Summary
Deze video demonstreert het gebruik van een nieuw grafisch hulpmiddel voor het meten van de ruimtelijk gewogen calciumscore (SWCS), een alternatief voor de Agatston-score, voor het kwantificeren van verkalking van de kransslagader. De grafische tool berekent SWCS op basis van beeldgegevens van gated cardiale computertomografie en door de gebruiker gedefinieerde paden van de kransslagaders.
Abstract
De huidige standaard voor het meten van verkalking van de kransslagader om de mate van atherosclerose te bepalen, is door de Agatston-score te berekenen op basis van computertomografie (CT). De Agatston-score houdt echter geen rekening met pixelwaarden van minder dan 130 Hounsfield-eenheden (HU) en calciumgebieden van minder dan 1mm2. Vanwege deze drempelwaarde is de score niet gevoelig voor kleine, zwak verzwakkende gebieden van calciumafzetting en detecteert het mogelijk geen ontluikende microcalcificatie. Een recent voorgestelde metriek, de ruimtelijk gewogen calciumscore (SWCS), maakt ook gebruik van CT, maar bevat geen drempel voor HU en vereist geen verhoogde signalen in aaneengesloten pixels. Het SWCS is dus gevoelig voor zwak verzwakkende, kleinere calciumafzettingen en kan de meting van het risico op coronaire hartziekten verbeteren. Momenteel wordt het SWCS onderbenut vanwege de extra computationele complexiteit. Om de vertaling van de SWCS naar klinisch onderzoek en een betrouwbare, herhaalbare berekening van de score te bevorderen, was het doel van deze studie om een semi-automatische grafische tool te ontwikkelen die zowel de SWCS- als de Agatston-score berekent. Het programma vereist gated cardiale CT-scans met een calciumhydroxyapatietfantoom in het gezichtsveld. Het fantoom maakt het mogelijk om een wegingsfunctie af te leiden, waaruit het gewicht van elke pixel wordt aangepast, waardoor signaalvariaties en variabiliteit tussen scans kunnen worden beperkt. Met alle drie de anatomische weergaven tegelijkertijd zichtbaar, volgt de gebruiker het verloop van de vier belangrijkste kransslagaders door punten of interessegebieden te plaatsen. Functies zoals scrollen om in te zoomen, dubbelklikken om te verwijderen en aanpassing van helderheid/contrast, samen met schriftelijke begeleiding bij elke stap, maken het programma gebruiksvriendelijk en gebruiksvriendelijk. Zodra het traceren van de slagaders is voltooid, genereert het programma rapporten, die de scores en snapshots van zichtbaar calcium bevatten. De SWCS kan de aanwezigheid van subklinische ziekte aan het licht brengen, die kan worden gebruikt voor vroege interventie en veranderingen in levensstijl.
Introduction
Het meten van de hoeveelheid calcium in slagaders met behulp van computertomografie (CT) is een gevestigde manier om de ernst van coronaire atherosclerose te beoordelen. Het kennen en kwantificeren van de omvang van atherosclerose is de sleutel tot het bepalen van het risico op toekomstige coronaire hartziekten 1,2,3,4. De meest gebruikelijke manier om calcium in de kransslagaders te meten is met behulp van de Agatston-score5. Een deel van de berekening van de Agatston-score is echter afhankelijk van de intensiteit van de gekozen pixels, gemeten in Hounsfield Units (HU). Pixels kleiner dan 130 HU worden niet meegenomen in de berekening. Evenzo worden verkalkingen met een oppervlakte kleiner dan 1mm2 niet in aanmerking genomen. Vanwege deze drempels is de Agatston-score niet gevoelig voor kleine, zwak verzwakkende brandpunten van verkalking, die nog steeds belangrijk kunnen zijn bij het onthullen van de aanwezigheid van subklinische ziekte6.
