elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Challenges with segmenting intraoperative ultrasound for brain tumours

Weld, Alistair und Dixon, Luke und Anichini, Giulio und Patel, Neekhil und Nimer, Amr und Dyck, Michael und O’Neill, Kevin und Lim, Adrian und Giannarou, Stamatia und Camp, Sophie (2024) Challenges with segmenting intraoperative ultrasound for brain tumours. Acta Neurochirurgica, 166 (317). Springer Nature. doi: 10.1007/s00701-024-06179-8. ISSN 0001-6268.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
6MB

Offizielle URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s00701-024-06179-8

Kurzfassung

Objective - Addressing the challenges that come with identifying and delineating brain tumours in intraoperative ultrasound. Our goal is to both qualitatively and quantitatively assess the interobserver variation, amongst experienced neuro-oncological intraoperative ultrasound users (neurosurgeons and neuroradiologists), in detecting and segmenting brain tumours on ultrasound. We then propose that, due to the inherent challenges of this task, annotation by localisation of the entire tumour mass with a bounding box could serve as an ancillary solution to segmentation for clinical training, encompassing margin uncertainty and the curation of large datasets. Methods - 30 ultrasound images of brain lesions in 30 patients were annotated by 4 annotators - 1 neuroradiologist and 3 neurosurgeons. The annotation variation of the 3 neurosurgeons was first measured, and then the annotations of each neurosurgeon were individually compared to the neuroradiologist's, which served as a reference standard as their segmentations were further refined by cross-reference to the preoperative magnetic resonance imaging (MRI). The following statistical metrics were used: Intersection Over Union (IoU), Sørensen-Dice Similarity Coefficient (DSC) and Hausdorff Distance (HD). These annotations were then converted into bounding boxes for the same evaluation. Results - There was a moderate level of interobserver variance between the neurosurgeons [...] and a larger level of variance when compared against the MRI-informed reference standard annotations by the neuroradiologist, mean across annotators [...]. After converting the segments to bounding boxes, all metrics improve, most significantly, the interquartile range drops by [...]. Conclusion - This study highlights the current challenges with detecting and defining tumour boundaries in neuro-oncological intraoperative brain ultrasound. We then show that bounding box annotation could serve as a useful complementary approach for both clinical and technical reasons.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/210798/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen:Second (missing) affiliation by Michael Dyck: Institute of Robotics and Mechatronics (RM), DLR
Titel:Challenges with segmenting intraoperative ultrasound for brain tumours
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Weld, Alistaira.weld20 (at) imperial.ac.ukNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dixon, Lukeluke.dixon03 (at) imperial.ac.ukNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Anichini, Giuliog.anichini (at) imperial.ac.ukNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Patel, NeekhilCharing Cross HospitalNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nimer, AmrCharing Cross HospitalNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dyck, MichaelMichael.Dyck (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4918-3023NICHT SPEZIFIZIERT
O’Neill, KevinCharing Cross HospitalNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lim, AdrianCharing Cross HospitalNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Giannarou, Stamatiastamatia.giannarou (at) imperial.ac.ukNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Camp, Sophiesophie.camp (at) nhs.netNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:1 August 2024
Erschienen in:Acta Neurochirurgica
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:166
DOI:10.1007/s00701-024-06179-8
Verlag:Springer Nature
ISSN:0001-6268
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Intraoperative ultrasound, Tumour margin uncertainty, Segmentation
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Medizinische Assistenzsysteme [RO], R - Roboterdynamik & Simulation [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Dyck, Michael
Hinterlegt am:16 Dez 2024 11:48
Letzte Änderung:16 Dez 2024 11:48

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.