Потенциальная роль радиомического анализа КТ-изображений эпикардиальной жировой ткани в прогнозе развития острого инфаркта миокарда

Автор: Попов Е.В., Ильюшенкова Ю.Н., Репин А.Н., Завадовский К.В., Сазонова С.И.

Журнал: Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины @cardiotomsk

Рубрика: Клинические исследования

Статья в выпуске: 3 т.38, 2023 года.

Бесплатный доступ

Введение. Мультиспиральная компьютерно-томографическая (МСКТ) коронароангиография (КАГ) является высокоинформативным методом визуализации атеросклеротических бляшек (АСБ) в коронарных артериях (КА) и оценки их структуры. В то же время данный метод имеет ряд существенных недостатков, связанных с внутривенным введением йодсодержащих рентгеноконтрастных средств, а также высокой лучевой нагрузкой. Радиомический анализ бесконтрастных МСКТ-изображений позволяет вычислять большое количество дополнительных количественных показателей, которые потенциально могут быть ассоциированы с нестабильностью АСБ и степенью стенозирования КА. В то же время прогностическая и диагностическая ценность радиомических характеристик не исследована.Цель: оценить наличие ассоциации между радиомическими показателями эпикардиальной жировой ткани (ЭЖТ) на бесконтрастных МСКТ-изображениях сердца и степенью атеросклеротического стеноза КА у больных стабильной ишемической болезнью сердца (ИБС), а также частотой развития острого инфаркта миокарда (ОИМ) в течение 5 лет у данной категории больных.Материал и методы. Ретроспективно нами были просмотрены 100 исследований МСКТ-КАГ, выполненных с целью диагностики коронарной болезни сердца у пациентов. Были отобраны 39 пациентов, у которых имелись признаки стенозирования КА до 50% и которые числились в медицинских информационных системах (МИС) г. Томска в течение не менее 5 лет, а также 15 человек без признаков атеросклероза КА в качестве группы контроля. На бесконтрастных МСКТ-изображениях сердца всех пациентов (54 чел.) оценивали объем ЭЖТ и вычисляли 837 радиомических характеристик. По данным МИС г. Томска отслеживали факт наличия или отсутствия перенесенного в течение 5 лет после МСКТ-КАГ ОИМ у каждого больного. Статистическое сравнение показателей выполняли в группе контроля (группа 2) и в группе исследования (группа 1), а также в подгруппах больных с ОИМ (группа 1б) и без него (группа 1а).Результаты. При сравнении группы 1 с группой контроля 2 были установлены значимые отличия (p 0,05), однако существенно различались 7 из 837 радиомических показателей. Множественный регрессионный анализ продемонстрировал, что «Нормализованная неоднородность зоны серого цвета» (Size Zone Nonuniformity) матрицы зоны уровней серого цвета (SZN - GLSZM) и «Дисперсия уровней серого цвета» (Gray Level Variance - GLCM) матрицы совместного возникновения уровней серого цвета являются независимыми предикторами развития ОИМ в течение 5 лет. По результатам ROC-анализа, логистическая модель c включением данных радиомических характеристик продемонстрировала высокие показатели чувствительности и специфичности в прогнозе развития ОИМ (cut-off point function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }

Еще

Радиомика, текстурный анализ, острый коронарный синдром, атеросклероз

Короткий адрес: https://sciup.org/149143635

IDR: 149143635   |   УДК: 616.11-018.26-073.756.8-037:616.127-005.8-036.11   |   DOI: 10.29001/2073-8552-2023-39-3-143-152

The potential role of radiochemical analysis of CT images of epicardial adipose tissue in the prognosis of acute myocardial infarction

