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机器学习分析可以通过磁共振成像特征来区分脑膜瘤分级

Andrew T. Hale, David P. Stonko, Li Wang, Megan K. Strother和Lola B. Chambless

客观的

世卫组织I级和II级脑膜瘤的预测和手术规划需要基于影像学证据和其他因素做出深思熟虑的决策。虽然传统的统计模型(如逻辑回归)是有用的，但机器学习(ML)算法通常更具预测性，具有更高的辨别能力，并且可以从新数据中学习。作者使用传统的统计模型和一系列ML算法，基于放射科医生解释的术前MRI结果来预测非典型性脑膜瘤。本研究的目的是比较ML算法与标准统计方法在预测脑膜瘤分级时的性能。开云体育世界杯赔率

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队列包括1998年至2010年间术前MRI检查的18-65岁WHO级脑膜瘤(n = 94)和II级脑膜瘤(n = 34)患者。一名经委员会认证的神经放射学家，对组织学分级不知情，对所有MR图像进行肿瘤体积、瘤周水肿程度、是否存在坏死、肿瘤位置、是否存在引流静脉和患者性别的解释。作者训练并验证了几个二进制分类器:k-最近邻模型、支持向量机、naïve贝叶斯分类器、人工神经网络以及逻辑回归模型来预测肿瘤分级。曲线-接收器工作特征曲线下的面积用于模型类之间和模型类内部的比较。所有分析均在MATLAB中使用MacBook Pro进行。

结果

作者将肿瘤体积、瘤周水肿程度、有无坏死、肿瘤位置、患者性别、有无引流静脉等6个术前影像学和人口学变量纳入模型构建。人工神经网络在真阳性与假阳性(受试者工作特征)空间(曲线下面积= 0.8895)上优于所有其他ML模型。

结论

ML算法是一种强大的计算工具，可以非常准确地预测脑膜瘤的分级。

在神经外科焦点第45卷:第5期(2018年11月):医学中的预测分析

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机器学习分析在预测创伤性脑损伤儿童患者6个月预后方面优于传统的统计模型和CT分类系统

Andrew T. Hale, David P. Stonko, Amber Brown, Jaims Lim, David J. Voce, Stephen R. Gannon, Truc M. Le和Chevis N. Shannon

客观的

现代手术规划和预测需要最准确的结果数据来实践循证医学。对于治疗创伤性脑损伤(TBI)儿童的临床医生来说，这些数据严重缺乏。本研究的第一个目的是评估作者儿科队列中已发表的CT分类系统。随后，一种名为人工神经网络(ANN)的儿科特定机器学习算法被创建出来，在预测儿童TBI结果方面，它的表现远远优于传统的CT分类系统。

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回顾性分析18岁以下儿童脑外伤后24小时内行头部CT的临床记录(n = 565)。

结果

“有利”结局(伤后6个月存活且GOS评分≥4分，n = 533)和“不利”结局(伤后6个月死亡或伤后6个月GOS评分≤3分，n = 32)被作为主要结局。受试者工作特征曲线(ROC)下的面积(AUC)被用来描绘每个CT分级系统在预测生存方面的强度(赫尔辛基，0.814;鹿特丹,0.838;Marshall, 0.781)。CT评分在预测GOS评分≤3(整体功能的衡量指标)时的AUC具有类似的预测性(赫尔辛基，0.717;鹿特丹,0.748;Marshall, 0.663)。然后构建一个神经网络，能够非常准确地预测6个月的结果(AUC = 0.9462±0.0422)。

结论

这项研究表明，机器学习可以用来更准确地预测儿童TBI的结果。

在神经外科焦点第45卷:第5期(2018年11月):医学中的预测分析

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运动脑震荡评估工具:系统回顾

艾伦·m·延戈-卡恩，安德鲁·t·黑尔，布莱恩·h·扎尔内提斯，斯科特·l·祖克曼，艾伦·k·希尔斯和加里·s·所罗门

客观的

在过去的20年里，运动相关脑震荡(SRC)已经引起了广泛的关注。即使提高了意识和运动员教育，副线识别和实时诊断仍然至关重要。由于需要对脑震荡进行客观和标准化的评估，在2004年第二届体育脑震荡国际会议期间最终开发出了体育脑震荡评估工具(SCAT)，该工具目前已进入第三次迭代阶段(SCAT3)。为了更新我们对最著名的副业脑震荡评估的理解，作者对SCAT和迄今为止支持其使用的证据进行了系统回顾。

