Улучшение оценки расположения электродов при кохлеарной имплантации с помощью слияния изображений компьютерной томографии
17 января 2025 г.
Этот протокол демонстрирует метод совмещения изображений предоперационной и послеоперационной компьютерной томографии для пользователей кохлеарных имплантатов. Такой подход может повысить точность измерения глубины вставки и центральной частоты контактов электродной матрицы. Кроме того, этот метод имеет потенциальное применение в подгонке на основе анатомии, новой области в области кохлеарных имплантатов.
Мы исследовали, может ли совмещение предоперационных и послеоперационных КТ-изображений облегчить оценку глубины углового введения и центральной частоты контактов электродов у реципиентов коглеарных имплантатов. Кроме того, мы сравнили эффективность автоматического объединения изображений с традиционными ручными методами при измерении различных параметров улитки. Самые последние разработки включают операции под визуальным контролем и роботизированные инструменты для введения.
Эти предоперационные и интраоперационные усовершенствования привели к более персонализированным и последовательным клиническим результатам. В настоящее время в практике анализа обоих оперативных снимков компьютерной томографии часто проводятся измерения. Это требует обширного обучения и больше времени, а также подвержено вариативности и ошибкам, что ограничивает их применимость.
И нет достаточной литературы о роли автоматизированных видов, изображений, в измерении глубины углового ввода электродных контактов. Протокол включает в себя автоматизированный метод, что экономит время, необходимое для анализа, и сводит к минимуму влияние артефактов электродов и послеоперационной компьютерной томографии при измерении угловой глубины введения. Будущие исследования должны быть сосредоточены на проверке текущих результатов с использованием более широкой когорты.
Кроме того, в этом исследовании был представлен инновационный инструмент для анатомической области аппроксимации, предлагающий ценную возможность изучить его эффективность в отношении аудиологических исходов пациентов. Начните с загрузки изображений КТ до и после операции и измерения параметров улитки. Для этого нажмите кнопку импорта в модуле управления данными программного обеспечения, чтобы загрузить послеоперационные и предоперационные снимки компьютерной томографии и выбрать файлы DICOM.
С помощью модуля 3D ушная кохлеарная система вручную определите центр круглого окна модиолуса и метрики улитки, включая значения A, B и H. Затем программное обеспечение рассчитывает длину улиткового канала с использованием значений A и B. Откройте модуль оценки имплантатов.
Выполните обнаружение контакта электродов и при необходимости вручную отрегулируйте обнаруженные точки контакта перед подтверждением их конечного положения. Теперь, чтобы сравнить показанный традиционный метод с новым подходом к слиянию изображений, выполните склейку изображений. Для объединения изображений нажмите значок добавления в пользовательском интерфейсе, чтобы импортировать предоперационные изображения КТ на панель объединения изображений.
Позвольте программному обеспечению автоматически запускать процесс регистрации, выравнивая предоперационные КТ-изображения с ранее загруженными послеоперационными КТ-изображениями с помощью функции автоматического слияния, которая использует алгоритм взаимной информации. Повторно измерьте параметры улитки на только что импортированном предоперационном изображении в 3D-модуле кохлеарной улитки. Выберите опцию «Автоматически» в меню модуля, чтобы выполнить автоматическое измерение параметров улитки.
Используйте автоматический алгоритм для реконструкции анатомии внутреннего уха в трех измерениях.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном исследовании представлен метод совмещения предоперационных и послеоперационных изображений компьютерной томографии у пациентов с кохлеарными имплантатами. Этот подход направлен на повышение точности измерения глубины введения электродов и частотных характеристик, а также на возможность применения анатомически обоснованной настройки в области кохлеарного имплантирования.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейронаука
- Медицинская визуализация
- Кохлеарные имплантаты
Обзор
- Кохлеарные имплантаты становятся более персонализированными.
- Современные методы анализа требуют много времени и подвержены ошибкам.
- Литература по автоматизированному анализу изображений для определения параметров улитки ограничена.
- Усовершенствование хирургических методов позволило улучшить клинические результаты.
Цель исследования
- Исследование автоматизированного совмещения изображений для оценки кохлеарных имплантатов.
- Сравнение эффективности автоматизированных методов с традиционными подходами.
- Представление нового инструмента для подбора параметров на основе анатомических особенностей.
