Analýza CT dát pacientov s poruchou krvného obehu mozgu - stav riešenia

Analysis of CT data with brain blood circulation pathology – state of the art

article in a collection out of WoS and Scopus

Slovak

Ischémie mozgu a intrakraniálne hemoragie (ICH) vzniknuté na základe úrazu hlavy i netraumatického pôvodu predstavujú pre pacienta kritickú situáciu. U ochorenia je nutná rýchla presná diagnostika a terapia aby sa predchádzalo vážnym celoživotným následkom až smrti. V prípade podozrenia na cievnu mozgovú príhodu je výpočtová tomografia (CT) často prvou voľbou spomedzi zobrazovacích techník kvôli jej dostupnosti, rýchlosti a spoľahlivosti. Z dôvodu spresnenia a urýchlenia procesu diagnostiky sa v súčasnej dobe vyvíjajú moderné algoritmy implementované do podporných diagnostických systémov. Tento príspevok popisuje pokrok výskumu v rámci projektu zameraného na vývoj metód strojového, a predovšetkým hlbokého učenia pre analýzu CT skenov hlavy u pacientov s poruchou krvného obehu. Výskum bol doteraz zameraný predovšetkým na presnú lokalizáciu intrakraniálnych hemoragií a klasifikáciu do piatich typov. Príspevok popisuje a porovnáva tri vyvinuté algoritmy s využitím metód hlbokého učenia, ktoré určujú presnú pozíciu krvácania v rámci 3D CT skenu. Uvedené je objektívne vyhodnotenie spoločne s diskusiou výsledkov metód. Diskutované sú i ďalšie možnosti analýzy ochorení v skenoch mozgu s využitím moderných algoritmov.

Cerebral ischemia and intracranial hemorrhage (ICH) resulting from head trauma and non-traumatic origin represent a critical situation for the patient. Rapid accurate diagnosis and therapy are required to prevent serious lifelong sequelae and even death. In the case of suspected stroke, computed tomography (CT) is often the first choice among imaging techniques because of its availability, speed and reliability. In order to refine and speed up the diagnostic process, advanced algorithms implemented in diagnostic support systems are currently being developed. This paper describes the progress of a research project aimed at the development of machine and, in particular, deep learning methods for the analysis of CT scans of the head in patients with circulatory disorders. Research to date has focused primarily on the accurate localization of intracranial hemorrhages and classification into five types. This paper describes and compares three algorithms developed using deep learning methods to determine the exact position of hemorrhages within a 3D CT scan. An objective evaluation is presented along with a discussion of the results of the methods. Other possibilities for disease analysis in brain scans using modern algorithms are also discussed.

CT; konvolučná neurónová sieť; hlboké učenie; intrakraniálna hemoragia; lokalizácia; klasifikácia

CT; convolutional neural network; deep learning; intracranial hemorrhage; localization; classification

NEMČEK, J.; JAKUBÍČEK, R.

7. 12. 2021

Technická univerzita v Liberci

Liberec, Česká republika

978-80-7494-585-4

Trendy v biomedicínském inženýrství

146

150

5

https://etul.publi.cz/book/1729-trendy-v-biomedicinskem-inzenyrstvi