Volumetry of subdural hematomas in computed tomography images: ABC methods versus an intelligent computational technique

Abstract

This work evaluates the performance of some methods oriented towards the generation of the volume of four subdural hematomas (SDH), present in multi-layer computed tomography images. To do this, firstly, a reference volume is specified: the volume obtained by a neurosurgeon using the manual planimetric method (MPM); which allows the generation of manual segmentations of space-occupying lesions. In this case, these volumes are matched with the SDH. In parallel, the volumetry of the 4 SDHs is obtained, considering both the original version of the ABC/2 method and two of its variants, identified in this paper as ABC/3 method and 2ABC/3 method. The ABC methods allow the calculation of the volume of the hematoma under the assumption that the SDH has an ellipsoidal shape. In third place, SDH’s are studied through an intelligent automatic technique (SAT) that generates the three-dimensional segmentation of each SDH. Finally, the percentage relative error is calculated as a metric to evaluate the methodologies considered. The results show that the SAT method exhibits the best performance generating an average percentage error of less than 5%.

Este trabajo evalúa el rendimiento de algunos métodos orientados a la generación del volumen de cuatro hematomas subdurales (SDH), presentes en imágenes de tomografía computarizada multicapa. Para hacer esto, en primer lugar, se especifica un volumen de referencia: el volumen obtenido por un neurocirujano utilizando el método planimétrico manual (MPM); que permite la generación de segmentaciones manuales de lesiones ocupantes de espacio. En este caso, estos volúmenes se comparan con el SDH. Paralelamente, se obtiene la volumetría de los 4 SDH, considerando tanto la versión original del método ABC / 2 como dos de sus variantes, identificadas en este documento como el método ABC / 3 y el método 2ABC / 3. Los métodos ABC permiten el cálculo del volumen del hematoma bajo el supuesto de que el SDH tiene una forma elipsoidal. En tercer lugar, los SDH se estudian a través de una técnica automática inteligente (SAT) que genera la segmentación tridimensional de cada SDH. Finalmente, el error relativo porcentual se calcula como una métrica para evaluar las metodologías consideradas. Los resultados muestran que el método SAT exhibe el mejor rendimiento generando un porcentaje de error promedio de menos del 5%.