방사성 특징을 이용한 만성 두개내 동맥 폐색 예측 모델
주요 뇌 영역의 다중 모드 CT 방사성 특성을 기반으로 만성 두개내 동맥 폐색의 양방향 뇌졸중 위험에 대한 예측 모델을 개발하고 검증합니다.
만성 두개내 동맥 폐색은 허혈성 뇌졸중과 뇌출혈의 위험이 크게 증가하는 "양방향 뇌졸중 위험"과 관련이 있습니다. 현재, Western CTAP 제품은 임상 전문 지식과 결합하여 만성 두개내 동맥 폐쇄의 보상 경로와 전반적인 관류를 평가함으로써 허혈성 사건의 위험을 평가하기 위한 몇 가지 예측 가치를 제공합니다. 그러나 출혈 사건의 위험을 평가하는 데는 제한적인 지원이 있습니다.
우리가 제안한 프로젝트는 기계 학습 기반 접근 방식을 사용하여 만성 두개내 동맥 폐색이 있는 무증상 환자의 장기 뇌졸중 위험을 정확하게 평가하는 중요한 과학적 과제를 해결하는 것을 목표로 합니다. 빠르게 발전하는 머신러닝 분야는 이 문제를 해결하기 위한 풍부한 솔루션 세트를 제공합니다. 본 프로젝트에서는 다중 모드 CT 스캔을 사용하여 주요 뇌 영역에 대한 딥러닝 기반 분할 모델을 개발하려고 합니다. 이어서, 방사성 특징 및 CT 관류 매개변수 추출을 자동화한 후 기계 학습 기술을 적용하여 만성 두개내 동맥 폐쇄 환자를 위한 맞춤형 뇌졸중 위험 예측 모델을 구축할 것입니다.
연구 개요
상세 설명
멀티모달 CT 기반의 주요 뇌 영역에 대한 뇌 분할 모델 구축
다중 모드 CT를 기반으로 주요 뇌 영역에 대한 뇌 분할 모델을 구축하는 것은 이 연구의 핵심 구성 요소 중 하나입니다. 이 프로젝트는 U-Net, Transformer 등 첨단 알고리즘을 기반으로 CT 영상에서 주요 뇌 영역을 자동으로 분할하는 모델을 개발할 계획이다. 이러한 주요 뇌 영역에는 기저핵, 전두엽, 측두엽, 두정엽 등이 포함됩니다. 자동 분할 모델의 개발은 훈련과 검증이라는 두 가지 주요 부분으로 구성됩니다. 이 연구의 회고적 코호트 데이터는 훈련 세트를 구성하는 데 사용됩니다. 특정 뇌 영역은 모델의 교육 자료로 사용하기 위해 수동으로 주석을 달았습니다. 만족스러운 훈련 결과를 얻기 위해 매개변수 튜닝과 내부 검증이 수행됩니다. 이 연구의 예상 코호트 데이터는 모델의 외부 검증에 사용되는 독립적인 검증 세트를 형성합니다. 모델의 성능 평가 기준에는 DICE 계수와 손실 값이 포함됩니다.
만성 두개내 동맥 폐쇄 환자의 뇌졸중과 관련된 핵심 신경영상 특징 탐색
본 연구에서는 자동 분할 모델에 의해 생성된 마스크를 사용하여 자체 설계한 자동화 워크플로우를 통해 특정 뇌 영역의 방사선 정보 및 CT 관류 매개변수를 추출하려고 합니다. 이러한 기능은 만성 두개내 동맥 폐쇄 환자의 뇌졸중 위험에 대한 기계 학습 예측 모델을 구축하는 데 사용됩니다. 뇌졸중 예측을 위해 가장 효과적인 특징을 선택하려면 특징 선택 및 차원 축소 프로세스가 필요합니다. 본 연구에서는 L1 정규화를 사용하여 표준화된 데이터의 차원을 줄이고 ROC 곡선 아래 영역(AUC)을 최적화할 계획입니다. 따라서 두개내 동맥 폐색 환자의 뇌졸중과 관련된 핵심 신경영상 특징을 탐색 및 개선하고 뇌졸중과의 상관관계를 분석하며 후속 모델 구축에 사용할 수 있습니다.
