Haryadi Prasetya

Perfusiebeoordeling kan gebruikt worden voor het vaststellen van de ernst van de aandoening, het voorzien van intra-operatieve begeleiding, de bepaling van het behandelsucces en voor het voorspellen van de functionele uitkomst. Artsen evalueren de perfusie gewoonlijk door middel van visuele inspectie van medische beeldvorming, waarbij vaak een ordinale beoordelingsschaal met een lage resolutie gebruikt wordt. Deze grove classificatie geeft mogelijk geen nauwkeurig beeld van de daadwerkelijke weefselperfusie. Daarnaast is visuele beoordeling erg subjectief en gevoelig voor waarnemersbias. Het is daarom noodzakelijk om perfusiebeoordeling te automatiseren en kwantificeren om bias te verminderen en robuustheid en betrouwbaarheid te verhogen. Het doel van dit proefschrift is om medische beeldvorming en de daarbij horende perfusiebeoordeling te analyseren om een basis te leggen voor nieuwe geautomatiseerde en kwantitatieve alternatieven voor huidige kwalitatieve perfusiebeoordelingen. Een van de opkomende technologieën die intra-operatieve evaluatie van weefselperfusie mogelijk maakt is fluorescente beeldvorming. Kwantitatieve beoordeling van fluorescente dynamica is mogelijk waardevol voor het detecteren van verminderde perfusie. In hoofdstuk 2 ontwikkelden we een perfusiemodel van de buismaag na slokdarmresectie, om fluorescente dynamica te analyseren in relatie tot verminderde perfusie. Een model op basis van vaste elementen is gebruikt om de fundus en de distale gebieden van de maagbuis weer te geven. We hebben een kwantitatieve parameter van de fluorescente dynamiek, de relatieve tijd-tot-drempelwaarde (RTT), afgeleid en geëvalueerd als een voorspeller voor de relatieve resterende stroming (RRF). De RTT van de fundus is relatief bepaald ten opzichte van de distale gebieden. De RRF drukt de post-ligatie stroming naar de gebieden van interesse relatief uit ten opzichte van de pre-ligatie situatie. We evalueerden drempelwaarden voor RTT variërend tussen 20% en 50% van de maximale intensiteit van de distale regio's. Aanvullend hebben we geëvalueerd wat de effecten zijn van variaties in model- parameters zoals vasculaire geleiding en volume op de RTT-RRF relatie. Ons model liet zien dat de RTT-RRF relatie een sterke en complexe afhankelijkheid A heeft van de collaterale geleiding, grote vaten geleiding en het vasculaire volume. We demonstreerden dat vaatgeleiding positief gerelateerd is aan RTT en RRF. Bovendien was het absolute volume van een vatcompartiment niet van invloed op de RTT-RRF-relatie, terwijl de volumeverhouding van het arteriële en het veneuze compartiment de RTT-RRF beïnvloedde voor hoge stromingen. We ontdekten dat RTT voorspellend is voor verslechtering van de bloedstroming. De drempel van 20% gaf de beste schatting van verminderde perfusie in de gebieden van anastomose. De validiteit van het gepresenteerde model is mogelijk beperkt, aangezien deze studie is gebaseerd op hypothetische data. Aanvullend onderzoek met behulp van werkelijke fluorescerende beeldvormingsgegevens is noodzakelijk om de klinische waarde van RTT als voorspeller van perfusiedeficiëntie vast te stellen. In het hart is de Myocardial Blush Grade (MBG) een veelgebruikt visueel graderingssysteem voor de beoordeling van de myocardperfusie. In hoofdstuk 3 evalueerden we een alternatieve methode voor deze schaal: de Quantitative Blush Evaluator (QuBE). QuBE