Een eerder beschreven metriek, de ruimtelijk gewogen calciumscore (SWCS), werd voorgesteld om het risico op atherosclerotische plaque bij patiënten met lage niveaus van verkalking te beoordelen7. In tegenstelling tot de Agatston-score maakt de SWCS geen gebruik van signaaldrempels om de impact van beeldruis te verminderen. In plaats daarvan maakt het gebruik van een fantoom-een object met bekende concentraties calciumhydroxyapatiet (CHA) dat op de deelnemer wordt geplaatst, zodat het zich in het gezichtsveld van de scan bevindt. Hier werd tijdens de ontwikkeling een fantoom met 0 mg/ml, 50 mg/ml, 100 mg/ml en 200 mg/ml CHA gebruikt; In de huidige implementatie van de grafische tool zijn echter alleen de secties 0 mg/ml en 100 mg/ml vereist. Het fantoom wordt gebruikt om een scanspecifieke wegingsfunctie te creëren, die vervolgens wordt gebruikt om elk van de door de gebruiker geselecteerde pixels en zijn buren te wegen. Pixels met aangrenzende pixels met een hoog dempingsniveau krijgen meer gewicht dan pixels met een lager dempingsniveau. Dit proces maakt het SWCS ruistolerant en vergelijkbaar van scan tot scan8. De SWCS is continu en produceert een score, zelfs wanneer er lage niveaus van calcificatie zijn, waardoor de mate van atherosclerose kan worden gekwantificeerd wanneer de Agatston-score nul is. Door de evaluatie van microcalcificatie mogelijk te maken, zelfs wanneer de Agatston-score nul is, kan de SWCS belangrijk zijn bij het onthullen van de aanwezigheid van subklinische ziekte. Dit kan een beter begrip mogelijk maken van de genetische, omgevings- en andere risicofactoren bij atherosclerose 9,10. Een eerdere studie, waarin personen werden onderzocht met een Agatston-score van nul bij aanvang en niet-nul bij een follow-up ongeveer 15 jaar later, merkte op dat degenen met een hogere SWCS bij aanvang een hoger aantal coronaire hartziekten (CHD) hadden. De voorspellende kracht van het SWCS is vooral belangrijk bij jongere populaties, waar de detectie en monitoring van restrisico's op lange termijn nuttig kan zijn6.
Hier wordt een semi-automatische tool gepresenteerd voor het berekenen van de SWCS samen met de Agatston-score. De tool maakt gebruik van een grafische gebruikersinterface die draait op een compatibele programmeertaal. De gebruiker kan met de afbeeldingen communiceren om een laatste reeks rapporten te genereren, waaronder de twee calciumscores. Om te beginnen selecteert de gebruiker een casus, of een reeks DICOM-bestanden (Digital Imaging and Communications in Medicine), om in het programma in te voeren. Deze beelden moeten ingehouden CT-scans met elektrocardiogram zijn, die alleen tijdens de diastole worden verkregen om ademhalings- en hartbewegingen te voorkomen. Hoewel het programma operationeel is met alle cardiale CT-beelden, moeten de bronbeelden voldoen aan de minimale klinische calciumscorerichtlijnen11,12 om zinvolle resultaten te produceren. Ter referentie: een plakdikte van 3 mm, een piekbuisspanning van 100 kVp, een gemiddelde CT-dosisindex-vol van 1,19 mGy en een beeldresolutie van 512 x 512 pixels worden hier in het onderzoek gebruikt. Alle afbeeldingen die niet 512 x 512 pixels zijn, worden automatisch opnieuw gesampled in het programma om een adequate en consistente resolutie van kleine verkalkingsgebieden te garanderen. Zodra de afbeeldingen zijn geladen, kan de gebruiker ze zien in de axiale, sagittale en coronale weergaven. Men kan dan de helderheid en het contrast van de beelden aanpassen voor een betere visualisatie voordat de secties 0 mg/ml en 100 mg/ml van het fantoom worden geselecteerd. Vervolgens kan de gebruiker elk van de vier kransslagaders traceren - linker anterieure dalende (LAD), linker kransslagader (LCA), linker circumflex (LCX) en rechter kransslagader (RCA) - door een punt, een interessegebied (ROI) of een combinatie van beide te plaatsen om een grondige selectie van de pixels van een slagader mogelijk te maken, ongeacht hoe de slagader in het axiale vlak verschijnt. De gebruiker kan indien nodig punten en ROI's verwijderen en vervangen of opnieuw tekenen. Door op de SWCS-knop te klikken, worden de eindrapporten gegenereerd. Cases worden automatisch opgeslagen, zodat afbeeldingen, samen met de punten en ROI's, op een later tijdstip opnieuw kunnen worden geladen. Schriftelijke instructies zijn ook beschikbaar op elk punt tijdens het gebruik van het programma, waardoor het programma gemakkelijk te gebruiken is.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Deze studie werd uitgevoerd met goedkeuring van de Mount Sinai Institutional Review Board (HS-20-01011), en alle proefpersonen gaven schriftelijke geïnformeerde toestemming.
