Cuantificación automatizada del ASPECTS e impacto del área elocuente en el desenlace global del paciente con ACV agudo

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Resumen

Introducción: El sistema ASPECTS cuantifica focos de baja densidad cerebral en la TAC simple de pacientes con accidente cerebrovascular agudo. Se desconoce el rendimiento diagnóstico de las herramientas automatizadas RAPIDai™ y APPREMIA versus un patrón de oro conformado por radiólogos expertos en el cálculo del puntaje ASPECTS. Se desconoce además el rendimiento diagnóstico en la detección de compromiso del área elocuente y los resultados clínicos finales posteriores a la administración de terapias de reperfusión aguda. Objetivo: Comparar los puntajes Aspects de infartos cerebrales en área elocuente mediante el uso de dos herramientas automatizadas (p.ej., RAPIDai™ y APPREMIA™) vs un consenso de expertos neuro radiólogos en el contexto de pacientes adultos en código ACV con y sin tratamiento con terapias de reperfusión aguda. Materiales y métodos: Estudio de prueba diagnóstica, observacional, analítico, de tipo corte transversal en el que se utilizaron medidas de tendencia central y dispersión para describir las características demográficas y clínicas de los pacientes. Se calcularon las variables operativas de rendimiento diagnóstico para cada uno de los métodos de ASPECTS automatizado, entre ellas el área bajo la curva con sus respectivos intervalos de confianza del 95%, sensibilidad, especificidad, valor predictivo positivo, valor predictivo negativo, valor p (Mcnemar's) y valores kappa. Para variables continuas, las comparaciones estadísticas entre los pacientes con puntaje ASPECTS favorable versus desfavorable se realizó mediante la prueba t de Student. Las distribuciones de puntajes Rankin modificado a los 90 días (desenlace clínico final) entre los pacientes con infarto de área elocuente versus infartos ganglio-basales se comparados mediante pruebas chi2 y en caso de frecuencias pequeñas, se utilizó la prueba exacta de Fisher. Para el análisis de subgrupos se utilizó la prueba exacta de Fisher y la prueba de Wilcoxon. Resultados: El estudio evaluó pacientes con infartos cerebrales agudos y su relación con desenlaces clínicos utilizando herramientas automatizadas para calcular el puntaje ASPECTS. Se encontró que los pacientes con infartos en áreas elocuentes tenían peores resultados, independientemente del tratamiento recibido. Por ejemplo, presentaron un NIHSS de egreso significativamente mayor (5 vs 1, p=0.002), una estancia hospitalaria más prolongada (12 vs 6 días, p=0.097) y una mayor discapacidad al egreso (81% vs 44%, p=0.575). El rendimiento diagnóstico de las herramientas ASPECTS-Appremia y eASPECTS-RAPIDai fue equivalente al patrón de oro, pero se observaron discrepancias significativas en áreas elocuentes, con un 16% de las mediciones mostrando una diferencia de ≥4 puntos y un 24% con una diferencia de >2 puntos (p<0.001). 6 rendimiento diagnóstico de TORAXIA (Alumbra.ai™) para la detección de opacidades en vidrio esmerilado en radiografías de tórax de pacientes con sospecha de infección por COVID-19 del Hospital Universitario Fundación Santa Fe de Bogotá. Conclusiones: Los pacientes con infarto en área elocuente/cortical presentaron desenlaces desfavorables: NIHSS de egreso mayor 5(1-11) vs 1(0-2) p=0.002, mayor estancia hospitalaria 12 (4,19) vs 6 (4,8) p=0.097 y mayor discapacidad (p.ej., Rankin modificado de egreso 3-6 del 81% vs 44% (área no elocuente) p=0.575. Resultados independientes de la administración de terapias de reperfusión aguda (84% vs 80% p=0.716).1: El rendimiento diagnóstico de los aplicativos ASPECTS-Appremia y eASPECTS-RAPIDai vs ASPECTS-Patrón de oro fueron equivalentes tanto en el análisis de no inferioridad como en el análisis ROC comparativo con un ABC: 0.82 IC 95%(0.63-1.00). 2: Las discrepancias más significativas entre los puntajes ASPECTS-Appremia vs ASPECTS-Patrón de oro ocurren en áreas elocuentes/corticales con disparidades >=4 puntos en 16% de las mediciones, y >2 puntos en 24% de las mediciones (p<0.001). 3: Este conjunto de resultados permiten redirigir el desarrollo de redes neuronales y otros métodos de aprendizaje de máquina hacia una mayor precisión en la detección de infartos isquémicos en áreas elocuentes dada su alta morbimortalidad asociada.