is een computerondersteunde methode voor de kwantificatie van de myocardperfusie gebaseerd op coronaire angiografiebeelden. We hebben tekortkomingen in de voorbereidende methoden van QuBE geïdentificeerd en verbeteringen voorgesteld door middel van verbeterde beeldanalyse. We gebruikten coronaire angiografiebeelden van 117 patiënten die deelnamen aan de HEBE-studie, waarin de effecten van intracoronaire infusie van mononucleaire beenmergcellen na primaire percutane coronaire interventie werden geëvalueerd. Binnen deze patiëntenpopulatie hebben we aangetoond dat er geen significant verband was tussen MBG- en QuBE-scores. Daarnaast ontdekten we door middel van kwalitatieve beoordeling dat het mediaanfilter dat door QuBE werd gebruikt om ruis van grote structuren te verwijderen niet voldoende werkt. Verschillende mediaanfilters en correctiemethoden voor cardiale bewegingen werden geëvalueerd, maar bleken niet in staat om de associatie tussen MBG en QuBE significant te verbeteren. Verdere verbeteringen aan QuBE zijn nodig zijn om dergelijke beperkingen te overkomen, voordat deze score de standaard kan worden voor de beoordeling van myocardperfusie. In hoofdstuk 4 hebben we een semi-automatische kwantitatieve bepaling van de hersenperfusie ontwikkeld voor patiënten met een acute ischemische beroerte, als alternatief voor de visuele beoordeling van perfusie met behulp van de Treatment In Cerebral Ischemia (TICI)-schaal. We includeerden patiënten met intracraniële proximale occlusies van grote vaten met volledige digitale substractie-angiografie beeldvorming (DSA) in laterale en anteroposterieure richtingen. De zogenaamde gekwantificeerde TICI-schaal (qTICI) is ontwikkeld met behulp van semantische segmentatietechnieken, waaronder verwijdering van bloedvaten en perfusiesegmentatie op maximale intensiteit projecties. Het stroomafwaartse doelgebied werd omlijnd door expert waarnemers en was de enige benodigde gebruikersinput in dit proces. qTICI werd gedefinieerd als het gereperfundeerde gebied gedeeld door het totale stroomafwaartse doelgebied. Na evaluatie van qTICI voor patiënten uit de MR CLEAN Registry, toonden we aan dat qTICI significant geassocieerd is met de uitgebreide TICI-score (eTICI) en een vergelijkbaar discriminerend vermogen heeft voor functionele uitkomst. De resultaten suggereren dat qTICI kan worden gebruikt als alternatief voor de visueel eTICI-score tijdens de behandeling. Bovendien kan qTICI worden gebruikt om perfusie te beoordelen in klinische onderzoeken of registers als een robuuste en objectieve cerebrale perfusie gradatie voor verschillende patiëntenpopulaties. Ischemische weefsels kunnen retrograad worden geperfuseerd door collateralen. Collateralen kunnen de bloedstroom naar het weefsel leveren wanneer de directe stroom wordt belemmerd, waardoor mogelijk de progressie van het infarct afneemt. In hoofdstuk 5 hebben we een cerebrale collaterale score ontwikkeld op basis van meerdere CT-perfusieparameters (CTP-CS). We hebben kandidaten voor collaterale scores vastgesteld door eerst matig onder-geperfundeerde weefsels te selecteren, vermoedelijk weefsels gevoed vanuit collateralen, bepaald door middel van de tijd-tot-maximale restfunctie (Tmax) waarde. Vervolgens hebben we een masker gemaakt voor weefsels met Tmax-waarden binnen een bepaald bereik. Het masker omvatte de contralaterale zijde die werd verkregen door het ipsilaterale