- 주요 뇌 영역의 핵심 신경영상 특징을 기반으로 한 뇌졸중 예측 모델의 구축 및 검증
예측 모델의 구축 및 검증은 훈련 단계와 검증 단계로 구분됩니다. 훈련 데이터는 훈련 코호트에서 수집되며 교차 검증을 통해 내부적으로 검증됩니다. 예상 코호트는 모델의 외부 검증을 위한 독립적인 검증 세트로 유지됩니다. 모델 구성은 기본 기계 학습 모델의 성능을 테스트하는 것으로 시작됩니다. 이러한 기본 모델의 성능을 분석하여 앙상블 학습 모델의 아키텍처를 설계하고 구축한다. 마지막으로 앙상블 학습 모델이 검증됩니다. 모델의 기본 성능 측정 항목은 ROC 곡선 아래 영역(AUC)이며, 성능의 보완 평가에는 정확도, 재현율, 정밀도, F1 점수 등의 추가 평가 측정 항목이 사용됩니다.
연구 유형
등록 (추정된)
연락처 및 위치
연구 연락처
- 이름: Shaosen Zhang, Doctor
- 전화번호: 18611284839
- 이메일: longyoubafang@hotmail.com
연구 장소
-
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Beijing
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Beijing, Beijing, 중국, 100070
- 모병
- Beijing Tiantan Hospital
-
연락하다:
- Yuanren Zhai, Doctor
- 전화번호: 18610638233
- 이메일: zhaiyr3998@aliyun.com
-
Beijing, Beijing, 중국, 100730
- 모병
- Beijing Hospital
-
연락하다:
- Shaosen Zhang, Doctor
- 전화번호: +8618611284839
- 이메일: longyoubafang@hotmail.com
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수석 연구원:
- Dong Zhang, Doctor
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참여기준
자격 기준
공부할 수 있는 나이
- 성인
- 고령자
건강한 자원 봉사자를 받아들입니다
샘플링 방법
연구 인구
훈련 코호트 선택:
두개골 MRI를 통해 새로 발생한 두개내 뇌졸중이 발생한 것으로 확인된 만성 두개내 동맥 폐쇄증 환자 600명 중 허혈성 뇌졸중 경험자는 200명, 출혈성 뇌졸중 경험자는 200명, 무증상 환자는 200명이다.
테스트 코호트 선택:
증상이 없거나 단독 TIA를 나타내는 만성 두개내 동맥 폐색 환자 400명.
설명
포함 기준:
- 만성 두개내 동맥 폐쇄로 진단되었습니다.
- 무증상이거나 일과성 허혈 발작(TIA) 병력만 있는 경우.
- 환자의 연령은 18세에서 80세 사이이다.
- 관류 CT 스캔과 자기공명영상(MRI)을 모두 받을 의향이 있습니다.
제외 기준:
- 급성 두개내 동맥 폐쇄성 질환.
- 허혈성 또는 출혈성 뇌졸중의 병력.
- 조영제에 대한 알레르기 또는 영상 데이터 획득 완료를 방해하는 폐쇄공포증과 같은 상태.
공부 계획
연구는 어떻게 설계됩니까?
디자인 세부사항
코호트 및 개입
그룹/코호트 |
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허혈성 뇌졸중
MRI는 새로운 뇌경색을 시사합니다.
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출혈성 뇌졸중
CT는 새로운 뇌출혈을 시사합니다.
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무증상군
새로운 경색이나 출혈 없이
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연구는 무엇을 측정합니까?
주요 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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뇌졸중
기간: 일년
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환자 코호트에는 다양한 양식을 포함하여 CT 및 MRI 영상 데이터 수집이 필요합니다. CT 영상: CT 일반 스캔, CT 혈관조영술, CT 관류 MRI 영상: T1 강조 영상, T2 강조 영상, DWI, FLAIR 출혈성 또는 허혈성 뇌졸중 발생을 기록하기 위해 매년 추적 평가를 실시해야 합니다. 여기에는 추적 관찰 기간 동안 환자 코호트에서 뇌졸중 사건(출혈성 또는 허혈성)이 발생했는지 여부를 모니터링하고 문서화하는 것이 포함됩니다. |
일년
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공동 작업자 및 조사자
스폰서
수사관
- 연구 의자: Dong Zhang, Doctor, Beijing Hospital
연구 기록 날짜
연구 주요 날짜
연구 시작 (실제)
기본 완료 (추정된)
연구 완료 (추정된)
연구 등록 날짜
최초 제출
QC 기준을 충족하는 최초 제출
처음 게시됨 (실제)
연구 기록 업데이트
마지막 업데이트 게시됨 (실제)
QC 기준을 충족하는 마지막 업데이트 제출
마지막으로 확인됨
추가 정보
이 연구와 관련된 용어
키워드
기타 연구 ID 번호
- 2023BJYYEC-239-01
개별 참가자 데이터(IPD) 계획
개별 참가자 데이터(IPD)를 공유할 계획입니까?
IPD 계획 설명
약물 및 장치 정보, 연구 문서
미국 FDA 규제 의약품 연구
미국 FDA 규제 기기 제품 연구
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