Descripción

Abstract

Introduction: The ASPECTS system quantifies areas of low cerebral density in noncontrast CT scans of patients with acute stroke. The diagnostic performance of automated tools RAPIDai™ and APPREMIA versus a gold standard formed by expert radiologists in ASPECTS score calculation is unknown. Furthermore, the diagnostic performance in detecting involvement of the eloquent area and subsequent clinical outcomes following acute reperfusion therapies administration is also unknown. Objective: To compare ASPECTS scores of cerebral infarctions in eloquent area using two automated tools (e.g., RAPIDai™ and APPREMIA™) versus a consensus of expert neuroradiologists in the context of adult patients in stroke code with and without treatment with acute reperfusion therapies. Materials and methods: Diagnostic test study, observational, analytical, cross-sectional type in which measures of central tendency and dispersion were used to describe the demographic and clinical characteristics of the patients. Diagnostic performance operating variables were calculated for each of the automated ASPECTS methods, including area under the curve with respective 95% confidence intervals, sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value, p-value (Mcnemar's), and kappa values. For continuous variables, statistical comparisons between patients with favorable versus unfavorable ASPECTS score were made using Student's t-test. Modified Rankin scores at 90 days (final clinical outcome) distributions between patients with eloquent area infarction versus basal ganglia infarctions were compared using chi-squared tests and, in case of small frequencies, Fisher's exact test was used. Fisher's exact test and Wilcoxon's test were used for subgroup analysis. Results: The study evaluated patients with acute cerebral infarctions and their relationship with clinical outcomes using automated tools to calculate ASPECTS score. It was found that patients with infarctions in eloquent areas had worse outcomes, regardless of the treatment received. For example, they presented significantly higher discharge NIHSS (5 vs 1, p=0.002), longer hospital stay (12 vs 6 days, p=0.097), and higher disability at discharge (81% vs 44%, p=0.575). The diagnostic performance of ASPECTS-Appremia and eASPECTS-RAPIDai tools was equivalent to the gold standard, but significant discrepancies were observed in eloquent areas, with 16% of measurements showing a difference of ≥4 points and 24% with a difference of >2 points (p<0.001). Conclusions: Patients with infarction in eloquent/cortical areas presented unfavorable outcomes: higher discharge NIHSS 5(1-11) vs 1(0-2) p=0.002, longer hospital stay 12 (4,19) vs 6 (4,8) p=0.097, and higher disability (e.g., discharge modified Rankin 3-6 81% vs 44% (non-eloquent area) p=0.575. Results independent of acute reperfusion therapy administration (84% vs 80% p=0.716). 1: The diagnostic performance of ASPECTS-Appremia and eASPECTS-RAPIDai applications versus ASPECTS-Gold standard were equivalent in both non-inferiority analysis and comparative ROC analysis with an AUC: 0.82 95% CI (0.63-1.00). 2: The most significant discrepancies between ASPECTS-Appremia scores versus ASPECTS-Gold standard occur in eloquent/cortical areas with disparities ≥4 points in 16% of measurements, and >2 points in 24% of measurements (p<0.001). 3: This set of results allows redirecting the development of neural networks and other machine learning methods towards greater accuracy in detecting ischemic infarctions in eloquent areas given their high associated morbidity and mortality.

Palabras clave

Accidente cerebrovascular, Radiología, Aprendizaje automático, Pruebas diagnósticas, Curva ROC, Bioestadística

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