masker te spiegelen met behulp van de middellijn. Het totale weefselvolume bedekt door het masker werd berekend. Het pixel-gewijze cerebraal bloedvolume (CBV) en gemiddelden per hersenhelft werden berekend. Relatieve CBV werd gedefinieerd als het gemiddelde van CBV in de ipsilaterale zijde gedeeld door het gemiddelde van CBV in de contralaterale zijde. We ontdekten dat de gemiddelde relatieve CBV in het gebied met Tmax 6 tot 10 seconden indicatief is voor de collaterale capaciteit en significant geassocieerd is A met zowel de CTA collaterale score als de functionele uitkomst. Daarnaast presteerde een multivariabel prognostisch model met CTP-CS beter dan andere prognostische modellen, met en zonder CTA collaterale score, hoewel de verschillen niet statistisch significant waren. Tot slot werden de belangrijkste bevindingen verder besproken in hoofdstuk 6. We hebben een toekomstperspectief gegeven met de nadruk op deep learning en hybride systemen, die regels-gebaseerde en datagedreven benaderingen combineren als de potentiële state-of-the-art technologie voor volledig geautomatiseerde kwantitatieve perfusiebeoordeling. RINGKASAN Pengukuran perfusi dapat digunakan untuk mengestimasi tingkat keparahan penyakit, memandu operasi, mengindikasikan keberhasilan pengobatan, dan memprediksi hasil akhir fungsional paska operasi. Dokter, pada umumnya, mengukur perfusi melalui pengamatan citra medis secara visual berdasarkan skala penilaian perfusi yang biasanya ordinal dan memiliki tingkat resolusi yang rendah. Klasifikasi yang kasar ini berpotensi menghasilkan pengukuran perfusi yang tidak presisi. Selain itu, penilaian secara visual sangat subjektif dan rentan akan bias observasi. Karena itu, otomatisasi dan kuantifikasi pengukuran perfusi diperlukan untuk mengurangi bias tersebut serta meningkatkan konsistensi dan akurasi pengukuran perfusi. Tujuan dari tesis ini adalah untuk menganalisa citra medis dan penilaian perfusi yang sesuai untuk membentuk landasan dalam mengembangkan kuantifikasi perfusi secara otomatis. Salah satu teknologi baru dalam pengukuran perfusi jaringan intraoperatif adalah pencitraan fluorosensi. Pengukuran kuantitatif dinamika sinyal fluoresen dapat digunakan dalam mendeteksi gangguan perfusi. Di bab 2, kami mengembangkan model perfusi dari tabung lambung yang direkonstruksi paska esofagektomi untuk menganalisa sinyal fluoresen dan hubungannya dengan gangguan perfusi. Model dengan parameter tunggal digunakan untuk merepresentasikan area fundus dan area distal dari tabung lambung. Parameter kuantitatif, waktu tempuh relatif ke batas atas (RTT), diperoleh dan dievaluasi dari sinyal fluoresen sebagai prediktor dari sisa aliran relatif (RRF). RTT dari area fundus adalah waktu tempuh sinyal ke batas atas area fundus dibandingkan dengan waktu tempuh sinyal ke batas atas area distal. RRF adalah aliran fluoresen di area tertentu di tabung lambung paska ligasi dibandingkan dengan aliran tersebut sebelum ligasi. Kami mengevaluasi beberapa batas atas untuk RTT dimulai dari 20% intensitas fluoresen maksimal dari area distal hingga 50%. Selain itu, efek dari parameter model seperti konduktansi dan volume vaskular dievaluasi dalam banyak variasi dari kombinasi parameter-parameter model untuk menyelidiki hubungan parameter tersebut dengan RTT dan RFF. Model kami menunjukkan adanya hubungan dependensi yang kuat dan kompleks antara RTT-RFF dengan A konduktansi