Rationale and ObjectivesWe aimed to

Rationale and Objectives

We aimed to investigate a multiparametric approach using single-source dual-energy computed tomography (ssDECT) for the characterization of renal stones.

Materials and Methods

ssDECT scans were performed at 80 and 140 kVp on 32 ex vivo kidney stones of 3–10 mm in a phantom. True composition was determined by infrared spectroscopy to be uric acid (UA; n = 14), struvite (n = 7), cystine (n = 7), or calcium oxalate monohydrate (n = 4). Measurements were obtained for up to 52 variables, including mean density at 11 monochromatic keV levels, effective Z, and multiple material basis pairs. The data were analyzed with five multiparametric algorithms. After omitting 8 stones smaller than 5 mm, the remaining 24-stone dataset was similarly analyzed. Both stone datasets were also analyzed with a subset of 14 commonly used variables in the same fashion.

Results

For the 32-stone dataset, the best method for distinguishing UA from non-UA stones was 97% accurate, and for distinguishing the non-UA subtypes was 72% accurate. For the 24-stone dataset, the best method for distinguishing UA from non-UA stones was 100% accurate, and for distinguishing the non-UA subtypes was 75% accurate.

Conclusion

Multiparametric ssDECT methods can distinguish UA from non-UA stones of 5 mm or larger with 100% accuracy. The best model to distinguish the non-UA renal stone subtypes was 75% accurate. Further refinement of this multiparametric approach may increase the diagnostic accuracy of separating non-UA subtypes and assist in the development of a clinical paradigm for in vivo use.

Key Words
Dual-energy computed tomography; multiparametric data analysis; renal stone composition
Abbreviations
ANN, Artificial Neural Network; C4.5, Decision Tree; COM, calcium oxalate monohydrate; CT, computed tomography; CTDIvol, volume CT dose index; CYS, cystine; DECT, dual-energy CT; GSI, Gemstone Spectral Imaging; HU, Hounsfield unit; NBTree, Naïve Bayes Tree; ssDECT, single-source DECT; STR, struvite; SVM, Support Vector Machine; UA, uric acid
Role of the funding source: No project specific funding was obtained or required for this study. The authors are solely responsible for all content.

Dr. Zell is now with AZ Tech Radiology, Phoenix, Arizona. Dr. He is now with American Express, Phoenix, Arizona.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เหตุผลและวัตถุประสงค์เรามุ่งที่จะตรวจสอบวิธีการ multiparametric ที่ใช้จำแนกลักษณะของหินไตแหล่งเดียวพลังงานสองด้าน (ssDECT)วัสดุและวิธีการssDECT สแกนดำเนินการใน 80 และ 140 kVp 32 ex vivo นิ่วของ 3 – 10 มม.เป็น phantom องค์จริงถูกกำหนด โดยอินฟราเรดจะ กรดยูริก (UA; n = 14), struvite (n = 7), ซีสทีน (n = 7), หรือแคลเซียมออกซาเลต monohydrate (n = 4) การวัดที่ได้รับสำหรับตัวแปรถึง 52 รวมทั้งความหนาแน่นเฉลี่ยที่ระดับ keV สีเดียว 11, Z ที่มีประสิทธิภาพ และวัสดุพื้นฐานหลายคู่ ข้อมูลที่ถูกวิเคราะห์ ด้วยอัลกอริทึม multiparametric ห้า หลังจากละเว้น 8 หินมีขนาดเล็กกว่า 5 มม. หิน 24 ชุดข้อมูลที่เหลือถูกวิเคราะห์ในทำนองเดียวกัน ทั้งสองชุดข้อมูลหินถูกวิเคราะห์ ด้วยชุดย่อยของ 14 ตัวแปรที่ใช้กันทั่วไปในที่นี้ผลลัพธ์สำหรับชุดข้อมูลหิน 32 วิธีที่ดีสุดสำหรับการแยกแยะ UA จากหินไม่ใช่ UA 97% แม่นยำ และสำหรับการแยกแยะประเภทย่อยไม่ใช่ UA 72% แม่นยำ สำหรับชุดข้อมูล 24 หิน วิธีที่ดีสุดสำหรับการแยกแยะ UA จากหิน UA ไม่ถูกต้อง 100% และสำหรับการแยกแยะประเภทย่อย UA ไม่ใช่ 75% แม่นยำสรุปวิธี multiparametric ssDECT สามารถแยก UA จากหินไม่ใช่ UA 5 มม. หรือใหญ่กว่า มีความแม่นยำ 100% รุ่นที่ดีที่สุดเพื่อแยกแยะ UA ไม่ใช่ชนิดย่อยหินไตได้ถูกต้อง 75% กรองของวิธีการนี้ multiparametric อาจเพิ่มความแม่นยำการแยกชนิดย่อย UA ไม่ใช่การวินิจฉัย และช่วยเหลือในการพัฒนากระบวนทัศน์ทางการแพทย์สำหรับใช้ในร่างกายคำสำคัญด้านพลังงานสอง การวิเคราะห์ข้อมูล multiparametric องค์ประกอบหินไตคำย่อแอน โครงข่ายประสาทเทียม C4.5 ต้นไม้การตัดสินใจ COM แคลเซียมออกซาเลต monohydrate CT ด้าน CTDIvol ดัชนีปริมาณ CT ยา CYS, cystine DECT, CT สองพลังงาน GSI อัญมณีภาพสเปกตรัม HU, Hounsfield หน่วย NBTree ไร้เดียงสา Bayes ต้นไม้ ssDECT, DECT แหล่งเดียว STR, struvite SVM สนับสนุนเวกเตอร์เครื่อง UA กรดยูริกบทบาทของแหล่งเงินทุน: ไม่มีเงินทุนเฉพาะโครงการรับ หรือจำเป็นสำหรับการศึกษานี้ ผู้เขียนต้องรับผิดชอบสำหรับเนื้อหาทั้งหมดดร. Zell ขณะนั้นกับรังสีเทคนิค AZ ฟีนิกซ์ อริโซนา ดร.เขาขณะนั้นกับอเมริกัน ฟีนิกซ์ อริโซนา

