Validity of manual and automated 2D structural superimposition on the anterior cranial base

Σκοπός: Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η αξιολόγηση της ακρίβειας της χειρωνακτικής και αυτοματοποιημένης δισδιάστατης δομικής αλληλεπίθεσης στην πρόσθια κρανιακή βάση χρησιμοποιώντας την μέθοδο του Björk (2D). Οι δευτερεύοντες στόχοι περιλάμβαναν την εκτίμηση της επαναληψιμότητας, τη σύγκριση της χειρωνακτικής και αυτοματοποιημένης μεθόδου, καθώς και την αξιολόγηση της ακρίβειας της αλληλεπίθεσης με τη χρήση της λειτουργίας ανάμειξης χρωμάτων (difference blending mode). Υλικά και μέθοδοι: Δεκατέσσερα ανθρώπινα ξηρά κρανία ακτινογραφήθηκαν δύο φορές το καθένα. Η δεύτερη ακτινοβόληση έγινε ύστερα από αφαίρεση και επανατοποθέτηση του κρανίου στον κεφαλοστάτη. Κατ’ αυτόν τον τρόπο, δημιουργήθηκαν δύο ακτινογραφίες για το κάθε κρανίο που ήταν διαφορετικές μεταξύ τους λόγω του σφάλματος τοποθέτησης στον κεφαλοστάτη. Χρησιμοποιώντας τους μεταλλικούς δείκτες που υπήρχαν προσκολλημένοι πάνω σε κάθε κρανίο, δημιουργήθηκε ένα πρότυπο αναφοράς (gold standard) για το κάθε κρανίο. Τρεις παρατηρητές πραγματοποίησαν δύο χειρωνακτικές αλληλεπιθέσεις ανά κρανίο: μία σε εικόνες κλίμακας του γκρι και μία με τη χρήση μιας λειτουργίας ανάμειξης χρωμάτων του λογισμικού (blending mode). Οι ίδιες αλληλεπιθέσεις, πραγματοποιήθηκαν ξανά μία εβδομάδα αργότερα. Επιπροσθέτως, για το κάθε κρανίο, πραγματοποιήθηκε αυτοματοποιημένη δομική αλληλεπίθεση βασισμένη στην αμοιβαία πληροφορία (mutual information). Η ακρίβεια αξιολογήθηκε μέσω της ρίζας του μέσου τετραγωνικού σφάλματος (RMSE), χρησιμοποιώντας ένα πρότυπο (template) που αποτελούνταν από 14 ευρέως χρησιμοποιούμενα κεφαλομετρικά σημεία. Το RMSE της αυτοματοποιημένης μεθόδου συγκρίθηκε με τον μέσο όρο του RMSE κάθε εξεταστή στις δύο επαναλήψεις, μέσω Γενικών Γραμμικών Μοντέλων (General Linear Models). Για τις χειρωνακτικές αλληλεπιθέσεις καταγράφηκε ο χρόνος αλληλεπίθεσης του κάθε ερευνητή και στη συνέχεια συγκρίθηκαν τα αποτελέσματα. Αποτελέσματα: Η αυτοματοποιημένη μέθοδος εμφάνισε υψηλή ακρίβεια (μέσο RMSE 0,48 mm, SD 0,35), συγκρίσιμη με εκείνη του πιο ακριβούς παρατηρητή (0,38 mm, SD 0,22), χωρίς στατιστικά σημαντική διαφορά από τις χειρωνακτικές μεθόδους. Ωστόσο, εντοπίστηκε στατιστικά σημαντική διαφορά στην ακρίβεια μεταξύ των τριών παρατηρητών (F = 4.76, p = 0.017). Η χρήση της λειτουργίας ανάμειξης χρωμάτων δεν βελτίωσε την ακρίβεια, αλλά μείωσε σημαντικά τον χρόνο αλληλεπίθεσης για δύο από τους τρεις παρατηρητές, γεγονός που υποδεικνύει ότι η αποτελεσματικότητά της ενδέχεται να εξαρτάται από τον χρήστη. Καμία σημαντική διαφορά δεν παρατηρήθηκε μεταξύ των δύο επαναλήψεων (p > 0.5). Συμπεράσματα: Η χειρωνακτική και η αυτοματοποιημένη μέθοδος παρουσίασαν συγκρίσιμη ακρίβεια και αξιοπιστία. Η αυτοματοποιημένη διαδικασία, βασισμένη στην αμοιβαία πληροφορία, μπορεί να αποτελέσει μια αξιόπιστη και αποδοτική εναλλακτική λύση, ιδίως για κλινικούς με περιορισμένη εμπειρία στη χειρωνακτική δομική αλληλεπίθεση. Αν και η χρήση της λειτουργίας ανάμειξης χρωμάτων δεν αύξησε την ακρίβεια, ενδέχεται να συνεισφέρει στη μείωση του χρόνου αλληλεπίθεσης για κάποιους χρήστες. Συνολικά, και οι δύο προσεγγίσεις κρίνονται αξιόπιστες και αποδοτικές. Μελλοντικές μελέτες θα πρέπει να διερευνήσουν την εφαρμογή των μεθόδων αυτών σε ζωντανούς ασθενείς και σε διαφορετικούς πληθυσμούς, ώστε να ενισχυθεί περαιτέρω η γενικευσιμότητα των αποτελεσμάτων.

Authors dc:creator

• Βασιλείου Δημήτριος
• Vasileiou Dimitrios

• Επιστήμες Υγείας
• Health Sciences

Language dc:language

English

Identifier

uoadl:5340173

OAI identifier oai:identifier

oai:lib.uoa.gr:uoadl:5340173