アップサンプリング解像度と勾配強化（サージ）によるセグメンテーションによる3次元動脈瘤機能の視覚化の改善（サージ）

背景：頭蓋内動脈瘤の首の幅は、首の高い曲率により、2次元デジタル減算血管造影（2D-DSA）と比較して、3次元回転血管造影（3DRA）で測定すると過大評価される傾向があります。これは、治療計画をサポートする形態学的および血行動態分析に影響を与える可能性があります。3DRA画像のセグメンテーション中に、動脈瘤OSTIAなどの高い曲率機能を抽出する方法を提示して検証します。 方法：私たちの新しいサージ（アップサンプリング解像度と勾配強化を伴うセグメンテーション）アプローチでは、勾配ベースの流域セグメンテーションの前に、アップサンプリング画像の勾配が研ぎ澄まされます。60人の連続した患者の3DRAの標準セグメンテーションとサージセグメンテーションの両方で、2D-DSAの患者と比較した首の測定は、首の測定を実施しました。これらのセグメンテーションは、表面トポロジーと形態についても定性的に比較されました。 結果：標準的な流域法と比較して、サージは2D-DSAに対する首の測定誤差を60％> 60％除外しました。サージの場合、中央値は0.49 mmでしたが、これは平均ピクセル分解能（〜0.33 mm）未満のサージで0.17 mmでした。3DRAデータセット。サージは、13/60から5/60の症例から1 mmを超える首の幅の過大評価を減らしました。2D-DSAと比較して、標準セグメンテーションは、それぞれ中央値と95パーセンタイルで16％と93％を過大評価していましたが、それぞれ6％と37％と37％が急増しました。 結論：Surgeは、オペレーターに画像勾配の高レベル制御を提供し、従来のアルゴリズムが故障する可能性のある3DRAからの動脈瘤Ostiaなどの高収量機能の回復を可能にします。標準的なセグメンテーションと退屈な手動編集と比較して、Surgeは、動脈瘤を評価するためのより速く、より簡単で、より客観的な方法を提供します。

BACKGROUND: Intracranial aneurysm neck width tends to be overestimated when measured with three-dimensional rotational angiography (3DRA) compared with two-dimensional digital subtraction angiography (2D-DSA), owing to high curvature at the neck. This may affect morphological and hemodynamic analysis in support of treatment planning. We present and validate a method for extracting high curvature features, such as aneurysm ostia, during segmentation of 3DRA images. METHODS: In our novel SURGE (segmentation with upsampled resolution and gradient enhancement) approach, the gradient of an upsampled image is sharpened before gradient-based watershed segmentation. Neck measurements were performed for both standard and SURGE segmentations of 3DRA for 60 consecutive patients and compared with those from 2D-DSA. Those segmentations were also qualitatively compared for surface topology and morphology. RESULTS: Compared with the standard watershed method, SURGE reduced neck measurement error relative to 2D-DSA by >60%: median error was 0.49 mm versus 0.17 mm for SURGE, which is less than the average pixel resolution (~0.33 mm) of the 3DRA dataset. SURGE reduced neck width overestimations >1 mm from 13/60 to 5/60 cases. Relative to 2D-DSA, standard segmentations were overestimated by 16% and 93% at median and 95th percentiles, respectively, compared with only 6% and 37%, respectively, for SURGE. CONCLUSION: SURGE provides operators with high-level control of the image gradient, allowing recovery of high-curvature features such as aneurysm ostia from 3DRA where conventional algorithms may fail. Compared with standard segmentation and tedious manual editing, SURGE provides a faster, easier, and more objective method for assessing aneurysm ostia and morphology.