應用腦部斷層掃描影像的自動診斷給分系統做為支持腦血管溶栓治療臨床決策的參考

中風是一種內科急症，可造成永久性神經損害，及嚴重併發症，甚至死亡。這也是目前台灣成人殘疾的首要原因。無對比顯影劑的腦部電腦斷層可以比T2加權核磁共振影像更早發現早期的腦缺血的跡象。如果病患中風發病時間小於3小時且電腦斷層呈現小於1 / 3中大腦動脈缺血，則靜脈注射tPA(組織型纖溶酶原激活劑)已成為一個有效的治療法。因此，無對比顯影劑的腦部電腦斷層由於快速及普遍性，幾乎是目前為止可以幫助評估溶栓治療的癒後效果最有用的的影像工具。不幸的是，許多研究顯示醫師們在做腦組織缺血的定量評估時，存在相當大的inter-observer差異以及 intra-observer差異。針對這一問題，有研究機構倡議新的評估方法--艾伯塔中風計畫早期CT評分;Alberta Stroke Program Early CT Score (ASPECTS)-- 而且已經被証實是比前述小於1/3中大腦動脈缺血的方法更可靠，可重現性更高的分級評估系統。雖然如此，直至目前為止，這個ASPECTS方法還是得依賴使用者主觀的感覺和判斷，因此還是無法完全倖免於這些判斷上個人偏見和隨著時間轉移的矛盾。這些問題促使我們，嘗試建立全自動電腦輔助演算法的診斷系統去客觀評估急性腦缺血的範圍和程度。我們所提出的自動評估系統，第一步就是要根據標準人腦圖譜(Atlas)把十個用來評估中風的區域從影像中自動切割出來。目前雖然有國外繪製的標準人腦圖譜，但那是根據西方人的腦部構造來製作的。為了增進準確性，我們決定以長庚醫院的病患為基礎來重新製作一個新的，更切合東方人腦部結構的標準人腦圖集。整個影像切割的動作分成兩步驟來完成。第一個步驟是經由剛體座標轉換將空間正常化後的中風病人的影像跟標準圖譜達成初步的對位。緊接著病人影像再做局部變形的座標轉換來達到區域性的精確對位。一旦對位完成後，每一個區域內畫素亮度的平均值和離散度就能計算出來。因為絕大多數中風病例都是一邊受損而另一邊安然無恙，因此我們可以將每一區域的亮度統計值跟位於對稱邊的區域拿來做比較。使用wilcoxon秩和檢驗的方法，我們可以偵測出左右兩邊是否有顯著度亮差異，從而偵測出缺血中風的跡象。有的話該相關區域就被扣一分。最後總分數可從各區域實際得分相加而得。期刊上屢有無對比顯影劑的腦部電腦斷層掃描影像(non-contrast CT imaging，目前已是中風醫護標準的一部分)，沒有被充分解讀的報導。主要原因是急救中心的醫師缺乏解讀腦部斷層掃描影像的訓練和經驗所致。這些對影像解讀的草率可能導致過份內出血或其他嚴重的後果。我們所研發的自動ASPECTS評分系統目的就是要幫助中風中心的醫師們對病患在第一時間內做客觀正確的評估，進而對病患提供最佳的臨床服務。將來我們也希望能將本計劃所研發出來的技術能廣泛推廣到其他相關的臨床應用，以便提高醫療品質同時節省醫療費用。

系統編號:PB10002-0109
原計畫編號:NSC100-2218-E182-002