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在4个电子数据库中系统检索了1995年至2015年10月期间发表的英文标题和摘要，并根据适用于审查异质研究设计集合的系统评价和元分析首选报告项目(PRISMA)指南进行了综述。如果同行评议的期刊文章报告了开云手机版app下载安装最新版SCAT、脑震荡标准化评估(SAC)或修正平衡错误评分系统(mBESS)在基线或脑震荡后的定量数据，且仅针对年龄大于13岁的运动员人群。排除了包括非运动员、仅13岁以下儿童、仅BESS数据、仅症状量表数据或非scat相关评估的研究。

结果

数据库检索过程产生了549篇摘要，105篇全文文章被审查，其中36篇符合纳入标准。19项研究与SAC相关，1项研究仅与mess相关，16项研究与SCAT的完整迭代相关。这些研究中的大多数(56%)是前瞻性队列研究。男性足球运动员是研究中最常见的运动员。研究分析的重点是与年龄、性别、脑震荡史和检测SRC能力相关的基线差异。

结论

展望即将于2016年秋季召开的脑震荡运动小组会议，人们可以期待SCAT3的进一步修订。然而，基于这一系统综述，作者建议进一步深入研究已经全面的脑震荡测试，包括急性、诊断和长期使用。

在神经外科焦点卷40(2016):第4期(2016年4月):运动损伤:诊断和管理策略

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小儿胸腰椎手术和回归运动:一项系统综述

Georgina E. Sellyn, Andrew T. Hale, Alan R. Tang, Alaina Waters, Chevis N. Shannon和Christopher M. Bonfield

客观的

小儿脊柱疾病和损伤可能需要手术治疗。对于许多儿科患者来说，脊柱手术后恢复运动活动是一个重要的术后重点。然而，目前还缺乏确定安全重返游戏(RTP)标准的标准化指南。为了了解患者安全RTP的临床标准，作者对结果和医生为接受脊柱手术的儿童患者推荐RTP前的时间进行了系统回顾。

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在PubMed电子数据库中系统检索了英文出版物，并根据PRISMA指南进行了审查。通过补充文献检索发现的其他相关研究也包括在内。研究评估儿童脊柱手术后运动活动的恢复。没有RTP、术后活动结果或手术干预的研究被排除在外。

结果

PubMed搜索了295篇文章，其中29篇被纳入系统综述。此外，从补充文献检索中纳入了4项研究。这些研究大多为回顾性病例系列和队列研究，其余研究包括基于问卷的研究、前瞻性队列研究和病例对照研究。最常见的脊柱疾病或损伤包括峡部裂，其次是青少年特发性脊柱侧凸。总的来说，非接触性和接触性运动最常见的RTP建议是术后6个月(范围1-12个月)，而碰撞性运动是术后12个月。然而，一些医生建议在脊柱干预后不要再进行碰撞运动。

结论

大多数小儿患者在脊柱手术后能够恢复一定程度的运动。然而，还没有提出标准化的标准，RTP建议根据治疗外科医生的不同而有所不同。此外，关于RTP运动分类(非接触、接触和碰撞)的时间线变化，发表的数据有限。需要进一步分析具体的脊柱状况和术后运动恢复损伤。

在开云手机版app下载安装最新版神经外科杂志:儿科学第开云体育app官方网站下载入口24卷:第6期(2019年12月)

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在单一平台内通过多个单路径全向轨迹的立体定向脑电图:一种新技术的机构经验

Michael C. Dewan, Robert Shults, Andrew T. Hale, Vishad Sukul, Dario J. Englot, Peter Konrad, Hong Yu, Joseph S. Neimat, William Rodriguez, Benoit M. Dawant, Srivatsan Pallavaram和Robert P. Naftel

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立体定向脑电图(SEEG)被越来越频繁地用于询问皮质下、皮质和多灶性癫痫灶。作者描述了一种新的技术，SEEG患者怀疑癫痫病灶难治性的医疗管理。

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在作者的技术中，标准癫痫评估和神经成像被用于创建假设驱动的SEEG计划，该计划为新型单路径、多轨迹、全向平台的3D打印提供信息。颅骨锚定平台固定后，根据术前计划依次插入电极。作者描述了他们的手术经验和技术，基于对所有病例的回顾，成人和儿童，这些患者在范德比尔特大学医学中心18个月期间通过SEEG进行侵入性癫痫监测。采用多元线性回归评估影响定位误差的平台和解剖变量。

结果

利用这项新技术，在15例局灶性癫痫患者中植入137个电极，记录结果良好，无临床并发症。平均入口点定位误差为1.42 mm (SD 0.98 mm)，平均目标点定位误差为3.36 mm (SD 2.68 mm)。平台距离、电极轨迹角和颅内距离，而不是颅骨厚度与定位误差独立相关。

