APACS - Problemy diagnostyczne
Powrót do strony głównej APACS
Założenia:
- Przez problem diagnostyczny w APACS rozumiemy zadanie badawcze lub diagnostyczne o konkretnym znaczeniu medycznym.
- Zadany problem diagnostyczny rozwiązywany będzie:
- w badawczym scenariuszu użycia: poprzez przeprowadzenie eksperymentu obliczeniowego,
- w klinicznym scenariuszu użycia: poprzez zrealizowanie usługi wspomagania decyzji (ten scenariusz przeznaczamy do realizacji w późniejszych fazach projektu),
- Jeden problem diagnostyczny może angażować wiele algorytmów. Nie możemy zakładać odpowiedniości jeden-do-jeden pomiędzy algorytmami a problemami diagnostycznymi.
Lista problemów diagnostycznych
Analiza ilościowa i jakościowa uszkodzeń mózgu będących konsekwencjami krwotoku śródmózgowego w obrazowaniu KT
Cel: odniesienie zmian u pojedynczego pacjenta do zmian zaobserwowanych w 'zbiorze uczącym' pacjentów i przełożenie otrzymanych wyników na oszacowanie stopnia zagrożenia życia.
Założenia/dane:
- dodatkowe źródło informacji: atlas
- zbiór uczący: 70 pacjentow
Przewidywane etapy:
- identyfikacja zawartosci czaszki TIV
- rejestracja (elastyczna) obrazu mózgu posegmentowanego na podstawie obrazu KT do atlasu mózgu; na przykład:
- segmentacja, zrobienie sobie usrednionego mozgu KT
- klasyfikacja:
- lokalizacja zmian w układzie współrzędnych atlasu
- pomiar objętości zmian, w odniesieniu do [podobnych] przypadkow z historii
- uszkodzenie moze byc rozproszone
- ocena stopnia zagrożenia życia
Kryteria oceny:
- precyzja
- czas obliczeń (bardzo istotny w przypadku udaru)
Analiza zmian w udarze niedokrwiennym
Cel: wyodrębnienie oraz ilościowe i jakościowe scharakteryzowanie zmian zachodzących w czasie u tego samego pacjenta (dwa badania KT wykonane w pewnym odstępie czasu)
- kategorie voxeli: Norma, Niedokrwienie, Ukrwotocznienie
- trzy oczekiwane wyniki:
- roznice: co nowego i gdzie; mozliwe zmiany:
- Nor -> Nied
- Nied -> Nied (stabilizacja, ew. obrzek)
- Nied -> Ukrw
- deformacja przestrzenna: obrzek wynikajacy z martwicy, powoduje; positive feedback:
- obecnosc ukrwotocznienia
System wielokryterialnej analizy przestrzennej do analizy wielomodalnych obrazow mozgu (MRI) w stwardnieniu rozsianym (multiple sclerosis MS).
Cel: Ilosciowa charakteryzacja postepu uszkodzenia mozgu w stwardnieniu rozsianym w odniesieniu do a) normy, b) grupy innych pacjentow z MS i c) progresji choroby u indywidualnego pacjenta
Zastosowania:
- lokalizacja uszkodzenia w mozgu na bazie FLAIR
- stopien uszkodzenia na bazie markerow obliczanych z obrazowania tensora dyfuzji (DTI)
- lokalizacja zmian degeneracyjnych (atrofia) na bazie wolumetrycznych obrazow T1
- danymi klinicznymi o postepie choroby
- informacjami o stanie funkcji poznawczych
- atrofia mozgu na bazie rejestracji elastycznej
- czynnikami wzrostu wplywajacymi na regeneracje mozgu
Założenia/dane:
- zbiór uczący: 30 pacjentow
- T1 wolumetria
- FLAIR
- DTI
- zmienne kliniczne
- atlas mózgu z identyfikacją struktur zainteresowania
Przewidywane etapy:
- identyfikacja obszaru mózgu (skull stripping z wykorzystaniem BET)
- segmentacja uszkodzen z podzialem na typy uszkodzen z uzyciem BALSAMu
- rejestracja obrazow perfuzyjnych w celu korekty ruchu w czasie trwania sekwencji
- rejestracja (elastyczna) atlasu do obrazu mózgu (z uzyciem szybkiego algorytmu)
- eksport dicomu i prezentacja wyniku na diagnostycznej stacji roboczej w ciagu 10 min od czasu otrzymania obrazu w formacie dicom
Optymalizacja wykrywania uszkodzenia u pacjentów z udarem niedokrwienym mózgu na podstawie obrazowania MRI
Cel: Szybka i rzetelna identyfikacja zmian niedokrwiennych na podstawie obrazu sekwencji dyfuzyjnej (DWI) i perfuzyjnej (DSC-PWI)
- segmentacja zmiany niedokrwiennej na podstawie DWI oraz identyfikacja obszarów z artefaktami podatnosci magnetycznej
- pomiar wielkości ogniska niedokrwiennego na DWI
- identyfikacja obszaru naczyniowego zajętego przez niedokrwienie na bazie atlasu naczyniowego rejestrowanego w trybie atlas do pacjenta oraz okreslenie wielkosc zajetego obszaru naczyniowego przez udar
- analiza przebiegu czasowego obrazu perfuzyjnego i obliczenie mapy time-to-peak (TTP)
- identyfikacja arterial input function (AIF) na bazie przestrzennej identyfikacji obszaru tętnicy środkowej mózgu
- obliczenie parametrow TTP (mediana, q1, q3, iqr, max) dla obszarow naczyniowych wyodrebnionych na podstawie atlasu unaczynienia
- dyskretyzacja obszaru mozgu dotknietego deficytem perfuzji na bazie kryterium czasu i porównania strona do strony
- obliczenie zbioru wspolnego dla obszaru dotknietego uszkodzeniem DWI i obszarem hipoperfuzji (zmniejszonej lub opoznionej perfuzji) oraz obliczenie obszaru hipoperfuzji bez zmian zaznaczonych w DWI (diffusion-perfusion mismatch)
Założenia/dane:
- dodatkowe źródło informacji: atlas obszarow unaczynienia mózgu i atlas strukturalny AAL lub inny
- zbiór uczący: 30 pacjentow (DWI + PWI)
Przewidywane etapy:
- identyfikacja obszaru mózgu (skull stripping z wykorzystaniem BET)
- rejestracja obrazow perfuzyjnych w celu korekty ruchu w czasie trwania sekwencji
- rejestracja (elastyczna) atlasu do obrazu mózgu (z uzyciem szybkiego algorytmu)
- prezentacja wyniku na diagnostycznej stacji roboczej w ciagu 10 min od czasu otrzymania obrazu w formacie dicom