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เหตุผลและวัตถุประสงค์ของ

เรามีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาวิธีการใช้ multiparametric แหล่งเดียวแบบ dual-พลังงานคำนวณย์ (ssDECT) สำหรับลักษณะของหินไต

วัสดุและวิธีการ

สแกน ssDECT ได้ดำเนินการที่ 80 และ 140 kVp 32 ex vivo นิ่วในไตของ 3-10 มมผี องค์ประกอบที่แท้จริงถูกกำหนดโดยอินฟราเรดจะเป็นกรดยูริค (UA; n = 14), struvite (n = 7), ซีสตีน (n = 7) หรือแคลเซียมออกซาเลต monohydrate (n = 4) วัดที่ได้รับได้ถึง 52 ตัวแปรรวมทั้งความหนาแน่นเฉลี่ยที่ระดับ 11 เคฟเดียวที่มีประสิทธิภาพ Z, และหลายคู่พื้นฐานของวัสดุ การวิเคราะห์ข้อมูลที่มีห้าขั้นตอนวิธีการ multiparametric หลังจากที่ถนัด 8 ก้อนหินขนาดเล็กกว่า 5 มิลลิเมตรส่วนที่เหลืออีก 24 ชุดหินได้รับการวิเคราะห์ในทำนองเดียวกัน ทั้งสองชุดข้อมูลหินยังถูกนำมาวิเคราะห์กับกลุ่มย่อย 14 ตัวแปรที่ใช้กันทั่วไปในแฟชั่นเดียวกัน

ผลการค้นหา

สำหรับชุด 32 หินวิธีที่ดีที่สุดสำหรับความแตกต่าง UA จากหินไม่ใช่ UA ถูกต้อง 97% และสำหรับความแตกต่างเชื้อไม่ใช่ UA ถูกต้อง 72% สำหรับชุดข้อมูลที่ 24 หินวิธีที่ดีที่สุดสำหรับความแตกต่าง UA จากหินไม่ใช่ UA ถูกต้อง 100% และสำหรับความแตกต่างเชื้อไม่ใช่ UA ถูกต้อง 75%

สรุป

วิธีการ Multiparametric ssDECT สามารถแยกแยะความแตกต่างจากการไม่ UA-UA หิน 5 มิลลิเมตรหรือมีขนาดใหญ่ที่มีความแม่นยำ 100% รุ่นที่ดีที่สุดที่จะแยกแยะไม่ UA เชื้อนิ่วไตถูกต้อง 75% การปรับแต่งเพิ่มเติมของวิธีการ multiparametric นี้อาจเพิ่มความแม่นยำในการวินิจฉัยแยกชนิดย่อยที่ไม่ใช่ UA และให้ความช่วยเหลือในการพัฒนากระบวนทัศน์ทางคลินิกสำหรับการใช้งานในร่างกาย

คำสำคัญ
Dual-พลังงานคำนวณย์; การวิเคราะห์ข้อมูล multiparametric; องค์ประกอบของหินไต
ย่อ
แอนโครงข่ายประสาทเทียม; C4.5, ต้นไม้ตัดสินใจ; COM แคลเซียมออกซาเลต monohydrate; CT, คำนวณย์; CTDIvol ปริมาณดัชนี CT ยา; CYS, ซีสตีน; DECT, dual-CT พลังงาน; GSI พลอยสเปกตรัมการถ่ายภาพ; HU, ฮาวนสฟิลด์หน่วย NBTree ไร้เดียงสา Bayes ต้นไม้; ssDECT แหล่งเดียว DECT; Str, struvite; SVM, การสนับสนุนเครื่องเวกเตอร์; UA, กรดยูริค
บทบาทของแหล่งเงินทุน: ไม่มีโครงการระดมทุนเฉพาะเจาะจงได้หรือจำเป็นสำหรับการศึกษาครั้งนี้ ผู้เขียนจะต้องรับผิดชอบต่อเนื้อหาทั้งหมด

