《Diagnostics》:Anatomy- and Time-Based Post-Processing with CT Perfusion-Derived Time–Vessel Maps to Reduce Incorrect Occlusion Detections in Late-Phase CT Angiography
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背景/目标:针对急性缺血性卒中(acute ischemic stroke, AIS)的计算机辅助血管闭塞检测通常在早期CT血管成像(CT angiography, CTA)上开发。在晚期CTA中,增强的静脉对比剂可模拟动脉闭塞并导致错误的闭塞检测。为应对这一
背景/目标:针对急性缺血性卒中(acute ischemic stroke, AIS)的计算机辅助血管闭塞检测通常在早期CT血管成像(CT angiography, CTA)上开发。在晚期CTA中,增强的静脉对比剂可模拟动脉闭塞并导致错误的闭塞检测。为应对这一问题,研究人员提出了一种基于约束的后处理框架,利用CT灌注(CT perfusion, CTP)扫描中的解剖学与时间性血管信息。方法:将血管解剖结构和相对对比剂到达时间编码为时间-血管图(time–vessel map)。三个互补约束作用于这些图谱,分别基于到血管截断点的距离、对比剂到达时间和空间先验去除错误检测。约束在32例晚期开发子集上固定,并应用于一个外部留存的晚期CTA队列(N = 354)。为在没有CTP的情况下应用,研究人员设计了一个辅助的CTA到时间-血管图生成器,直接从CTA估计图谱。结果:在外部队列中,该框架将每次扫描的错误闭塞检测数从3.9(95% CI 3.6–4.2)降至2.1(95% CI 1.9–2.3),闭塞水平敏感性保持在80%(95% CI 69–91)。患者水平的受试者工作特征曲线下面积(AUROC)从基线的83提高到后处理后的88。在暴露于晚期CTA的检测器中同样观察到改善,后处理将每次扫描的错误闭塞数从2.8降至1.9。由于外部队列中仅有51例闭塞阳性病例,置信区间较宽。因此,这些估计应谨慎解读。结论:解剖学与时间信息引导的后处理在不产生可测量的敏感性损失的情况下减少了晚期CTA中的错误闭塞检测,可能提高外部机构中对CTA期相变化的鲁棒性。
**研究背景与目的**
急性缺血性卒中(acute ischemic stroke, AIS)通常由颅内动脉闭塞引起,需要快速准确的诊断以及时实施再灌注治疗。CT血管成像(CT angiography, CTA)通过显示对比剂注射后的脑血管树被广泛用于血管闭塞识别。由于人工分析耗时且依赖操作者,计算机辅助检测方法应运而生。这些方法大多在早期或峰值动脉期CTA上开发,此时动脉强化最充分、闭塞最易检测。然而,由于工作流程差异或方案不同,临床实践中约10%的CTA在平衡期或静脉期采集,尤其在非专业卒中中心。延迟采集中静脉强化增加而动脉强化降低,增强的静脉可模拟动脉闭塞外观,从而增加自动方法错误检测的风险。既往研究虽利用CT灌注(CT perfusion, CTP)和四维CTA等多时相成像的解剖与时间信息辅助闭塞评估,但未专门解决晚期CTA中错误闭塞检测的抑制问题。为此,研究人员提出一种基于约束的后处理框架,利用CTP衍生的解剖与时间血管信息,在保持敏感性的前提下减少晚期CTA中的错误闭塞检测,以提高计算机辅助检测对CTA期相变化的鲁棒性。
**研究内容与主要结论**
研究人员将血管解剖结构和相对对比剂到达时间编码为时间-血管图(time–vessel map),定义三个互补约束:解剖约束R1(基于到血管截断点的距离)、时间约束R2(基于对比剂到达时间)和空间先验R3(基于固定脑区位置)。约束参数在32例晚期开发子集上固定,并应用于包含354例患者的独立外部多中心队列。结果显示,后处理将每次扫描的错误闭塞检测数从3.9降至2.1,闭塞水平敏感性保持80%不变;患者水平AUROC从83提高至88。对于训练中已暴露于晚期CTA的检测器,后处理同样将错误检测从2.8降至1.9。研究表明,解剖与时间信息引导的后处理可在不损失敏感性的情况下减少晚期CTA错误检测,为应对外部机构CTA期相变化提供了有效手段。
**关键技术方法**
主要技术包括:①CTP时间-血管图提取——将CTP帧配准至CTA,排除非信息帧,基于变异图像(第90与第10百分位差)和k-means聚类(k=3)识别颅内血管位置,以时间图像编码最大强化时间