1. Voorbereiding voor het starten van het protocol
- Voor dit programma is een geschikte mappenstructuur nodig. Begin met het maken van een hoofdmap voor het project ergens op de computer door met de rechtermuisknop te klikken en de optie Nieuwe map te selecteren in de map bestanden. Alle ingevoerde DICOM-bestanden en resultaten worden opgeslagen in deze hoofdmap.
OPMERKING: Alle DICOM-headers die voor dit programma vereist zijn, zijn standaard. Daarom is het programma vertaalbaar naar verschillende scannerplatforms. - Maak in deze hoofdmap twee nieuwe mappen door met de rechtermuisknop te klikken en de optie Nieuwe map twee keer te selecteren.
- Wijzig de naam van de eerste van deze twee mappen om duidelijk te maken dat deze onbewerkte gegevens (bijv. Original_Data) opslaat door er met de rechtermuisknop op te klikken en de optie Naam wijzigen te selecteren.
- Maak een nieuwe map voor een bepaalde patiënt binnen deze Original_Data map door met de rechtermuisknop te klikken en de optie Nieuwe map te selecteren. Hernoem het als een geanonimiseerde patiënt-ID door met de rechtermuisknop op de map te klikken en de optie Naam wijzigen te selecteren. Importeer alleen de volledige set onbewerkte DICOM-bestanden voor deze patiënt in deze map.
- Herhaal stap 1.3.1 voor alle patiënten die in het programma moeten worden geanalyseerd.
- Hernoem de tweede van deze twee mappen als Meta_Data voor de opslag van resultaten door er met de rechtermuisknop op te klikken en de optie Naam wijzigen te selecteren. Deze map is leeg totdat het programma wordt uitgevoerd en de resultaten worden gegenereerd.
- Download het programmabestand (aanvullend bestand 1) en de omslagafbeelding (aanvullend bestand 2) en verplaats ze van de downloadmap naar de hoofdprojectmap door ze te slepen en neer te zetten. De uiteindelijke opzet van de projectmap zou er ongeveer zo uit moeten zien als in figuur 1.
Figuur 1: Formaat van de hoofdmap van het project. Deze afbeelding laat zien hoe de hoofdmap van het project moet worden gestructureerd en geformatteerd voor correct gebruik van het programma. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
2. Lancering van het programma
- Open de code van het programma door te dubbelklikken op het bestand in de hoofdmap van het project. Hierdoor wordt de software geopend en wordt de code van het programma weergegeven.
- Ga naar het editorvenster door er één keer op te klikken. Klik op de groene knop Uitvoeren in het bovenste lint van het tabblad Editor om het programma te starten. Het eerste programmavenster zou er na het openen uit moeten zien als de afbeelding in figuur 2.
OPMERKING: Schriftelijke instructies over de verwachte acties van de gebruiker en de voortgang van het genereren van resultaten worden tijdens het gebruik van het programma linksonder weergegeven. - Klik op de DICOM openen knop in de linkerbenedenhoek. Hierdoor wordt de map met bestanden geopend.
- Navigeer naar de hoofdmap van het project, de map met de originele gegevens en naar een patiënt om te analyseren. Klik één keer op de map van de patiënt zodat deze wordt gemarkeerd en klik op Openen.
- De afbeeldingen worden nu weergegeven in drie weergaven: axiaal, sagittaal en coronaal. Als u de muisaanwijzer op een bepaalde weergave plaatst en scrolt, gaan de segmenten in die weergave door. Het dradenkruis op elke weergave geeft de locatie van de aanwijzer op dat moment weer. Pas de helderheid en het contrast rechtsonder in het programma aan door de balken te verschuiven, zoals in afbeelding 3.