kolateral, konduktansi pembuluh darah besar, dan volume vaskular. Kami memperlihatkan bahwa konduktansi pembuluh darah memiliki hubungan positif dengan RTT dan RRF. Selain itu, volume absolut dari kompartemen pembuluh darah tidak mempengaruhi hubungan RTT dan RRF. Rasio volume dari kompartemen arteri dan vena mempengaruhi RTT dan RRF untuk aliran yang tinggi. Kami menemukan bahwa RTT dapat memprediksi penurunan aliran. Batas atas 20% menghasilkan estimasi penurunan perfusi terbaik di area anastomosis. Karena studi ini berdasarkan data hipotetikal, validitas model dianggap sebagai limitasi studi. Penelitian lanjut menggunakan data aktual pencitraan fluoresensi dibutuhkan untuk membuktikan nilai klinis RTT sebagai prediktor penurunan perfusi. Di jantung, skala pengukuran perfusi miokardium (MBG) merupakan sistem skala visual yang umum digunakan dalam mengukur perfusi miokardium. Di bab 3, kami mengevaluasi metode alternatif dari skala ini: evaluator kuantitatif perfusi (QuBE). QuBE adalah metode dengan bantuan komputer yang dapat mengkuantifikasi perfusi miokardium berdasarkan citra angiografi koroner. Kami berhasil mengidentifikasi kekurangan dari metode pra-pengolahan citra QuBE dan merekomendasikan koreksi melalui analisis perbaikan citra. Kami menggunakan citra angiografi koroner dari 117 pasien yang terdaftar di uji coba klinis HEBE, di mana efek dari infusi intrakoroner sel mononuklear sum-sum tulang paska intervensi koroner perkutan primer dievaluasi. Dalam populasi pasien tersebut, kami menunjukkan bahwa tidak terdapat asosiasi signifikan antara MBG dan skor QuBE. Kami menyimpulkan bahwa diperlukan perbaikan lebih lanjut pada QuBE sebelum QuBE bisa menjadi standar pengukuran perfusi miokardium. Di bab 4, kami mengembangkan metode kuantitatif pengukuran perfusi otak semi-otomatis untuk pasien stroke iskemik akut sebagai alternatif dari penilaian perfusi secara visual menggunakan skala pengobatan iskemia serebral (TICI). Kami melibatkan pasien dengan oklusi pembuluh darah besar proksimal intrakranial yang memiliki citra DSA lateral dan anteroposterior. Skala TICI kuantitatif (qTICI) dikembangkan menggunakan teknik segmentasi semantik yang meliputi subtraksi pembuluh darah dan segmentasi perfusi pada citra proyeksi intensitas maksimum. Batas area hilir target diindikasikan oleh pengamat ahli dan merupakan satu-satunya input manual dalam proses ini. qTICI didefinisikan sebagai area reperfusi dibagi dengan total area hilir target. Setelah mengevaluasi qTICI menggunakan pasien dari MR CLEAN Registry, kami menunjukkan bahwa qTICI berasosiasi signifikan dengan skor TICI ekspansif dan memiliki kapasitas diskriminatif hasil akhir fungsional yang sebanding dengan skor TICI ekspansif. Hasil ini menunjukkan bahwa qTICI dapat digunakan sebagai alternatif untuk skor visual TICI ekspansif di dalam masa pengobatan. Selain itu, qTICI juga dapat digunakan dalam uji klinis atau registri data sebagai metode pengukuran perfusi otak yang konsisten dan objektif lintas populasi pasien. Jaringan iskemik dapat mengalami perfusi mundur dari pembuluh darah kolateral. Pembuluh darah kolateral dapat menyalurkan aliran darah ke jaringan ketika aliran utama terhambat sehingga perkembangan infark dapat dikurangi. Di bab 5, kami mengembangkan skor kolateral otak berdasarkan sejumlah parameter CT perfusi (CTP-CS). Kami menetapkan kandidat skor kolateral dengan pertama-tama menyeleksi