结论

多轨迹、单路径、全向平台提供了令人满意的准确性和良好的临床结果，同时避免了与其他SEEG技术相关的笨重框架和高昂的前期成本。

在开云手机版app下载安装最新版《神经外科杂志》第12开云体育app官方网站下载入口9卷第5期(2018年11月)

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在接受后窝脑瘤切除术的儿童患者中，硬脑膜移植物闭合与脑脊液漏和脑积水的减少有关

Andrew T. Hale, Stephen R. Gannon，赵世林，Michael C. Dewan, Ritwik Bhatia, Michael Bezzerides, Amanda N. Stanton, Robert P. Naftel, Chevis N. Shannon, Sumit Pruthi和John C. Wellons III

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作者旨在评估与后窝肿瘤切除术(PFTR)相关结果相关的临床、放射学和外科因素，包括与硬脑膜增强术相关的术后并发症(脑脊液漏和伤口感染)，PFTR后最终需要永久性脑脊液转移的持续性脑积水，以及90天的再入院率。

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回顾性分析了2000年至2016年在范德堡大学Monroe Carell Jr儿童医院接受PFTR的儿科患者(0-17岁)。描述性统计包括Wilcoxon符号秩检验(用于比较非正态分布的均值)和卡方检验(用于分类变量)。在多变量线性回归模型中，单变量分析名义上与各结果相关(p < 0.05)的变量作为协变量纳入。p < 0.05为有统计学意义。

结果

队列包括186例患者，手术时的中位年龄为6.62岁(范围3.37-11.78岁)，55%为男性，83%为白人，平均随访时间为3.87±0.25年。经多元logistic回归分析，初次硬脑膜闭合(PDC;优势比[OR] 8.33, 95%可信区间[CI] 1.07-100, p = 0.04)、假性脊膜膨出(OR 7.43, 95% CI 2.23-23.76, p = 0.0007)以及在PFTR后90天内最终需要永久性脑脊液分流的脑积水(OR 9.25, 95% CI 2.74-31.2, p = 0.0003)与脑脊液漏独立相关。PDC与移植物硬膜闭合(GDC;35% vs 7%， OR 5.88, 95% CI 2.94-50.0, p = 0.03)和最终需要永久性脑脊液分流的脑积水(OR 3.30, 95% CI 1.07-10.19, p = 0.0007)与需要手术清创的伤口感染相关。通过多因素logistic回归，GDC与PDC (23% vs 37%， OR 0.13, 95% CI 0.02-0.87, p = 0.04)与最终需要永久性脑脊液分流的持续性脑积水相关，而pftr前后的脑室大小、术中或术中放置脑室外引流(EVD)和放射治疗无关。此外，在先前验证的pftr后脑积水预测模型中添加围手术期EVD放置和硬脑膜闭合方法，将其性能从受试者工作特征曲线下的面积从0.69提高到0.74。最后，作者发现自体移植(相对于人工合成)可能对持续性脑积水有保护作用(p = 0.02)，但对脑脊液漏、假性脊膜膨出或伤口感染没有保护作用。

结论

这些结果表明，GDC独立于潜在的混杂因素，可能对接受PFTR的患者的脑脊液漏、伤口感染和脑积水具有保护作用。有必要进一步研究影响pftr相关并发症的临床和手术因素。

在开云手机版app下载安装最新版神经外科杂志:儿科学第开云体育app官方网站下载入口25卷:第3期(2020年3月)

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脑积水的成本:评估手术技术的成本-效果模型

Jaims Lim, Alan R. Tang, Campbell Liles, Alexander A. Hysong, Andrew T. Hale, Christopher M. Bonfield, Robert P. Naftel, John C. Wellons III和Chevis N. Shannon

客观的

许多研究旨在确定临床最有效的脑积水手术干预。然而，人们对每种治疗方案的相关费用了解甚少。在本研究中，作者进行了成本-效果分析，计算脑室-腹腔分流术(VPS)、内镜下第三脑室造口术(ETV)和ETV合并脉络膜丛烧蚀术(ETV/CPC)的增量成本-效果比(ICER)，以更好地了解治疗脑积水的临床效果和相关成本。

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研究队列包括2012年1月至2015年1月在作者所在机构首次治疗脑积水的18岁以下患者。总体治疗费用计算采用患者住院费用和医院可报销的专业费用，这些费用与脑积水的初始和后续治疗(术后第1天至12个月)直接相关。使用TreeAge Pro进行成本-效果分析。

