Brain Endothelial Cells

تحسين أسلوب لإنشاء في المختبر حاجز الدم – المخ نموذج استناداً إلى خلايا المخ الخنزيري بطانية

The aim of this protocol presents an optimized procedure for the purification and cultivation of pBECs and to establish in vitro blood-brain barrier (BBB) ...

Gene Regulation and Targeted Therapy in Gastric Cancer Peritoneal Metastasis: Radiological Findings from Dual Energy CT and PET/CT

تنظيم الجينات والعلاج المستهدفة في سرطان المعدة ورم خبيث البريتوني: النتائج الإشعاعية من الأشعة المقطعية الطاقة المزدوجة والحيوانات الأليفة/CT

Gastric cancer remains fourth in cancer incidence worldwide with a five-year survival of only 20%-30%. Peritoneal metastasis is the most frequent type of ...

A Swin Transformer-Based Model for Thyroid Nodule Detection in Ultrasound Images

نموذج قائم على محول سوين للكشف عن عقيدات الغدة الدرقية في صور الموجات فوق الصوتية

In recent years, the incidence of thyroid cancer has been increasing. Thyroid nodule detection is critical for both the detection and treatment of thyroid ...

Automated Processor for Clinical-Scale CAR-T Cell Manufacturing

Chimeric Antigen Receptor T Cell Manufacturing on an Automated Cell Processor

Advancements in CAR-T Cell Manufacturing and Gene Therapy Production (Video) | JoVE

تصنيع الخلايا التائية لمستقبلات المستضد الخيمري على معالج خلوي آلي

Chimeric antigen receptor (CAR)-T cells represent a promising immunotherapeutic approach for the treatment of various malignant and non-malignant ...