Полуавтоматический графический инструмент для измерения пространственно-взвешенной кальциевой оценки коронарных артерий по изображениям компьютерной томографии сердца

Summary

В этом видео демонстрируется использование нового графического инструмента для измерения пространственно-взвешенного кальциевого индекса (SWCS), альтернативы шкале Агатстона, для количественной оценки кальцификации коронарных артерий. Графический инструмент рассчитывает SWCS на основе данных изображений закрытой компьютерной томографии сердца и заданных пользователем путей коронарных артерий.

Abstract

В настоящее время стандартом измерения кальцификации коронарных артерий для определения степени атеросклероза является расчет балла Агатстона по данным компьютерной томографии (КТ). Однако оценка Агатстона не учитывает значения пикселей менее 130 единиц Хаунсфилда (HU) и кальциевые области менее 1^мм2. Из-за этого порогового значения шкала не чувствительна к небольшим, слабо ослабляющим участкам отложения кальция и может не обнаруживать зарождающуюся микрокальцификацию. Недавно предложенная метрика, называемая пространственно-взвешенной кальциевой оценкой (SWCS), также использует CT, но не включает пороговое значение для HU и не требует повышенных сигналов в смежных пикселях. Таким образом, SWCS чувствителен к слабо ослабляющим, меньшим отложениям кальция и может улучшить измерение риска ишемической болезни сердца. В настоящее время SWCS используется недостаточно из-за дополнительной вычислительной сложности. Чтобы способствовать внедрению SWCS в клинические исследования и надежному, воспроизводимому расчету баллов, целью данного исследования была разработка полуавтоматического графического инструмента, который рассчитывает как SWCS, так и оценку по шкале Агатстона. Программа требует проведения стробированной компьютерной томографии сердца с фантомом гидроксиапатита кальция в поле зрения. Фантом позволяет получить функцию взвешивания, с помощью которой корректируется вес каждого пикселя, что позволяет смягчить вариации сигнала и вариативность между сканированиями. Когда все три анатомических вида видны одновременно, пользователь отслеживает ход четырех основных коронарных артерий, размещая точки или области интереса. Такие функции, как прокрутка для масштабирования, двойной щелчок для удаления и регулировка яркости/контрастности, а также письменные инструкции на каждом этапе делают программу удобной и простой в использовании. После того, как отслеживание артерий завершено, программа генерирует отчеты, которые включают в себя оценки и снимки любого видимого кальция. SWCS может выявить наличие субклинического заболевания, которое может быть использовано для раннего вмешательства и изменения образа жизни.

Introduction

Измерение количества кальция в артериях с помощью компьютерной томографии (КТ) является общепринятым способом оценки тяжести коронарного атеросклероза. Знание и количественная оценка степени атеросклероза является ключом к определению риска развития ишемической болезни сердца^{в будущем} 1,2,3,4. Наиболее распространенным способом измерения кальция в коронарных артериях является оценка по шкале Агатстона⁵. Тем не менее, часть вычисления оценки Агатстона зависит от интенсивности выбранных пикселей, измеряемой в единицах Х....

Protocol

Это исследование было проведено с одобрения Институционального наблюдательного совета Маунт-Синай (HS-20-01011), и все испытуемые дали письменное информированное согласие.

1. Подготовка перед началом протокола

1. Для этой программы необходима соответствующая ст?.......

Discussion

Несмотря на то, что протокол этой программы относительно прост в исполнении, есть несколько важных шагов, которые необходимы для успешного использования и получения надежных результатов. Перед началом работы важно убедиться, что данные пациента, которые будут использоваться в этой пр?.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Calcium Hydroxyapatite	Sigma-Aldrich	289396-100G	Suspended in EpoxAcast 690 resin for phantom creation
Clinical Cardiac CT Scanner	Siemens	SOMATOM Force Dual Source CT	Used for the source images; Any cardiac CT will be sufficient
EpoxAcast 690	Smooth-On	03641	Used for phantom creation
MATLAB	Mathworks	R2019a	Requires Image Processing Toolbox and Statistics and Machine Learning Toolbox; Any version compatible with and able to run version R2019a scripts is sufficient
Standard Computer	N/A	N/A	macOS or Windows operating system
syngo.via	Siemens	VB60A_HF04	Commercial software used for computing Agatston score for validation study