结果

共鉴定出147例患者。根据对脑积水的初步干预，将其病例分为:VPS 113例，ETV 14例，ETV/CPC 20例。在初始干预期间，与ETV/CPC(3.35天)和ETV(2.36天)患者相比，VPS患者需要更长时间的住院时间，为5.6天。所有治疗方案的失败率在29%至45%之间，导致术后第1天至12个月期间复发脑积水和额外的手术干预。成本-效果分析发现，ETV成本更低，临床效果更好，与VPS(130,839美元)和ETV/CPC(126,394美元)相比，ICER为94,797美元。然而，当按病因分层时，发现VPS在脊髓脊膜突出症和出血后脑积水患者组中更有效，成本更低，与ETV和ETV/CPC相比，每临床单位的有效性(干预成功或失败)的增量成本为76,620美元。然而，在评估归类为“其他病因”的病例时，发现ETV每个临床单位更具成本效益，与ETV/CPC(93,350美元)和VPS(142,135美元)相比，ICER为600,061美元。

结论

这项研究是首次尝试量化在美国治疗的儿科脑积水患者的手术治疗相关的患者水平住院费用。结果表明，关于脑脊液转移技术的谈话必须是患者特异性的，并考虑病因学以及任何既往的手术干预。同样，这些发现是短期观察，应进行长期随访研究，以评估患者一生中治疗脑积水的费用。

在开云手机版app下载安装最新版神经外科杂志:儿科学第开云体育app官方网站下载入口23卷:第1期(2019年1月)

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使用人工神经网络来预测创伤性脑损伤

Andrew T. Hale, David P. Stonko, Jaims Lim, Oscar D. Guillamondegui, Chevis N. Shannon和Mayur B. Patel

客观的

儿童创伤性脑损伤(TBI)很常见，但并非所有损伤都需要住院治疗。一种用于诊断临床相关TBI (CRTBI)患者的计算工具将是有价值的，它提供了一种基于证据的方法来安全让患CRTBI风险低的儿童出院。作者假设，经过临床和放射科医生解释的成像指标训练的人工神经网络(ANN)可以为识别可能患有CRTBI的患者提供一种工具。

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作者使用前瞻性收集的、公开的、多中心儿科急诊应用研究网络(PECARN) TBI数据集。纳入所有年龄在18岁以下的脑外伤患者，入院时头部CT成像资料。作者使用临床和放射科医生解释的成像指标构建了一个ANN，以预测CRTBI，如PECARN先前定义的:1)神经外科手术，2)直接由头部创伤引起的插管> 24小时，3)住院≥48小时，CT扫描显示有TBI证据，或4)因TBI死亡。

结果

在本研究纳入的12902例患者中，480例被诊断为CRTBI。ANN对CRTBI的敏感性为99.73%，精密度为98.19%，准确度为97.98%，阴性预测值为91.23%，假阴性率为0.0027%，特异性为60.47%。受试者工作特征曲线下面积为0.9907。

结论

作者首次利用人工智能以临床有意义的方式预测CRTBI，使用放射科医生解释的CT信息，以确定可能患有CRTBI的儿科患者。这项概念验证研究为未来的研究奠定了基础，该研究将该算法的迭代直接整合到电子病历中，为医生提供实时、数据驱动的预测帮助。

在开云手机版app下载安装最新版神经外科杂志:儿科学第开云体育app官方网站下载入口23卷:第2期(2019年2月)

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开放与内窥镜辅助颅缝早闭手术的经济影响

坎贝尔·利尔斯、乔纳森·达拉斯、安德鲁·t·黑尔、斯蒂芬·甘农、e·哈利·万斯、克里斯托弗·m·邦菲尔德和切维斯·n·香农

客观的

开放和内窥镜辅助修复是矢状位颅缝早闭的手术选择，但评估每种技术的近期和长期成本的研究有限。本研究探讨了开放和内窥镜辅助修复单矢状缝颅缝早闭的成本效益。

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作者对2015年8月至2017年8月在Vanderbilt Monroe Carell Jr.儿童医院(MCJCHV)接受单次矢状缝线颅缝早闭修复(17例开放，16例内窥镜辅助)的年龄小于1岁的患者进行了回顾性队列研究。出院后1年随访资料收集/分析。手术和随访费用是通过将MCJCHV财务数据与每位患者的电子病历(EMR)合并得出的，并使用医疗保健生产者价格指数对通货膨胀进行了调整。代理头盔成本来源于第三方自付头盔价格。为了考虑可变成本和概率，使用TreeAge树形图软件计算总成本。

