Синтетическая компьютерная томография, полученная с помощью машинного обучения на основе магнитно-резонансной томографии височной кости

<b>Значимость:</b> Для диагностики и предоперационного планирования в отологии нередко требуются и магнитно-резонансная томография (МРТ), и компьютерная томография (КТ), чтобы визуализировать мягкие ткани и костные структуры. В идеале обе группы тканей можно было бы оценивать с помощью одного метода визуализации без ионизирующего излучения.

<b>Цель:</b> Обучить и оценить алгоритм машинного обучения, предназначенный для генерации синтетических КТ-изображений на основе МРТ головы.

<b>Дизайн, условия и участники:</b> Диагностическое исследование, оценивавшее возможность получения синтетических КТ-изображений из МРТ головы, проведено в центре третичной помощи в Нидерландах с сентября 2022 по сентябрь 2023 года. Пары снимков МРТ и КТ были получены у пациентов, которым КТ головы была назначена в рамках рутинной клинической помощи. Шестьдесят семь парных исследований использовали для обучения алгоритма машинного обучения, генерирующего синтетические КТ-изображения по данным МРТ, силами сторонней организации. Синтетические КТ-изображения 15 пациентов использовали для клинической оценки врачи, не связанные со сторонней организацией.

<b>Основные исходы и методы их оценки:</b> Основными исходами были точность геометрии и радиоденситометрии, выраженность клинически значимых ориентиров и пригодность изображений. Выраженность ориентиров на синтетической КТ и истинной КТ независимо оценивали 2 хирурга-отоларинголога и 2 рентгенолога по 4-балльной шкале Лайкерта от плохой (1 балл) до отличной (4 балла). Качественную оценку пригодности изображений для различных клинических задач проводили все 4 оценщика.

<b>Результаты:</b> Пары снимков МРТ и КТ были получены у 73 пациентов (медианный возраст 54 года [диапазон 18–81]; 38 [52%] мужчин). Геометрия и радиоденситометрия на синтетической КТ были достаточно точными по сравнению с истинной КТ, которая служила эталоном (средняя [SD] ошибка расстояния по поверхности 0,38 [0,37] мм; средняя [SD] ошибка радиоденситометрии 4 [44] единицы Хаунсфилда). Выраженность ориентиров в целом считалась сопоставимой. Толщина крыши барабанной полости иногда завышалась алгоритмом, тогда как слуховые косточки часто не визуализировались. Среди 15 синтетических КТ-исследований, каждое из которых было оценено дважды, большинство сочли пригодными для локализации (29 [97%]), навигации (25 [83%]) и предоперационного планирования перед кохлеарной имплантацией (21 [70%]), но не для диагностических целей.

<b>Выводы и значимость:</b> В этом исследовании изображения височной кости, сходные с КТ, можно было получить из МРТ головы с помощью алгоритма машинного обучения, что позволяло визуализировать костные структуры рядом с мягкими тканями с использованием одного метода без ионизирующего излучения. Полученные данные указывают на то, что синтетические КТ-изображения подходят для локализации анатомических структур при отологических вмешательствах и надежно позволяют оценивать выраженность пневматизации сосцевидного отростка при предоперационном планировании.