Figuur 2: Initieel programmavenster. Het programma heeft, wanneer het voor het eerst wordt gestart, de knoppen samen met een kunstafbeelding. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3: Grafische gebruikersinterface (GUI). Zodra afbeeldingen zijn geladen, toont de GUI van het programma drie anatomische weergaven van de afbeeldingen, samen met een dradenkruis op elke weergave, die de cursor vertegenwoordigt. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
3. Analyse van verkalking van de kransslagader
- Als u klaar bent om te beginnen met analyseren, klikt u op de 0 mg/ml Phantom-knop . Beweeg de muisaanwijzer over de axiale weergave en scrol omhoog of omlaag totdat het 0 mg/ml-gedeelte van het fantoom zichtbaar is.
- Verplaats de cursor naar het midden van het fantoom van 0 mg/ml in de axiale weergave. Observeer nu, zonder de cursor te verplaatsen, het dradenkruis in de sagittale en coronale weergaven.
- Scroll langzaam een paar plakjes op en neer totdat het dradenkruis in alle drie de weergaven zich in het midden van het fantoom van 0 mg/ml bevindt. Klik één keer om een raster van 10 bij 10 punten op het huidige segment en de aangrenzende twee segmenten te plaatsen. Als u dit doet, verschijnt er een rode cluster van cirkels in het axiale aanzicht en verschijnt er een kolom met drie punten in het sagittale en coronale aanzicht. Deze punten worden gebruikt bij de berekening van de wegingsfunctie.
- Herhaal stap 3.1-3.3 voor het fantoom van 100 mg/ml.
- Als een fantoom niet beschikbaar is of onbruikbaar is vanwege kwaliteitsproblemen, klikt u op de knop Geen fantoom om een aggregatie van 10 voorbeeldfantomen en de bijbehorende wegingsfunctie te gebruiken.
- Als u klaar bent met het selecteren van de fantomen, begint u met het traceren van elk van de vier kransslagaders door op een van de slagaderknoppen te klikken: LAD, LCA, LCX of RCA.
- Plaats de muisaanwijzer op de axiale weergave en scrol om naar het proximale of distale uiteinde van de gekozen slagader te navigeren. Let op de vorm van de slagader in deze plak.
- Als de vorm van de slagader cirkelvormig is in het axiale aanzicht van deze plak en maximaal 5 mm in diameter, volg dan deze substappen. Als het niet cirkelvormig is, ga dan verder met stap 3.9.
- Plaats een punt op de slagader door één keer op het midden van de slagader in de axiale weergave te klikken. Het geplaatste punt wordt weergegeven met een cirkel met een diameter van 5 mm. Als de slagader niet in de cirkel past, verwijder deze dan door erop te dubbelklikken en ga verder met stap 3.9 om een ROI te tekenen. Het punt zal ook verschijnen in de sagittale en coronale aanzichten.
- Als de slagader gemakkelijker te visualiseren is in het sagittale of coronale beeld, plaats daar dan een punt. Zorg ervoor dat het is uitgelijnd met het midden van de slagader in het axiale aanzicht.
- Als een geplaatst punt per ongeluk of niet optimaal is, kan het worden verwijderd door er snel op te dubbelklikken in een van de drie weergaven. De tekst linksonder geeft een melding dat het punt is verwijderd.
- Als de vorm van de slagader niet cirkelvormig is in het axiale vlak, volg dan de onderstaande stappen.
- Terwijl u ervoor zorgt dat de gewenste axiale schijf in beeld is, klikt u op de knop ROI tekenen. Scroll in het pop-upvenster om in/uit te zoomen en begin met één klik rond de slagader om deze te traceren, zoals in figuur 4.
OPMERKING: ROI's kunnen, in tegenstelling tot punten, alleen in de axiale weergave worden geplaatst. - Terwijl de ROI nog open is, kan de backspace-toets worden gebruikt om het vorige punt te verwijderen dat in de tracering van de slagader is geplaatst. Om de ROI te sluiten, dubbelklikt u op de plaats waar het laatste punt moet worden geplaatst of dubbelklikt u op het eerste geplaatste punt.
- Pas de gesloten ROI verder aan en verfijn deze door de perimeterpunten van de ROI te slepen of te dubbelklikken op de perimeter van een ROI om een punt toe te voegen.
