Background. Subdural hematoma (SDH) is a common neurosurgical emergency, with increasing incidence in aging populations. Rapid and accurate identification is essential to guide timely intervention, yet existing automated tools focus primarily on detection and provide limited interpretability or spatial localization. There remains a need for transparent, high-performing systems that integrate multimodal clinical and imaging information to support real-time decision-making. Methods. We developed a multimodal deep-learning framework that integrates structured clinical variables, a 3D convolutional neural network trained on CT volumes, and a transformer-enhanced 2D segmentation model for SDH detection and localization. Using 25,315 head CT studies from Hartford HealthCare (2015--2024), of which 3,774 (14.9\%) contained clinician-confirmed SDH, tabular models were trained on demographics, comorbidities, medications, and laboratory results. Imaging models were trained to detect SDH and generate voxel-level probability maps. A greedy ensemble strategy combined complementary predictors. Findings. Clinical variables alone provided modest discriminatory power (AUC 0.75). Convolutional models trained on CT volumes and segmentation-derived maps achieved substantially higher accuracy (AUCs 0.922 and 0.926). The multimodal ensemble integrating all components achieved the best overall performance (AUC 0.9407; 95\% CI, 0.930--0.951) and produced anatomically meaningful localization maps consistent with known SDH patterns. Interpretation. This multimodal, interpretable framework provides rapid and accurate SDH detection and localization, achieving high detection performance and offering transparent, anatomically grounded outputs. Integration into radiology workflows could streamline triage, reduce time to intervention, and improve consistency in SDH management.


翻译:背景。硬膜下血肿(SDH)是一种常见的神经外科急症,在老龄化人群中发病率逐渐上升。快速准确的识别对于指导及时干预至关重要,然而现有的自动化工具主要侧重于检测,且可解释性或空间定位能力有限。目前仍需要透明、高性能的系统,能够整合多模态临床与影像信息以支持实时决策。方法。我们开发了一个多模态深度学习框架,整合了结构化临床变量、基于CT体积训练的3D卷积神经网络,以及用于SDH检测与定位的Transformer增强型2D分割模型。使用来自Hartford HealthCare(2015–2024年)的25,315例头部CT研究,其中3,774例(14.9%)包含临床医生确认的SDH,基于人口统计学、合并症、用药和实验室结果训练了表格模型。影像模型被训练用于检测SDH并生成体素级概率图。采用贪婪集成策略组合了互补的预测因子。结果。仅临床变量提供了中等区分能力(AUC 0.75)。基于CT体积和分割衍生图训练的卷积模型实现了显著更高的准确率(AUC分别为0.922和0.926)。整合所有组件的多模态集成取得了最佳整体性能(AUC 0.9407;95% CI,0.930–0.951),并生成了与已知SDH模式一致的解剖学意义明确的定位图。结论。该多模态、可解释的框架提供了快速准确的SDH检测与定位,实现了高检测性能,并提供了透明、基于解剖学的输出。将其整合到放射学工作流程中可优化分诊流程,缩短干预时间,并提高SDH管理的一致性。

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