Introduction. Multispiral computed tomography (MSCT) coronary angiography (CAG) is a highly informative method of visualizing atherosclerotic plaques in the coronary arteries and assessing their structure. At the same time, this method has a few significant drawbacks associated with the intravenous administration of iodine-containing radiopaque agents as well as high radiation exposure. The radiomic analysis of contrast-free MSCT images allows calculating many additional quantitative parameters, which can potentially be associated with atherosclerotic plaque instability and the degree of coronary artery stenosis. At the same time, the prognostic and diagnostic value of radiomic characteristics has not been investigated.Aim: To assess whether there is an association between radiomic indexes of EAT on non-contrast MSCT cardiac images with the degree of atherosclerotic coronary artery stenosis in patients with stable CAD, as well as the incidence of acute coronary syndrome (ACS) within 5 years in this category of patients.Material and Methods. We retrospectively reviewed 100 MSCT-CAG studies performed to diagnose coronary heart disease in patients. 39 patients with signs of coronary stenosis up to 50% and registered in Tomsk medical information systems (MIS) for at least 5 years were selected, as well as 15 people without signs of coronary arteries (CA) atherosclerosis as a control group. Epicardial adipose tissue (EAT) volume was assessed and 837 radiomic characteristics were calculated on non-contrasted MSCT cardiac images of all patients (54 people). The presence or absence of ACS within 5 years after MSCT-CAG in each patient was monitored according to Tomsk MIS data. Statistical analysis and comparison of indices were performed in control group (group 2) and study group (group 1), as well as in subgroups of patients who had suffered AMI (group 1a) and those who had not (group 1b).Results. When comparing group 1 with the control group, significant differences (p 0.05), however, 8 out of 837 radiomic parameters differed significantly. Multiple regression analysis has shown that the Size Zone Nonuniformity gray level zone matrix (SZN-GLSZM) and Gray Level Variance (GLCM) gray co-occurrence matrix are independent predictors of the development of ACS within 5 years. According to the results of the ROC analysis, the logistic model with the inclusion of radiomic data showed high sensitivity and specificity in predicting the development of ACS (cut-off point function show_eabstract() { $('#eabstract1').hide(); $('#eabstract2').show(); $('#eabstract_expand').hide(); }

Еще

Список литературы Потенциальная роль радиомического анализа КТ-изображений эпикардиальной жировой ткани в прогнозе развития острого инфаркта миокарда