- Zodra de ROI is gesloten, verschijnen er twee knoppen onderaan het pop-upvenster: Vergrendelen en ROI opnieuw tekenen. Als de ROI opnieuw moet worden getekend, klikt u op de knop ROI opnieuw tekenen om de huidige te wissen en een nieuwe te tekenen.
- Als u tevreden bent met de huidige ROI, klikt u op de knop Vergrendelen en sluit u het pop-upvenster door op de rode knop in de linkerbovenhoek (Mac) of de X-knop in de rechterbovenhoek (pc) van de pop-up te klikken.
- Een ROI kan worden verwijderd, zelfs als deze is vergrendeld, door te dubbelklikken op een van de perimeterpunten in de axiale weergave van het hoofdprogrammavenster (niet de pop-up).
- Terwijl u ervoor zorgt dat de gewenste axiale schijf in beeld is, klikt u op de knop ROI tekenen. Scroll in het pop-upvenster om in/uit te zoomen en begin met één klik rond de slagader om deze te traceren, zoals in figuur 4.
Afbeelding 4: Draw ROI-functie. Wanneer de optie ROI tekenen wordt gekozen, verschijnt er een pop-up van de huidige axiale segment. Het geel toont een ROI die eerder op deze plak is getekend. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
- Schuif een plak omhoog of omlaag in de axiale weergave en herhaal stap 3.8-3.9 totdat het einde van de gekozen slagader is bereikt. Als u klaar bent, klikt u opnieuw op de knop van de voltooide slagader om de tracering van de slagader te bekijken en ervoor te zorgen dat er geen toevallige punten zijn geplaatst.
OPMERKING: Er kan meer dan één punt of ROI op een bepaalde axiale plak worden geplaatst. Extra lijnen die twee ROI's op een slice met elkaar verbinden, kunnen worden genegeerd. Als er plakjes voor een bepaalde slagader niet zijn gelabeld, verschijnt er een foutmelding. Sluit het bericht en label de gemiste segment(en). - Ga verder met de volgende van de vier slagaders en herhaal stap 3.6-3.10.
- Wanneer alle vier de slagaders zijn getraceerd, klikt u op de SWCS-knop in de rechterbenedenhoek om de resultaten te genereren. Linksonder wordt de voortgang weergegeven en wordt "Done Processing" weergegeven wanneer u klaar bent. Sluit het programmavenster door op de rode knop in de linkerbovenhoek (Mac) of de X-knop in de rechterbovenhoek (pc) te klikken.
4. Toegang tot de resultaten
- Om toegang te krijgen tot de resultaten van de zojuist geanalyseerde casus, opent u de map bestanden en navigeert u naar de hoofdmap van het project. Ga naar de map Meta_Data en zie dat er een nieuwe map is verschenen met dezelfde naam als de oorspronkelijke gegevensmap voor dat onderwerp.
- In deze map bevinden zich drie soorten documenten: CSV's, PNG's en PDF's. Bekijk de PDF's om de uiteindelijke SWCS- en Agatston-score voor de zaak te krijgen, evenals de gebruikte wegingsfunctie.
OPMERKING: De CSV's slaan de coördinaten op van de verschillende punten/ROI's die bij het analyseren van dit onderwerp zijn geplaatst. Met deze CSV's kunnen de afbeeldingen van dit onderwerp op een latere dag opnieuw in het programma worden geopend en worden de vorige punten/ROI's automatisch weergegeven. Alle wijzigingen die in de zaak worden aangebracht, worden bij heropening automatisch doorgevoerd in de CSV's.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
De representatieve resultaten die in dit gedeelte worden weergegeven, laten zien wat een succesvol gebruik van het programma inhoudt. Hier wordt een patiënt met een Agatston-score groter dan nul als voorbeeld gebruikt. Zoals eerder besproken, bevatten de resultaten in de metadatamap van een patiënt spreadsheets in de vorm van CSV-bestanden, afbeeldingen in de vorm van PNG-bestanden en rapporten in de vorm van PDF-bestanden, zoals weergegeven in afbeelding 5. Het aantal PNG-bestanden verschilt van geval tot geval, aangezien alleen snapshots van geselecteerde pixels met merkbaar calcium (HU > 130) zijn opgenomen. Er zijn ook afbeeldingen van de wegingsfunctie, het fantoom en het traject van punten/ROI's voor elke slagader in de 3D-ruimte. Deze beelden verschijnen in de rapporten. Er is één rapport voor elke geanalyseerde slagader. De rapporten geven de SWCS en de Agatston-score, de wegingsfunctie, het punt-/ROI-traject en eventuele snapshots van het fantoom en de slagader. Een rapport met de totaalscores is ook inbegrepen en heeft alleen de scores en de wegingsfunctie. Figuur 6 laat zien hoe de eerste pagina van het LCX-rapport er in dit geval uitziet, terwijl figuur 7 representatieve afbeeldingen toont van de trajectgrafiek van de punten/ROI's, de fantoommomentopname en een merkbare calciummomentopname.