ดร. Zell อยู่ในขณะนี้กับอาริโซน่าเทครังสีวิทยา, ฟินิกซ์, อาริโซน่า ดร. ตอนนี้เขาเป็นกับอเมริกันเอ็กซ์เพรส, ฟินิกซ์, อาริโซน่า

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เหตุผลและวัตถุประสงค์เรามุ่งที่จะศึกษาแนวทางการ multiparametric เดียวแหล่งพลังงานสองการคำนวณสร้างภาพโทโมกราฟี ( ssdect ) สำหรับคุณสมบัติของหินไตวัสดุและวิธีการสแกน ssdect จำนวน 80 และ 140  ค่ากิโลโวลต์พีกบน 32 ex vivo นิ่วในไต 3 – 10  มม. ในแฟนทอม จริงองค์ประกอบที่ถูกกำหนดโดยอินฟราเรดสเปกโทรสโกปีเป็นกรดยูริก (   มาก ; N = 14 ) , struvite ( N   =   7 ) , ซิสทีน ( N   =   7 ) หรือแคลเซียมออกซาเลต monohydrate ( N   =   4 ) การวัดได้ถึง 52 ตัวแปร ได้แก่ หมายถึง ความหนาแน่นที่ 11 ระดับ เคฟ monochromatic มีประสิทธิภาพ Z และคู่พื้นฐานวัสดุหลาย วิเคราะห์ข้อมูล ด้วยห้า multiparametric อัลกอริธึม หลังจากใส่ 8 หินขนาดเล็กกว่า 5  มม. เหลือ 24 หินเป็นในทำนองเดียวกันข้อมูลวิเคราะห์ ทั้งยังใช้หินข้อมูลย่อย 14 ตัวแปรที่ใช้กันทั่วไปในแบบเดียวกันผลลัพธ์สำหรับ 32 หินข้อมูล วิธีที่ดีที่สุดของคุณไม่แตกต่างมากจากหินเป็น 97% ที่ถูกต้องและไม่แตกต่างมากชนิดย่อยคือ 72 % ความถูกต้อง สำหรับ 24 หินข้อมูล วิธีที่ดีที่สุดของคุณไม่แตกต่างมากจากหินได้ถูกต้อง 100% และไม่แตกต่างมากชนิดย่อยคือ 75% ความถูกต้องสรุปวิธีการ ssdect multiparametric สามารถแยกมากจากไม่มากหิน 5  มม. หรือใหญ่กว่า มีความถูกต้อง 100% รุ่นที่ดีที่สุดที่จะแยกแยะไม่มากนิ่วไตชนิดย่อยคือ 75% ความถูกต้อง การปรับแต่งเพิ่มเติมของวิธีการ multiparametric นี้สามารถเพิ่มความถูกต้องของการวินิจฉัยไม่มากชนิดย่อยและช่วยในการพัฒนากระบวนทัศน์ทางคลินิกในสัตว์ทดลองใช้คำสำคัญพลังงานสองการคำนวณสร้างภาพโทโมกราฟี การวิเคราะห์ข้อมูล multiparametric ; องค์ประกอบของหินคำย่อแอน , โครงข่ายประสาทเทียม ; โปรแกรม C4.5 , แผนภาพการตัดสินใจแบบต้นไม้ ; com , แคลเซียมออกซาเลต monohydrate ; CT , การคำนวณสร้างภาพโทโมกราฟี ; ctdivol ปริมาณกะรัตขนาดดัชนีภาวะซีสทีน ; DECT , CT , พลังงาน dual ; GSI , พลอยแสง ถ่ายภาพ ; Hu , hounsfield หน่วย nbtree นาไตได้ Bayes ต้นไม้ ssdect , DECT แหล่งเดียว STR struvite ; SVM , เครื่องเวกเตอร์ของคุณกรดยูริก ; สนับสนุน ,บทบาทของแหล่งทุน : ทุนโครงการที่เฉพาะเจาะจงไม่ได้ หรือต้องการศึกษา ผู้เขียนรับผิดชอบแต่เพียงผู้เดียวเนื้อหาทั้งหมดดร. เซลในขณะนี้กับ AZ Tech รังสีวิทยา ฟินิกซ์ , อาริโซน่า หมอเขาอยู่ตอนนี้กับอเมริกันเอ็กซ์เพรส , ฟินิกซ์ , อาริโซน่า