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Deep-Learning-Based Feature Encoding of Clinical Parameters for Patient Specific CTA Dose Optimization

Marja Fleitmann, Hristina Uzunova, Andreas Martin Stroth, Jan Gerlach, Alexander Fürschke, Jörg Barkhausen, Arpad Bischof, Heinz Handels

Abstract

The use of contrast agents in CT angiography examinations holds a potential health risk for the patient. Despite this, often unintentionally an excessive contrast agent dose is administered. Our goal is to provide a support system for the medical practitioner that advises to adjust an individually adapted dose. We propose a comparison between different means of feature encoding techniques to gain a higher accuracy when recommending the dose adjustment. We apply advanced deep learning approaches and standard methods like principle component analysis to encode high dimensional parameter vectors in a low dimensional feature space. Our experiments showed that features encoded by a regression neural network provided the best results. Especially with a focus on the 90% precision for the “excessive dose” class meaning that if our system classified a case as “excessive dose” the ground truth is most likely accordingly. With that in mind a recommendation for a lower dose could be administered without the risk of insufficient contrast and therefore a repetition of the CT angiography examination. In conclusion we showed that Deep-Learning-based feature encoding on clinical parameters is advantageous for our aim to prevent excessive contrast agent doses.
OriginalspracheDeutsch
TitelLecture Notes of the Institute for Computer Sciences, Social-Informatics and Telecommunications Engineering, LNICST
Seitenumfang8
Herausgeber (Verlag)Springer Science and Business Media Deutschland GmbH
Erscheinungsdatum2021
Seiten315-322
ISBN (Print)9783030705688
DOIs
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2021

UN SDGs

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  1. SDG 3 – Gesundheit und Wohlergehen
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  2. SDG 4 – Qualitativ hochwertige Bildung
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  3. SDG 9 – Industrie, Innovation und Infrastruktur
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  4. SDG 11 – Nachhaltige Städte und Gemeinschaften
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Strategische Forschungsbereiche und Zentren

  • Forschungsschwerpunkt: Biomedizintechnik
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