Om de berekening van de Agatston-score door het programma te valideren, werd een validatiestudie uitgevoerd waarin de output van het programma werd vergeleken met die van in de handel verkrijgbare software. In totaal werden 10 gevallen waarvan bekend is dat ze calcium in de kransslagaders hebben, geanalyseerd door twee beeldanalisten afzonderlijk op zowel het programma als de commerciële software. Gevallen met calcium in de slagaders werden gebruikt om Agatston-scores van nul te vermijden, wat niet nuttig zou zijn voor vergelijkingsdoeleinden. De totale Agatston-score (som van de Agatston-scores van elke slagader) van beide tools werd verzameld voor de 10 gevallen en geanalyseerd op een Bland-Altman-plot (Figuur 8). Het 95%-betrouwbaarheidsinterval lag ± 17 procentpunten van het gemiddelde.
Figuur 5: Inhoud van de resultatenmap. De metadatamap voor een bepaalde patiënt bevat de getoonde CSV-, PNG- en PDF-bestanden als het programma correct wordt gebruikt. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 6: LCX-rapport. Dit voorbeeld laat zien hoe de eerste pagina van een rapport eruit moet zien. De SWCS- en Agatston-score worden in rood weergegeven, samen met de mate van verkalking - het aantal plakjes dat is opgenomen in de berekening van de Agatston-score. De fantoom-afgeleide wegingsfunctie wordt ook weergegeven, die het gewicht van een bepaalde pixel weergeeft op basis van het verzwakkingsniveau. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 7: Diverse PNG's. Het rapport voor elke slagader bevat A) een grafiek met het traject van de gelabelde punten/ROI's, B) een momentopname van het fantoom en C) een of meer momentopnamen van merkbaar calcium, indien aanwezig. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 8: Validatie van de Agatston-score van het programma. Deze Bland-Altman-grafiek toont het procentuele verschil tussen de Agatston-score verkregen uit het programma en die verkregen uit de commerciële software voor 10 gevallen waarvan bekend is dat ze calcium bevatten in een of meer kransslagaders. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Aanvullend bestand 1: SWCS-code. Dit bestand bevat de code van het programma die moet worden uitgevoerd voor SWCS-metingen. Klik hier om dit bestand te downloaden.
Aanvullend dossier 2: Lamprocapnos spectabilis. Dit is de kunstafbeelding die wordt weergegeven in het hoofdvenster van het programma wanneer deze voor het eerst wordt gestart. Klik hier om dit bestand te downloaden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Hoewel het protocol voor dit programma relatief eenvoudig te volgen is, zijn er een paar cruciale stappen die nodig zijn voor succesvol gebruik en betrouwbare resultaten. Voordat u begint, is het belangrijk om ervoor te zorgen dat de patiëntgegevens die in dit programma worden gebruikt, geanonimiseerd zijn om de vertrouwelijkheid van de patiënt te waarborgen. De initiële opmaak en naamgeving van de hoofdmap van het project moet correct zijn, zodat het programma kan herkennen waar gegevens moeten worden opgehaald en geplaatst. Onjuiste naamgeving en/of plaatsing van mappen, met name de Meta_Data map, leidt tot fouten in het programma. Het niet opnemen van de omslagafbeelding in de map van het project leidt er ook toe dat het programma niet kan worden uitgevoerd, omdat het specifiek naar de afbeelding zoekt. Het is ook van cruciaal belang om ervoor te zorgen dat het ware centrum van elk fantoom wordt gekozen door alle drie de weergaven te controleren. Dit zorgt ervoor dat nauwkeurige punten worden getrokken, niet alleen uit de plak waar de punt is geplaatst, maar ook uit de plakjes erboven en eronder. Het plaatsen van een punt te hoog of te ver naar beneden in het fantoom kan ertoe leiden dat punten van lege ruimte, of lucht, worden gebruikt in de berekening van de wegingsfunctie. Ten slotte is het belangrijk om het programmavenster te sluiten nadat elke case is uitgevoerd. Om de beelden van een andere patiënt te analyseren, wordt het programma opnieuw gestart door op de knop Uitvoeren te klikken. Dit zorgt voor een goede beeldweergave in het programmavenster.
