Assessment of methods for volumetric quantification of intracerebral hematomas in computerized tomography images

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Fecha

2018

Autores

Vera, Miguel
Huérfano, Yoleidy
Barrera, Doris
Valbuena, Oscar
Salazar, Williams
Vera, María Isabel
Hernández, Carlos
Vivas, Marisela
Borrero, Maryury
Molina, Ángel Valentín

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Editor

Sociedad Venezolana de Farmacología Clínica y Terapéutica

Resumen

This work evaluates the performance of computational methods aimed at volume generation of five intracerebral hematomas (ICH), present in multi-layer computed tomography images, by means of three complementary steps. First. A ground truth volume or reference volume (RV) is considered. This RV is obtained, by a neurosurgeon, using the manual planimetric method (MPM). In a second step, the volumetry of the 5 ICH’s 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 for calculating hematoma volume under the geometric assumption that the ICH has an ellipsoidal shape. In a third step, a smart automatic technique (SAT) is implemented to generate the three-dimensional segmentation of each ICH. In the context of the present work, the expression SAT method is used to refer to the new methodology proposed to calculate the volume of the ICH. In order to evaluate the performance of the SAT, the Dice coefficient (Dc) is used to compare the dilated segmentations of the ICH with the ICH segmentations generated, manually, by a neurosurgeon. Finally, the percentage relative error is calculated as a measure to evaluate the methodologies considered. The results show that the SAT method exhibits the best performance, generating an average percentage error of less than 3%.
Este trabajo evalúa el rendimiento de los métodos computacionales dirigidos a la generación de volumen de cinco hematomas intracerebrales (HIC), presentes en imágenes de tomografía computarizada de múltiples capas, por medio de tres pasos complementarios. Primero. Se considera un volumen básico o volumen de referencia (RV). Este RV es obtenido, por un neurocirujano, usando el método planimétrico manual (MPM). En un segundo paso, la volumetría de los 5 ICH se obtiene considerando tanto la versión original del método ABC / 2 como dos de sus variantes, identificadas en este trabajo como el método ABC / 3 y el método 2ABC / 3. Los métodos ABC permiten calcular el volumen del hematoma bajo la suposición geométrica de que el ICH tiene una forma elipsoidal. En un tercer paso, se implementa una técnica automática inteligente (SAT) para generar la segmentación tridimensional de cada ICH. En el contexto del presente trabajo, la expresión método SAT se utiliza para referirse a la nueva metodología propuesta para calcular el volumen del ICH. Para evaluar el rendimiento del SAT, el coeficiente de Dice (Dc) se usa para comparar las segmentaciones dilatadas de la ICH con las segmentaciones ICH generadas, manualmente, por un neurocirujano. Finalmente, el error relativo porcentual se calcula como una medida para evaluar las metodologías consideradas. Los resultados muestran que el método SAT muestra el mejor rendimiento, generando un porcentaje de error promedio de menos del 3%.

Descripción

Palabras clave

ABC Methods, Intelligent Automatic Technique, Segmentation, Intracerebral Hematoma Volumetry, Métodos ABC, Técnica automática inteligente, Segmentación, Volumetría de hematomas intracerebrales

Citación

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