  • Ferrari R., Rosano G. 2019 guidelines for the diagnosis and management of chronic coronary syndromes: congratulations and criticism [published correction appears in: Eur. Heart J. Cardiovasc. Pharmacother. 2021;7(3):179]. Eur. Heart J. Cardiovasc. Pharmacother. 2020;6(5):331–332. DOI: 10.1093/ehjcvp/pvaa006.
  • Меркулова И.Н., Шария М.А., Миронов В.М., Шабанова М.С., Веселова Т.Н., Гаман С.А. и др. Возможности компьютерной томографии в выявлении атеросклеротических бляшек высокого риска у больных с острым коронарным синдромом без подъема сегмента ST: сопоставление с внутрисосудистым ультразвуковым исследованием. Кардиология. 2020;60(12):64–75. [Merkulova I.N., Shariya M.A., Mironov V.M., Shabanova M.S., Veselova T.N., Gaman S.A. et al. Computed tomography coronary angiography possibilities in “high risk” plaque identification in patients with non-ST-elevation acute coronary syndrome: comparison with intravascular ultrasound. Kardiologiia. 2020;60(12):64–75. (In Russ.)]. DOI: 10.18087/cardio.2020.12. n1304.
  • Mayerhoefer M.E., Materka A., Langs G., Häggström I., Szczypiński P., Gibbs P. et al. Introduction to Radiomics. J. Nucl. Med. 2020;61(4):488–495. DOI: 10.2967/jnumed.118.222893.
  • Попов Е.В., Анашбаев Ж.Ж., Мальцева А.Н., Сазонова С.И. Радиомические характеристики текстурных изменений эпикардиальной жировой ткани при атеросклеротическом поражении коронарных артерий. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2021;10(4):6–16. [Popov E.V., Anashbaev Z.Z., Maltseva A.N., Sazonova S.I. Radiomic features of epicardial adipose tissue in coronary atherosclerosis. Complex Issues of Cardiovascular Diseases. 2021;10(4):6–16. (In Russ.)]. DOI: 10.17802/2306-1278-2021-10-4-6-16.
  • Cheng K., Lin A., Yuvaraj J., Nicholls S.J., Wong D.T.L. Cardiac computed tomography radiomics for the non-invasive assessment of coronary inflammation. Cells. 2021;10(4):879. DOI: 10.3390/cells10040879.
  • Kolossváry M., Jávorszky N., Karády J., Vecsey-Nagy M., Dávid T.Z., Simon J. et al. Effect of vessel wall segmentation on volumetric and radiomic parameters of coronary plaques with adverse characteristics. J. Cardiovasc. Comput. Tomogr. 2021;15(2):137–145. DOI: 10.1016/j.jcct.2020.08.001.
  • Kolossváry M., Karády J., Szilveszter B., Kitslaar P., Hoffmann U., Merkely B. et al. Radiomic features are superior to conventional quantitative computed tomographic metrics to identify coronary plaques with napkin-ring sign. Circ. Cardiovasc. Imaging. 2017;10(12):e006843. DOI: 10.1161/CIRCIMAGING.117.006843.
  • Kolossváry M., Park J., Bang J.I., Zhang J., Lee J.M., Paeng J.C. et al. Identification of invasive and radionuclide imaging markers of coronary plaque vulnerability using radiomic analysis of coronary computed tomography angiography. Eur. Heart J. Cardiovasc. Imaging. 2019;20(11):1250–1258. DOI: 10.1093/ehjci/jez033.
  • Kolossváry M., Karády J., Kikuchi Y., Ivanov A., Schlett C.L., Lu M.T. et al. Radiomics versus Visual and histogram-based assessment to identify atheromatous lesions at coronary CT angiography: An ex vivo study. Radiology. 2019;293(1):89–96. DOI: 10.1148/radiol.2019190407.
  • Kolossváry M., De Cecco C.N., Feuchtner G., Maurovich-Horvat P. Advanced atherosclerosis imaging by CT: Radiomics, machine learning and deep learning. J. Cardiovasc. Comput. Tomogr. 2019;13(5):274–280. DOI: 10.1016/j.jcct.2019.04.007.
  • Oikonomou E.K., Siddique M., Antoniades C. Artificial intelligence in medical imaging: A radiomic guide to precision phenotyping of cardiovascular disease. Cardiovasc. Res. 2020;116(13):2040–2054. DOI: 10.1093/cvr/cvaa021.
  • Oikonomou E.K., Williams M.C., Kotanidis C.P., Desai M.Y., Marwan M., Antonopoulos A.S. et al. A novel machine learning-derived radiotranscriptomic signature of perivascular fat improves cardiac risk prediction using coronary CT angiography. Eur. Heart J. 2019;40(43):3529–3543. DOI: 10.1093/eurheartj/ehz592.
  • I lyushenkova J., Sazonova S., Popov E., Zavadovsky K., Batalov R., Archakov E. et al. Radiomic phenotype of epicardial adipose tissue in the prognosis of atrial fi brillation recurrence after catheter ablation in patients with lone atrial fi brillation. J. Arrhythm. 2022;38(5):682–693. DOI: 10.1002/joa3.12760.
  • Zwanenburg A., Vallières M., Abdalah M.A., Aerts H.J.W.L., Andrearczyk V., Apte A. et al. The image biomarker standardization initiative: Standardized quantitative radiomics for high-throughput image-based phenotyping. Radiology. 2020;295(2):328–338. DOI: 10.1148/radiol.2020191145.
  • Fedorov A., Beichel R., Kalpathy-Cramer J., Finet J., Fillion-Robin J.C., Pujol S. et al. 3D Slicer as an image computing platform for the Quantitative Imaging Network. Magn. Reson. Imaging. 2012;30(9):1323–1341. DOI: 10.1016/j.mri.2012.05.001.
  • L ambin P., Rios-Velazquez E., Leijenaar R., Carvalho S., van Stiphout R.G., Granton P. et al. Radiomics: extracting more information from medical images using advanced feature analysis. Eur. J. Cancer. 2012;48(4):441–446. DOI: 10.1016/j.ejca.2011.11.036.
  • Hamm C.W., Bassand J.P., Agewall S., Bax J., Boersma E., Bueno H. et al. ESC Guidelines for the management of acute coronary syndromes in patients presenting without persistent ST-segment elevation: The Task Force for the management of acute coronary syndromes (ACS) in patients presenting without persistent ST-segment elevation of the European Society of Cardiology (ESC). Eur. Heart J. 2011;32(23):2999–3054. DOI: 10.1093/eurheartj/ehr236.
  • Writing Committee Members, Gulati M., Levy P.D., Mukherjee D., Amsterdam E., Bhatt D.L. et al. 2021 AHA/ACC/ASE/CHEST/SAEM/ SCCT/SCMR Guideline for the evaluation and diagnosis of chest pain: A report of the American College of Cardiology/American Heart Association Joint Committee on Clinical Practice Guidelines. J. Cardiovasc. Comput. Tomogr. 2022;16(1):54–122. DOI: 10.1016/j.jcct.2021.11.009.
  • Antonopoulos A.S., Sanna F., Sabharwal N., Thomas S., Oikonomou E.K., Herdman L. et al. Detecting human coronary infl ammation by imaging perivascular fat. Sci. Transl. Med. 2017;9(398):eaal2658. DOI: 10.1126/scitranslmed.aal2658.
  • Lee S., Han K., Suh Y.J. Quality assessment of radiomics research in cardiac CT: a systematic review. Eur. Radiol. 2022;32(5):3458–3468. DOI: 10.1007/s00330-021-08429-0.
Еще