jaringan hipoperfusi sedang, dengan asumsi bahwa jaringan ini disuplai oleh kolateral, sebagaimana terindikasikan oleh nilai Tmax di citra CT perfusi. Selanjutnya, kami membuat citra layar berdasarkan berbagai rentang nilai Tmax. Citra layar ini meliputi sisi kontralateral yang diperoleh dengan mencerminkan citra layar sisi ipsilateral terhadap garis tengah citra CT perfusi. Volume jaringan total yang diliputi citra layar ini dihitung. Volume darah otak (CBV) setiap pixel dan nilai rata-ratanya per belahan otak juga dihitung. CBV relatif didefinisikan sebagai rata-rata CBV di sisi ipsilateral dibagi dengan rata- rata CBV di sisi kontralateral. Kami menemukan bahwa rata-rata CBV relatif di area dengan Tmax antara 6 hingga 10 detik mengindikasikan kapasitas kolateral dan berasosiasi signfikan dengan skor kolateral CTA dan hasil akhir fungsional. Selain itu, model prognostik multivariabel dengan CTP-CS mengungguli model prognostik lain dengan dan tanpa skor kolateral CTA, walaupun perbedaannya tidak signifikan secara statistik. Akhir kata, temuan utama didiskusikan lebih lanjut di bab 6. Prediksi pengukuran perfusi otomatis di masa depan terutama dalam hubungannya dengan deep learning dan sistem hybrid juga didiskusikan, di mana kombinasi pendekatan berdasarkan aturan dan data berpotensi menjadi teknologi utama menuju otomatisasi penuh pengukuran perfusi kuantitatif. A LIST OF CONTRIBUTORS AND AFFILIATIONS MR CLEAN Registry Investigators Executive committee: Diederik W.J. Dippel ; Aad van der Lugt ; Charles B.L.M. Majoie ; Yvo B.W.E.M. Roos ; Robert J. van Oostenbrugge ; Wim H. van Zwam ; Jelis Boiten ; Jan Albert Vos Study coordinators: Ivo G.H. Jansen ; Maxim J.H.L. Mulder ; Robert- Jan B. 1,2 5,6 Goldhoorn ; Kars C.J. Compagne ; Manon Kappelhof ; Josje Brouwer ; Sanne J. den Hartog 1,2,40 ; Wouter H. Hinsenveld 5,6 Local principal investigators: Diederik W.J. Dippel ; Bob Roozenbeek ; Aad van der Lugt ; Adriaan C.G.M. van Es ; Charles B.L.M. Majoie ; Yvo B.W.E.M. Roos ; Bart J. Emmer ; Jonathan M. Coutinho ; Wouter J. Schonewille ; Jan Albert Vos ; Marieke J.H. Wermer ; Marianne A.A. van Walderveen ; Julie Staals ; Robert J. van Oostenbrugge ; Wim H. van Zwam ; Jeannette Hofmeijer ; Jasper M. Martens ; Geert J. Lycklama à Nijeholt ; Jelis Boiten ; Sebastiaan F. de Bruijn ; Lukas C. van Dijk ; H. Bart van der Worp ; Rob H. Lo ; Ewoud J. van Dijk ; Hieronymus D. Boogaarts ; J. de Vries ; Paul L.M. de Kort ; Julia van Tuijl ; Jo P. Peluso ; Puck Fransen ; Jan S.P. van den Berg ; Boudewijn A.A.M. van Hasselt ; Leo A.M. Aerden ; René J. Dallinga ; Maarten Uyttenboogaart ; Omid Eschgi ; Reinoud P.H. Bokkers ; Tobien H.C.M.L. Schreuder ; Roel J.J. Heijboer ; Koos Keizer ; Lonneke S.F. Yo ; Heleen M. den Hertog ; Tomas Bulut ; Paul J.A.M. Brouwers Imaging assessment committee: Charles B.L.M. Majoie (chair); Wim H. van Zwam ; Aad van der Lugt ; Geert J. Lycklama à Nijeholt ; Marianne A.A. van Walderveen ; Marieke E.S. Sprengers ; Sjoerd F.M. Jenniskens ; René van den Berg ; Albert J. Yoo ; Ludo F.M. Beenen ; Alida A. Postma ; Stefan D. Roosendaal ; Bas F.W. van der Kallen ; Ido R. van den Wijngaard ; Adriaan C.G.M. van Es ; Bart J. Emmer ; Jasper M. Martens ; Lonneke S.F. Yo ; Jan Albert Vos ; Joost Bot ; Pieter-Jan van Doormaal ; Anton Meijer ; Elyas Ghariq ; Reinoud P.H. Bokkers ; Marc P. van Proosdij ; G. Menno Krietemeijer ; Jo P. Peluso ; Hieronymus