结果

开放修复发生在老年患者(平均年龄5.69 vs 2.96个月，p < 0.001)，需要更多的手术室时间(中位数203 vs 145分钟，p < 0.001)，更多的ICU天数(中位数3 vs 1天，p < 0.001)，更多的住院天数(中位数4 vs 1天，p < 0.001)，更频繁地需要输血(88% vs 6%的病例)。与接受开放手术的患者相比，接受内窥镜辅助手术的患者更经常需要术后矫形头盔(100% vs 6%)，随访门诊次数(中位数3次vs 3次，p = 0.487)和CT扫描次数(中位数3次vs 2次)相似，急诊就诊次数更少(中位数1次vs 3次)。TreeAge图表显示，总体而言，开放式修复比内窥镜辅助修复贵73%(31,314.10美元vs 18,081.47美元)。敏感性分析发现，手术/住院费用(平均30,475美元，SEM $547)与内窥镜辅助修复(平均13,746美元，SEM $833) (p < 0.001)是总体费用的最重要决定因素。比较初始手术/医院费用的双向敏感性分析证实，即使在最坏的初始修复情况下，开放式修复仍显着昂贵(最低差异为3254.81美元)。两组患者均未发生重大手术并发症或手术翻修。

结论

本研究结果表明，内窥镜辅助颅缝早闭修复术的成本显著高于开放修复术，其成本显著降低且结果相似，且初始手术/医院成本的差异远远超过头盔治疗和门诊管理相关的后续成本差异，尽管由于不同机构的实践和成本差异，需要在多中心研究中进行独立复制来证实。还需要更长期的结果来检验成本差异是否得以维持。

在开云手机版app下载安装最新版神经外科杂志:儿科学第开云体育app官方网站下载入口24卷:第2期(2019年8月)

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内镜下第三脑室造口术合并脉络膜丛烧灼失败患者的预测因素

安德鲁·t·黑尔，阿曼达·n·斯坦顿，赵世林，法扎尔·哈吉，斯蒂芬·r·甘农，Anastasia Arynchyna，约翰·c·韦伦斯，布兰登·g·罗克和罗伯特·p·纳夫特尔

客观的

内镜下第三脑室造口术(ETV)合并脉络膜丛烧灼术(CPC)失败时，可发现ETV造口关闭或打开。闭式造口术的失败可能表明一个人群可以从不断发展的技术中受益，以保持造口开放，并可能是重复ETV的候选人，而开放式造口术的失败可能是由于脑脊液动力学持续异常。本研究旨在确定ETV/CPC失败时造口状态的临床和影像学预测因素。

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作者对2013年1月至2016年10月期间初始ETV/CPC治疗失败的所有儿童脑积水患者进行了一项多中心回顾性队列研究。失败被定义为需要重复ETV或脑室-腹膜分流(VP)放置。收集临床和x线资料，并在随后的脑积水手术中通过内窥镜确定ETV造口状态。统计分析采用Mann-Whitney u检验、Wilcoxon秩和检验、t检验、Pearson卡方检验(适用时采用)以及多元逻辑回归。

结果

72例ETV/CPC失败中，28例(39%)为开放造口失败，44例(61%)为闭合造口失败。开放造口失败的患者年龄(中位校正妊娠年龄5.1周[四分位范围(IQR) 0.9-15.9周])比封闭造口失败的患者年龄(中位校正妊娠年龄0.2周[IQR−1.3 - 4.5周])大，单因素和多因素回归均有显著差异。脑积水的病因包括早产儿脑室内出血(32%)、脊髓脊膜膨出(29%)、先天性沟通(11%)、导水管狭窄(11%)、囊肿/肿瘤(4%)和其他原因(12%)。与闭合造口失败(中位数11.7 mm [IQR 8.9-16.5 mm]， p = 0.048)相比，更宽的基线第三脑室与开放造口失败(中位数15.0 mm [IQR 10.3-18.5 mm])相关。最后，在失败时，闭合造口失败的患者脑室增大(额枕角比[FOHR]，失败与基线，中位数0.06 [IQR - 0.11])，而开放造口失败的患者脑室大小没有变化(中位数0.01 [IQR−0.04 - 0.05]，p = 0.018)。在ETV/CPC失败时，以往的脑脊液定时手术、术中出血和到失败的时间与造口状态无关。

结论

较大的妊娠校正年龄、较大的基线第三脑室宽度以及FOHR无变化与开口ETV/CPC失败相关。未来的研究有必要进一步定义和确认可能预测ETV/CPC失败时造口状态的特征。

在开云手机版app下载安装最新版神经外科杂志:儿科学第开云体育app官方网站下载入口24卷:第1期(2019年7月)

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