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

Materyal kısmen Hibe No IIS0758410 kapsamında Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenen çalışma dayanır. Veri Carolinas Sağlık Sistemi tarafından sağlandı.

1. Metodoloji Genel Bakış Önerilen çerçeve otomatik patolojik durumlarda orta hat kayması hesaplamak ve intrakraniyal basınç (ICP) tahmin etmek için yanı sıra diğer ekstre bilgilerini kullanmak için travmatik beyin hasarı (TBI) hastaların beyin BT görüntüleri işler. Şekil 1 tüm şematik diyagramını göstermektedir çerçeve. Otomatik orta hat kayması ölçümü üç adım ayrılabilir. İlk olarak, beynin ideal midline, sakatlanmadan önce midline y...

<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>

BT görüntüleri ve çıkarılan özelliklere göre ICP düzeyinde tahmini olarak orta hat kayması tahmini: Bu çalışmada, sezgisel ve esnek bir çerçeve iki zorlu sorunları çözmek için önerilmiştir. Değerlendirme sonuçları önerilen yöntemin etkinliğini göstermektedir. Bildiğimiz gibi, bu iki bu sorunları ele sistematik bir çalışmanın ilk kez. Biz genel çerçeveye dayalı, elde edilebilir birçok potansiyel gelişmeler olduğunu fark. Örneğin, önerilen bölütleme içinde, düşük seviyede b...

Her yıl Amerika Birleşik Devletleri yaklaşık 1,4 milyon travmatik beyin yaralanması (TBY) ilgili acil serviste durumlar vardır, hangi, ölüm 1 50.000 sonuç üzerinde. TBI Şiddetli genellikle hematom ve şişlik beyin dokusu gibi belirtilerle intrakraniyal basınç (ICP) bir artış eşlik eder. Azaltılmış serebral perfüzyon basıncı ve ek risk incinen beyin yerleştirerek serebral kan akımında bu sonucu. Şiddetli ICP artışı ölümcül olabilir, TBH olan hastalar için ICP izlenmesi çok önemlidir bu yüzden. Bu genellikle doğrudan basınç izleme, yalnızca uzman tıp merkezlerinde yapılabilir hastalar için riskli bir prosedür için beyin içine kateter kalıcı yerleştirme gerektirir. Bu prosedür, aynı zamanda enfeksiyon gibi risk içerir. Ancak, yüksek ICP bazı belirtileri tıbbi görüntüleme alanında belirgin olabilir. Özellikle, orta hat kayması genellikle ICP bir artış ile ilişkilidir ve beyin bilgisayarlı t çekilebiliromography (BT) görüntüleri. Gibi, bu görüntüleri kranial trepanasyon önce bir ön eleme adım olarak kullanılabilir yükseltilmiş ICP non-invaziv tespiti için bir fırsat sağlamaktadır. CT görüntüleme nedeniyle yüksek hız ve nispeten düşük maliyeti 2, hala tüm diğer görüntüleme yöntemleri, örneğin MR arasındaki ilk TBI değerlendirmesi için altın standarttır. Ayrıca, BT incelemesi sıkı hasta hareketsizlik gerektiren ve bu kemik kırıkları ve hematom gibi ciddi anormallikler ortaya avantaj sahip değildir. BT yaygın güncel teknolojiye dayalı beyin yaralanmaları, tespiti için kullanılır iken, orta hat kayması otomatik olarak ölçülür değildir ve bu nedenle hekimler görsel muayene ile bu önemli faktörü değerlendirmek gerekir. Yanlış ya da tutarsız CT yorumlama sık sık insan görme sisteminin yapısı ve beyin karmaşık yapısı ile ilgilidir. Küçük orta hat kaymaları zor olsa da, onlar s, beyin hasarının değerlendirilmesi için genellikle paha biçilmezdirBir hastanın durumunun daha önce yaralanma erken aşamalarında artiküler daha şiddetli olur. Yelpazenin diğer tarafında, büyük orta hat kayması oldukça yüksek ICP ve TBI daha şiddetli göstermektedir. Ancak, görsel BT görüntüleri incelemek ve nicelik ICP düzeyini tahmin etmek insanlar için çok zor bir iştir. Otomatik hesaplama tekniklerindeki gelişmeler nedeniyle, beyin BT görüntülerinin orta hat kayması, hematom hacmi ve doku gibi BT görüntüleri, çıkarılan özelliklerini ölçülebilir ve otomatik gelişmiş görüntü işleme yöntemleri kullanarak. Ancak, ICP ve orta hat kayması yanı sıra kanama derecesi gibi diğer özellikler arasındaki ilişkinin, BT görüntüleri doku araştırılmamıştır. Bu yazıda, bir bilişimsel çerçeve orta hat kayması ölçümü yanı sıra beyin BT görüntülerinde diğer fizyolojik / anatomik özelliklerini ölçmek ve ardından ICP olmayan intrusively tekniklerini öğrenme makinesi kullanmanın derecesi tahmin öne sürülmüştür.