Используемые методы
- Использовали программное обеспечение для визуализации при обработке КТ-изображений.
- Определили показатели улитки, такие как значения A, B и H, для проведения анализа.
- Реализовали функцию автоматического совмещения с использованием алгоритма взаимной информации.
- Выполнили измерения параметров улитки с помощью недавно разработанного метода.
Основные результаты
- Автоматизированные методы повысили эффективность и снизили влияние артефактов.
- Были представлены точные измерения глубины углового введения.
- Новые методологии позволили лучше понять особенности позиционирования электродов.
- Рекомендуется проведение дальнейших исследований для подтверждения полученных результатов на более крупных когортах.
Выводы
- Данное исследование позволяет проводить более точную оценку при операциях по кохлеарной имплантации.
- Представленный автоматизированный метод значительно сокращает время анализа.
- Практическая значимость работы заключается в совершенствовании методов настройки кохлеарных имплантатов и улучшении результатов лечения пациентов.
Часто задаваемые вопросы
Значимость для профильной индустрии
Автоматизированное совмещение КТ-изображений до и после операции упрощает локализацию электродов и измерение параметров улитки в исследованиях кохлеарных имплантатов. Данный подход снижает вариативность оператора и ускоряет анализ данных, обеспечивая более согласованную и воспроизводимую анатомическую оценку. Оптимизация процессов визуализации позволяет повысить прогностическую достоверность в ключевых точках трансляционных исследований с использованием устройств.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичный поиск и валидация мишени
- Способствует снижению анатомических рисков, обеспечивая точную локализацию электродов в улитке.
- Снижает вариативность ручных измерений, повышая достоверность данных о взаимодействии устройства и тканей.
- Облегчает проверку гипотез относительно размещения электродов и функциональных результатов.
Скрининг и разработка анализа
- Позволяет подготавливать валидированные анатомические модели для последующего тестирования устройств и исследований по подбору изделий.
- Обеспечивает стандартизированное и воспроизводимое измерение параметров улитки в различных когортах.
- Предоставляет количественные показатели (AID, CF) для надежного сравнения конфигураций устройств.
Трансляционные и доклинические исследования
- Сопоставляет результаты визуализации со стратегиями подбора на основе анатомических особенностей для оптимизации трансляционных устройств.
- Обеспечивает преемственность процесса: от открытий на основе визуализации до доклинической валидации позиционирования имплантата.
- Позволяет принимать обоснованные решения по продвижению проекта с учетом рисков за счет минимизации артефактов измерения и субъективности оператора.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Этот автоматизированный метод совмещения КТ-изображений интегрируется в общий процесс разработки устройств: от анатомического моделирования до доклинической валидации кохлеарных имплантатов.
- Фундаментальная биология: Позволяет проводить оценку расположения электродов и анатомии улитки на основе выдвинутых гипотез.
- Скрининг: Обеспечивает воспроизводимые количественные измерения для скрининга конфигурации устройств.
- Аналитика: Предоставляет стандартизированные выходные данные (AID, CF, показатели улитки) для сравнения различных условий.
- Трансляционные исследования: Поддерживает подбор параметров на основе анатомии и оптимизацию устройств в трансляционных исследованиях.
- Корпоративное повторное использование: Создает масштабируемый, не зависящий от оператора рабочий процесс для повторных анатомических оценок.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает точность прогнозирования локализации электродов и анатомических измерений.
- Эксплуатационная ценность: сокращает время анализа и минимизирует человеческий фактор за счет автоматизации.
- Стратегическая ценность: позволяет принимать более надежные решения о целесообразности дальнейшей разработки устройств на основе достоверных анатомических данных.
- Влияние на портфель: поддерживает приоритизацию конфигураций устройств и стратегий подбора с учетом рисков.
Особенности реализации
- Требуется опыт работы с КТ-визуализацией и программным обеспечением для анатомического моделирования.
- Зависит от наличия доступа к совместимым платформам визуализации и инструментам отологического анализа.
- Стандартизация между исследовательскими группами необходима для обеспечения воспроизводимости и сопоставимости данных.
- Может потребоваться адаптация для различных моделей кохлеарных имплантатов или анатомических особенностей.
- Необходима валидация на более крупных когортах для подтверждения универсальности метода и определения операционных пределов.