D. Boogaarts ; Rob Lo ; Dick Gerrits ; Wouter Dinkelaar ; Auke P.A. Appelman ; Bas Hammer ; Sjoert Pegge ; Anouk van der Hoorn ; Saman Vinke A Writing committee: Diederik W.J. Dippel (chair); Aad van der Lugt ; Charles B.L.M. Majoie ; Yvo B.W.E.M. Roos ; Robert J. van Oostenbrugge ; Wim H. van Zwam ; Geert J. Lycklama à Nijeholt ; Jelis Boiten ; Jan Albert Vos ; Wouter J. Schonewille ; Jeannette Hofmeijer ; Jasper M. Martens ; H. Bart van der Worp ; Rob H. Lo Adverse event committee: Robert J. van Oostenbrugge (chair); Jeannette Hofmeijer ; H. Zwenneke Flach Trial methodologist: Hester F. Lingsma Research nurses / local trial coordinators: Naziha el Ghannouti ; Martin Sterrenberg ; Wilma Pellikaan ; Rita Sprengers ; Marjan Elfrink ; Michelle Simons ; Marjolein Vossers ; Joke de Meris ; Tamara Vermeulen ; Annet Geerlings ; Gina van Vemde ; Tiny Simons ; Gert Messchendorp ; Nynke Nicolaij ; Hester Bongenaar ; Karin Bodde ; Sandra Kleijn ; Jasmijn Lodico ; Hanneke Droste ; Maureen Wollaert ; Sabrina Verheesen ; D. Jeurrissen ; Erna Bos ; Yvonne Drabbe ; Michelle Sandiman ; Nicoline Aaldering ; Berber Zweedijk ; Jocova Vervoort ; Eva Ponjee ; Sharon Romviel ; Karin Kanselaar ; Denn Barning PhD / Medical students: Esmee Venema ; Vicky Chalos 1,40 ; Ralph R. Geuskens ; Tim van Straaten ; Saliha Ergezen ; Roger R.M. Harmsma ; Daan Muijres ; Anouk de Jong ; Olvert A. Berkhemer 1,3,6 ; Anna M.M. Boers 3,39 ; J. Huguet ; P.F.C. Groot ; Marieke A. Mens ; Katinka R. van Kranendonk ; Kilian M. Treurniet ; Manon L. Tolhuisen 3,39 ; Heitor Alves ; Annick J. Weterings , Eleonora L.F. Kirkels , Eva J.H.F. Voogd ; Lieve M. Schupp ; Sabine L. Collette 28,29 ; Adrien E.D. Groot ; Natalie E. LeCouffe ; Praneeta R. Konduri ; Haryadi Prasetya ; Nerea Arrarte-Terreros ; Lucas A. Ramos Affiliations Department of Neurology , Radiology , Public Health , Erasmus MC University Medical Center; Department of Radiology and Nuclear Medicine , Neurology , Biomedical Engineering & Physics , Amsterdam UMC, University of Amsterdam, Amsterdam; Department of Neurology , Radiology , Maastricht University Medical Center and Cardiovascular Research Institute Maastricht (CARIM); Department of Neurology , Radiology , Sint Antonius Hospital, Nieuwegein; Department of Neurology , Radiology , Leiden University Medical Center; Department of Neurology , Radiology , Rijnstate Hospital, Arnhem; Department of Radiology , Neurology , Haaglanden MC, the Hague; Department of Neurology , Radiology , HAGA Hospital, the Hague; Department of Neurology , Radiology , University Medical Center Utrecht; Department of Neurology , Neurosurgery , Radiology , Radboud University Medical Center, Nijmegen; Department of Neurology , Radiology , Elisabeth-TweeSteden ziekenhuis, Tilburg; Department of Neurology , Radiology , Isala Klinieken, Zwolle; Department of Neurology , Radiology , Reinier de Graaf Gasthuis, Delft; Department of Neurology , Radiology , University Medical Center Groningen; Department of Neurology , Radiology , Atrium Medical Center, Heerlen; Department of Neurology , Radiology , Catharina Hospital, Eindhoven; Department of Neurology , Radiology , Medical Spectrum Twente, Enschede; Department of Radiology , Amsterdam UMC, Vrije Universiteit van Amsterdam, Amsterdam; Department of Radiology , Noordwest Ziekenhuisgroep, Alkmaar; Department of Radiology , Texas Stroke Institute, Texas, United States of America A