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

Orta hat kayması tahmini ve intrakraniyal basınç (ICP) ön eleme sistemi: Bu yazıda esas olarak iki ana bileşenden oluşan bilgisayarlı tomografi (BT) görüntüleri dayalı otomatik bir sistem sunuyoruz. İdeal midline bir tahmin kafatası ve beyin BT anatomik özellikleri simetri esasına dayanılarak yapılır, önce orta hat kayması tahmin etmek. Daha sonra, CT taraması ventriküllerin bölümleme gerçekleştirilir ve şekil eşleme yoluyla gerçek orta hat belirlenmesi için bir kılavuz olarak kullanılır. Bu süreçler hekimler tarafından ölçüm süreci taklit ve değerlendirilmesinde umut verici sonuçlar göstermiştir. İkinci bileşen, daha fazla özellikleri de dahil edilmiştir gibi, yaş, ICP tahmin etmek yaralanma ciddiyet skoru olarak CT taramaları ve diğer kayıtlı özellikleri, gelen doku bilgi, kan miktarı, ICP ilgili ayıklanır. Böyle Desteği gibi özellik seçimi ve sınıflandırılması dahil Makine öğrenme teknikleri,Vektör Makineleri (DVM), RapidMiner kullanarak tahmini model oluşturmak için istihdam edilmektedir. Tahmini değerlendirme modelinin potansiyel yararı gösterir. Tahmini ideal bir orta hat kayması ve ICP seviyeleri tahmin veya invaziv ICP izlenmesi karşı tavsiye etmek, böylece kararlar hekimler için hızlı bir ön tarama adım olarak kullanılabilir.

Test BT veri kümeleri Kurumsal Değerlendirme Kurulu onayı altında Carolinas Sağlık Sistemi (CHS) tarafından sağlandı. İlk hastaneye bütün konuları şiddetli TBY hafif tanısı konuldu. Her hasta için, ICP değeri elde edildi öncesi ve CT taramaları sonrasında ventrikül bölge içinde ICP problar kullanılarak saatte kaydedildi. BT bir saat içinde her ikisi de her BT, BT tarama zamanı ortalama ICP yakın iki ölçümleri ile ICP değerini ilişkilendirmek için. Sonra, CT taraması sırasında ICP tah...

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

Otomatik bir orta hat kayması tahmini ve intrakraniyal basınç (ICP) travmatik beyin hasarı (TBI) olan hastalarda bilgisayarlı tomografi (BT) görüntüleri dayalı ön eleme sisteminin görüntü işleme ve makine öğrenme teknikleri kullanılarak önerilmiştir.

Beyin BT Görüntüleri dayalı otomatik Midline Shift ve İntrakraniyal Basınç Tahmini

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

Bir Fiber optik Basıç kullanarak Sıçanlarda Epidural İntrakraniyal Basınç Ölçümü

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

Yeni Bir Yüksek çözünürlüklü<em&gt; In vivo</emTümör Büyüme ve Tedavi için İntrakranial Yapıların Dinamik Tepki Eğitim&gt; Görüntüleme Tekniği

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

Oluşturma Anatomik Doğru ve İnsan Beyin Tümörleri Reproducible İntrakraniyal Ksenograftlar

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

Yüksek Çözünürlüklü MR Görüntüleri Kortikal üzerinde Serebral mikroinfarktlarının Değerlendirilmesi

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

Kırılma Mukavemeti Test ve Kantitatif BT merkezli Sonlu Elemanlar Analizi Proksimal Kadavra Femur Hazırlık

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

Kullanımı Glukoz Metabolizma Kinetiği Belirlenmesi<sup&gt; 18</sup&gt; F-FDG Mikro PET / BT

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

Yöntem bir Vitro kan - beyin bariyerini modeli domuz beyin endotel hücreleri temel alan kurulması için geliştirilmiş

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

Gen düzenlemesi ve hedefe yönelik tedavi mide kanseri Periton metastaz: Dual Enerji CT ve PET/BT radyolojik bulgular

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

Ultrason Görüntülerinde Tiroid Nodülü Tespiti için Swin Transformatör Tabanlı Bir Model

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

Otomatik Hücre İşlemcisinde Kimerik Antijen Reseptörü T Hücresi Üretimi

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