Valor clínico de la detección del SNC – Smart Planes

Las malformaciones del sistema nervioso central (SNC) son una de las anomalías congénitas más comunes. El ultrasonido se ha utilizado durante casi 30 años como la principal modalidad de imagen para ayudar a diagnosticar anomalías del SNC fetal. Actualmente el estándar 2D de planos utilizados en ultrasonido para la evaluación del sistema nervioso central incluye el plano Transcerebeloso (TCP), plano Trans – Talámico (TTP) y el plano Trans – Ventricular (TVP).Sin embargo con el uso del 3D, la adquisición del Plano Medio o Plano Medio – Sagittal (MSP) añade una nueva y muy útil perspectiva clínica.

La orientación del plano Medio – Sagittal proporciona una vista única de las estructuras intracraneales como el cuerpo calloso (CC) y una vista axial de la vermis cerebeloso (CV). Varios estudios tienen comprobado que la observación del MSP es crítica para el diagnóstico clínico de agenesia del cuerpo calloso (ACC) y el síndrome de Dandy-Walker.

TCP, TTP y TVP son los planos más críticos en un examen del SNC fetal. Los hitos anatómicos en estos planos incluyen el cavum septi pellucidi (CSP), thalami, cerebelo, cisterna magna y ventrículos laterales. Además de observar la morfología de estas estructuras, las medidas de esta anatomía también son importantes para la ultrasonografía prenatal

Las medidas estándar de la cabeza fetal incluyen la circunferencia de la cabeza (HC), diámetro biparietal (DBP) y diámetro occipitofrontal (OFD) del TTP. El ancho de la cisterna magna (CM) y diámetro transcerebeloso (TCD) se obtienen del TCP y el ancho de los ventrículos laterales (LVW) del TVP.

Desafíos de la detección del SNC – Smart Planes

Desafortunadamente, debido a las diversas condiciones de imagen como la deficiente posición fetal, sombreado acústico, y las habilidades de escaneo de los operadores, el MPS es particularmente difícil de obtener de un ultrasonido 2D.

Mostraron que una adquisición exitosa del MSP a partir de ultrasonido 2D es sólo del 35.5%.Debido a la baja tasa de adquisición de MSP en escaneos 2D, los médicos solo pueden realizar un examen indirecto basado en varios planos transversales del cerebro del feto en muchos casos, lo que lleva a una alta tasa de diagnóstico erróneo de CC, CV o enfermedades relacionadas.

Actualmente, el flujo de trabajo común utilizado para adquirir estas imágenes estándar con mediciones es un proceso físicamente exigente y que requiere mucho tiempo.

El eco-grafista debe representar cada uno de los planos transversales requeridos individualmente y hacer las mediciones en la anatomía apropiada manualmente. Esto puede ser un desafío ya que algunas de las vistas pueden ser difíciles si no es que imposibles de adquirir en 2D, como el MSP, y las mediciones que son utilizadas dependen del usuario, por lo cual pueden ser subjetivas e inconsistentes. La constante manipulación del transductor durante largos períodos de tiempo ha sido demostrado que aumenta la posibilidad de desarrollar lesiones por tensión repetitiva.

Hoy en día, la ecografía 3D ha sido ampliamente aceptada para imágenes fetales y la principal ventaja es la capacidad de obtener varias vistas desde un conjunto de datos volumétrico. Sin embargo, muchos médicos aún no han adoptado el uso de 3D adquisición en la práctica debido a la falta de conocimiento requerido para la adquisición 3D versus imágenes 2D, la dificultad de reconocer algunas vistas de la anatomía de una pantalla totalmente desconocida, como el plano C, y la necesidad de aprender nuevos métodos para rotar, traducir y manipular los volúmenes 3D que puede ser muy desalentador y requerir mucho tiempo inicialmente. Por ejemplo, de acuerdo con un informe reciente, para que un experto en ecografía adquiera manualmente el MSP que generalmente demora entre 65 y 186 segundos con el tiempo promedio siendo 90.7 ± 8.6s.

Por lo tanto, un método más rápido y fácil de usar para mostrar automáticamente los planos estándar con las mediciones requeridas en un examen del SNC fetal podría aumentar significativamente la calidad y la eficiencia del diagnóstico clínico. Smart Planes, una solución innovadora para la detección automática de planos estándar del SNC fetal, se lanza en el último sistema de imágenes de ultrasonido premium de Mindray para mejorar en gran medida la eficiencia y la precisión de los estudios del SNC fetal.

