2022年03月02日发布 | 1039阅读

PreSize软件的精确度如何?FD长度预测的准确性评估

陈鹏宇

投审稿

gaom

编译文章投稿作者

卢旺盛

北京天坛普华医院

许奕

海军军医大学附属长海医院

达人收藏

应用FD治疗颅内动脉瘤日益广泛,然而准确预测FD长度及放置部位仍颇具挑战。PreSize Neurovascular软件能够在术前实时地预测FD长度,来自英国Oxford Heartbeat Ltd的Francesco Iori介绍了PreSize软件的使用方法和评估精确度,并将其2022年在线发表于《J Neurosurg》上。


——摘自文章章节

【REF:Patankar T, et al. J Neurosurg. 2022;1-9. doi:10.3171/2021.12.JNS211687



研究背景


应用FD治疗颅内动脉瘤日益广泛,然而准确预测FD长度及放置部位仍颇具挑战。PreSize Neurovascular软件能够在术前实时地预测FD长度,来自英国Oxford Heartbeat Ltd的Francesco Iori介绍了PreSize软件的使用方法和评估精确度,并将其2022年在线发表于《J Neurosurg》上。



研究方法

该研究回顾性分析了英国5个介入放射中心应用Pipeline装置治疗138例的病例资料。根据术中实际测量与软件模拟FD长度的一致程度评估PreSize预测的精确度。



图1. 软件模拟步骤


(A)加载术前图像,(B)选择ROI(C)血管和动脉瘤三维模型的自动可视化,(D)血管中心线黄色)的自动可视化,(E)沿中心线选择近端(P)和远端点(D)(F)根据近端/远端点选择自动显示支架放置情况,(G)通过拖动手动调整支架位置,(H)使用菜单改变支架型号和长度。


图2. 预测FD长度精确度的评估


软件加载术前2D图像,自动生成血管三维模型(A)和中心线(B)。术前和术后图像共注册对齐支架远端和近端(C)。使用术后2D在没有(D)和有(E)对比剂的图像中,标记支架远端和近端,并转移到3D模型(F)中。(GH)比较2D血管造影图像与FD图像(G测量长度是标记物之间蓝色曲线长度;H模拟长度为绿色曲线长度



研究结果

PreSize软件预测FD长度的平均准确度为95.61%。有4例因与弹簧圈的相互作用和严重的推/拉事件对FD长度的影响较大,软件无法模拟或预测,排除后平均准确度进一步提高到96.13%。在标称和实际测量的FD长度之间观察到很大差异,在某些情况下超过两倍,FD标称长度和放置延长之间没有相关性。这些发现说明了支架行为的复杂性,以及术前模拟FD长度的重要性。


分割和啮合

人工和半自动分割的平均准确度为99%,说明PreSize软件分割准确度高。


中心线提取

计算出点对点的平均中心线距离为0.0257mm,平均中心线半径归一化后的平均误差为1.68%PreSizeVMTK半径之间的平均相对误差为2.19%。总体而言,PreSizeVMTK实现的中心线提取方法在定量上有很好的一致性。


标称与测量FD长度

从英国5个介入放射中心收集138FD病例1)


1. 介入放射中心和整体评估FD长度精确度


3.  A :PED支架模型的散点图,每个方框代表一个支架,并包含每个参与介入放射中心的发生次数。B:测量的FD长度和标记的支架长度之间的相对长度变化的分布。C:测量的FD长度与标称的FD长度之间的线性回归。


3A显示使用FD的标称直径和长度的散点图。FD呈均匀分布,没有明显的分布规律。标称FD长度始终小于测量FD长度。图3BLrefL标记之间的相对长度变化分布,图3C为数据之间的线性回归(R2=0.7646)。平均长度变化为43.87%,最高达106.6%,这意味着一些支架的实际长度为标称长度的两倍以上。回归的标准误差为3.925mm,对应的95%CI−7.69~7.69mm

FD平均精确度为95.61%±4.43%(中位数为97.03%)95%CI94.87%-96.35%。在138PED病例中,129(93%)的精确度大于90%94(68%)的精确度大于95%FD精确度分布直方图如图4a所示,每个介入中心的精确度框线图如图4B所示。使用Bland-Altman图比较参考长度和模拟长度之间的一致性4C)


4. A:显示放置FD精确度分布的条形图。B:介入放射中心分组放置FD精确度的箱形图。红色叉号表示准确度是样本中位数的四分位数间距的两倍以上。C:Bland-Altman图比较138FD参考长度和模拟长度。


138例中有4例异常,显示准确度极低(<82%)。在这些情况下,与弹簧圈的相互作用和严重的推/拉等事件相关,以至于软件无法模拟或预测。排除这4例异常值后,平均放置精确度为96.13%±3.27%(中位数为97.09%)95%CI95.58%-96.69%。在134PED中,129(96.27%)的精确度仍大于90%(误差<10%)



研究结论

研究表明PreSize软件预测FD长度的精确度高达95%以上,并可以为医生实时准确选择FD型号提供支持。


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