Detección inteligente de placa carotídea y su estabilidad basada en escaneo de ultrasonido dinámico de aprendizaje profundo

Fondo:

La placa carotídea es dañina para la salud humana. Según estimaciones de la Organización Mundial de la Salud, cada año se producen 6,7 millones de accidentes cerebrovasculares y accidentes cerebrovasculares, principalmente relacionados con la formación de placas ateroscleróticas carotídeas. Por un lado, la placa de la arteria carótida puede causar estenosis o incluso oclusión de la arteria carótida, causando isquemia cerebral. La detección temprana y la evaluación precisa de las placas carotídeas son útiles para que los médicos tomen medidas de intervención efectivas, que pueden reducir significativamente la tasa de discapacidad y la tasa de mortalidad por accidente cerebrovascular.

La ATC y la ARM carotídeas pueden proporcionar imágenes de placa de alta calidad y resolución relativamente alta, pero tienen limitaciones de costo y escaneo que limitan su aplicación en la práctica clínica diaria. La ecografía tiene las ventajas de no invasividad, conveniencia, bajo costo y buena repetibilidad. Es el método de imagen preferido para la detección de placa, la estenosis y la estabilidad de la placa. La ultrasonografía con contraste (CEUS) puede demostrar con sensibilidad la perfusión de la microcirculación dentro de la placa mediante la inyección de agentes de contraste de microburbujas, y es consistente con los hallazgos histopatológicos, y se ha utilizado cada vez más clínicamente para evaluar la estabilidad de la placa.

Sin embargo, por un lado, la limitación del examen de ultrasonido es que necesita depender del nivel de los instrumentos y operadores para mejorar la precisión. Por otro lado, con el crecimiento de la base poblacional y el envejecimiento de la sociedad, el modelo médico tradicional ha sido incapaz de hacer frente al incremento anual del número de pacientes. necesidades de exploración de los pacientes. Por lo tanto, es de gran importancia desarrollar una plataforma de aplicación de IA integrada que pueda detectar la placa de forma automática y precisa en función de los datos de imágenes de ultrasonido y evaluar la estenosis del lumen y la estabilidad de la placa.

Propósito:

Este estudio tiene la intención de construir un modelo basado en el aprendizaje profundo para detectar de forma automática y precisa la placa basada en la imagen de ultrasonido dinámico del eje transverso de la carótida, calcular la tasa de estenosis del lumen y realizar una evaluación de la estabilidad, a fin de evaluar de manera integral los posibles efectos cardiovasculares de la placa carotídea. . riesgo. Realizará la simulación y reproducción automáticas de todo el proceso de evaluación de la placa cervical por parte de expertos en ecografía clínica.

Diseño del estudio:

Dos tercios de los pacientes inscritos y sus correspondientes imágenes de escaneo dinámico de la arteria carótida y los resultados del diagnóstico experto fueron seleccionados al azar como la cohorte de entrenamiento de aprendizaje profundo. Las imágenes de exploración dinámica de la arteria carótida y los resultados del diagnóstico experto del 1/3 de los pacientes restantes se utilizaron como cohorte de validación para evaluar la precisión diagnóstica general del modelo de aprendizaje profundo.

Análisis estadístico:

La sensibilidad, la especificidad, el valor predictivo positivo y el valor predictivo negativo del aprendizaje profundo para detectar placa, estimar la tasa de estenosis luminal o predecir la estabilidad de la placa se calcularon por el área bajo la curva característica operativa del receptor (ROC) (AUROC) para evaluar. El análisis estadístico se realizó con el software SPSS 22.0.

Control de calidad:

Desarrollar métodos y procedimientos operativos estandarizados y estándar de examen de ultrasonido carotídeo, y desarrollar estándares unificados de adquisición y almacenamiento de imágenes. Todos los operadores están rigurosamente capacitados en ultrasonografía carotídea. Se contrataron dos operadores con más de 5 años de experiencia en la operación de ultrasonido como personal de control de calidad para revisar todas las imágenes y excluir las imágenes no calificadas.

El ultrasonido es seguro y libre de radiación. Durante el examen, el médico y el paciente siempre estuvieron en un estado de comunicación, y el paciente se sintió menos nervioso y temeroso, con buena tolerancia y alto cumplimiento.

Ética del estudio:

Esta investigación seguirá las pautas éticas de la Declaración de Helsinki del Congreso Médico Mundial y las normas y reglamentos pertinentes de investigación clínica. El estudio comenzará después de la aprobación del comité de ética. Antes del inicio del estudio, el investigador debe informar a los sujetos de todo el contenido relevante del estudio clínico en un lenguaje fácil de entender e informar a los pacientes que tienen derecho a retirarse del estudio en cualquier momento. El estudio se inició sólo después de que los pacientes firmaron el consentimiento informado de forma voluntaria.