Integrating cross-sectional imaging data into functional outcome prediction models for acute ischemic stroke of the anterior circulation - 22/01/26

Doi : 10.1016/j.neuri.2026.100260 
Frank te Nijenhuis , a , Matthijs van der Sluijs a , Pieter Jan van Doormaal a , Wim van Zwam g , Jeannette Hofmeijer f , Xucong Zhang e , Sandra Cornelissen a , Danny Ruijters c, d , Ruisheng Su a, b , Theo van Walsum a
a Department of Radiology & Nuclear Medicine, Erasmus MC, Rotterdam, The Netherlands 
b Department of Biomedical Engineering, Eindhoven University of Technology,Eindhoven, The Netherlands 
c Philips Healthcare, Best,The Netherlands 
d Department of Electrical Engineering, Eindhoven University of Technology,Eindhoven,The Netherlands 
e Faculty of Electrical Engineering, Mathematics and Computer Science, TU Delft,Delft,The Netherlands 
f Faculty of Science and Technology, University of Twente,Enschede, The Netherlands 
g Department of Radiology and Nuclear Medicine, Maastricht UMC+, Maastricht, The Netherlands 

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Highlights

Automated image analysis replaces radiological scoring in functional outcome prediction
The information contained in CTA and NCCT is not complementary to commonly acquired tabular data
Adding NCCT to a CTA image processing model does not improve performance
Performance of imaging based models reaches a plateau after 750 cases

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Graphical abstract




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Abstract

In acute ischemic stroke, large vessel occlusions of the anterior circulation are increasingly treated with endovascular therapy (EVT). The efficacy of this therapy depends on adequate treatment selection. Treatment decisions can be based on predictions of functional outcome. Most existing studies predict functional outcomes using clinical parameters. We set out to study functional outcome prediction performance by integrating imaging in a multimodal setting. Using a multi-center dataset containing 2927 patients, we compare the functional outcome prediction performances of clinical baseline models, including the clinically validated MR PREDICTS decision tool, image-based models with deep learning networks, and a multimodal approach combining clinical and imaging information. The predicted outcome measure is dichotomized modified Rankin Scale score 90 days after EVT. We perform sanity checks, hyperparameter optimization, and comparisons of effectiveness of using CTA, NCCT, or both images as input. Our experiments show that information extracted from CTA or NCCT images does not significantly improve the performance, as quantified using AUC, of functional outcome prediction methods compared to a baseline model. The multimodal approach may replace radiologically derived biomarkers, as its performance is non-inferior.

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Keywords : Ischemic stroke, Multimodal imaging, Deep learning, Artificial intelligence, Endovascular procedures, Predictive modelling


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