Principio de los planos inteligentes – Smart planes

Machine Learning un campo de la informática, que permite la construcción de algoritmos informáticos que pueden aprender y hacer predicciones sobre los datos. La detección basada en el aprendizaje es una metodología innovadora en análisis de imágenes médicas que aplica las teorías del aprendizaje automático y el reconocimiento de patrones para detectar estructuras anatómicas de interés.

La idea básica del aprendizaje basado en la detección es simular un proceso de reconocimiento visual del cuerpo humano seleccionando automáticamente las características apropiadas de la base de datos del entrenamiento y la construcción adicional del modelo matemático para distinguir la atribución del modelo de entrada de muestras.

Para Smart Planes, el conjunto de datos de entrenamiento consistió en más de 5000

Imágenes de los planos estándar generales en el SNC fetal (es decir, MSP, TCP,TVP y TTP) que contienen estructuras anatómicas importantes (cerebelo, cavum septi pellucidi, cuerpo calloso, lateral ventrículo y así sucesivamente). Las características de la imagen se extrajeron primero utilizando algoritmos avanzados de procesamiento de imágenes y luego aplicado a los algoritmos de entrenamiento / aprendizaje para generar el final modelo de detección. Basado en el modelo de entrenamiento de detección, los planos de detección pueden proporcionar automáticamente la probabilidad de que el plano de entrada sea uno de los planos estándar (MSP/TCP/TVP/TPP).

Beneficios de Smart Planes

Con la inteligencia artificial basada en big data de 5000 casos, Smart Planes proporciona una herramienta fácil de usar que mejora enormemente la eficiencia de escaneo a través de una mayor precisión junto con operación automatizada.

Caso de estudio

Smart Planes fue validado clínicamente en más de 275 casos en Shenzhenm People’s Hospital y Hubei Women and Children Hospital. Específicamente, la cohorte del ensayo clínico consistió en 240 casos normales y 35 casos anormales. Este caso anormal incluido Agenesia del cuerpo calloso (ACC), Síndrome Dandy-Walker, dilatación de la Cisterna Magna, etc.

Caso de estudio – Smart planes

Smart Planes fue validado clínicamente en más de 275 casos en Shenzhenm People’s Hospital y Hubei Women and Children Hospital. Específicamente, la cohorte del ensayo clínico consistió en 240 casos normales y 35 casos anormales. Este caso anormal incluido Agenesia del cuerpo calloso (ACC), Síndrome Dandy-Walker, dilatación de la Cisterna Magna, etc.

TIPO ANORMAL Número de caso
Agenesis del cuerpo (ACC) 15
Síndrome Dandy-Walker 5
Otros tipos de casos anormales.
(Cisterna magna dilatada, hidrocefalia,
ventriculomegalia lateral fetal, etc.)
15

Caso 1:

Síndrome de Dandy-Walker y ACC | GA: 24W0D Edad: 32

Un feto con Síndrome de Dandy-Walker y ACC El tamaño del vermis cerebeloso es más pequeño de lo normal y la forma del cerebelo es diferente de la normal (MSP, TCP en la figura 3A). Además, el cavum septi pellucidi es muy pequeño y la longitud del cuerpo calloso es muy corta. La resonancia magnética confirmó estos hallazgos.

Caso2:

Diagnóstico erróneo como síndrome de Dandy-Walker en 2D – Diagnosticado correctamente desde planos inteligentes. | GA: 24w0D Edad: 33

La figura muestra un caso que fue diagnosticado erróneamente como Síndrome Dandy-Walker con ultrasonido 2D en otro hospital.

Después de adquirir el MSP usando Smart Planes en Shenzhen People’s Hospital, se encontró el vermis cerebeloso y el tamaño era normal, lo que significa que el vermis fetal era realmente normal. El paciente también tuvo una resonancia magnética que confirmó los hallazgos utilizando Smart Planes.

Conclusión

Mindray proporciona una solución completa de detección automática de TCP, TTP, MSP y TVP, así como las mediciones automatizadas de BPD, OFD, HC, TCD, CM y LVW para la evaluación del sistema nervioso central fetal a través de Smart Planes. La metodología se diseñó específicamente para permitir la detección automática de los 4 planos estándar y el cálculo automático de las 6 mediciones regulares con precisión y velocidad (en menos de 1,5 segundos).

Las pruebas clínicas han demostrado que los planos inteligentes pueden significativamente simplificar el proceso de examinación de cerebro fetal (20-30w) y ayudar a los médicos con un diagnóstico eficiente y preciso.