Aangezien het grootste deel van de gepresenteerde methode softwarematig is, omvat het oplossen van problemen voornamelijk het controleren van de invoer voor het programma. Zoals eerder vermeld, zijn de opmaak en naamgeving van de map van cruciaal belang en moeten ze het eerste zijn dat moet worden gecontroleerd wanneer u fouten tegenkomt. Een andere eenvoudige controle is ervoor te zorgen dat de albumhoes op de juiste locatie staat. Men moet er ook zeker van zijn dat alleen DICOM-bestanden in het programma worden ingevoerd; Elk ander bestandstype in de oorspronkelijke gegevensmap van de patiënt zal tot fouten leiden. Een andere, minder vaak voorkomende reden voor fouten in het programma is het niet downloaden van de juiste toolboxen voor de gekozen programmeertaal die nodig zijn voor DICOM-verwerking en enkele wiskundige berekeningen. Voor fouten die hier niet worden uitgelegd, is het handig om het helpcentrum van de software te gebruiken om fouten in het opdrachtvenster uit te leggen.
Hoewel deze methode effectief en succesvol is in het verkrijgen van een nauwkeurige SWCS, zijn er enkele beperkingen aan het programma. De afhankelijkheid van de mappenstructuur en -configuratie beperkt de manier waarop een gebruiker projectgegevens kan opslaan totdat de eindrapporten worden gegenereerd. Dit kan enige aanpassing vergen als de gebruiker niet gewend is aan de mappenstructuur die nodig is. Een andere beperking zit hem in het programma zelf. De mogelijkheid om alleen enkele punten of ROI's in vrije vorm te plaatsen en alle plakjes voor elke slagader te labelen, beperkt hoe snel slagaders kunnen worden getraceerd. Het feit dat elk pop-upvenster moet worden gesloten na het behalen van een ROI, draagt ook bij aan de hoeveelheid tijd die wordt besteed aan het analyseren van elke case. Ondanks deze beperkingen is deze methode voor het genereren van het SWCS echter effectief en gemakkelijk te leren.
De gepresenteerde methode is belangrijk vanwege het nieuwe karakter ervan. Hoewel de methode voor het berekenen van de SWCS grondig is uiteengezet door anderen7, bestaat er momenteel geen programma dat zowel de SWCS- als de Agatston-score semi-automatisch berekent. Het feit dat dit programma beide scores berekent, bespaart de gebruiker tijd door de extra stap van het gebruik van een ander programma om de Agatston-score te krijgen weg te laten. Naarmate het belang van het kwantificeren van lage niveaus van calcificatie blijft groeien6, zal ook de behoefte aan een programma dat de SWCS kan genereren, toenemen. Dit programma zal vooral nuttig zijn op het gebied van cardiologie, omdat de SWCS helpt de risicofactoren die verband houden met atherosclerose beter te begrijpen.
Concluderend is er een nieuwe tool geïmplementeerd om de SWCS- en Agatston-score te berekenen, waarbij de Agatston-score is gevalideerd aan de hand van een onafhankelijke tool. De tool zal een robuuste berekening van de SWCS mogelijk maken in toekomstige studies door meerdere gebruikers om het begrip en de detectie van subklinische coronaire hartziekten te bevorderen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs verklaren dat ze geen belangenconflicten hebben om bekend te maken.
Acknowledgments
Dit werk werd ondersteund door NIH-subsidie R01ES029967.
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 |
References
- O'Malley, P. G., Taylor, A. J., Jackson, J. L., Doherty, T. M., Detrano, R. C. Prognostic value of coronary electron-bean computed tomography for coronary heart disease events in asymptomatic populations. The American Journal of Cardiology. 85 (8), 945-948 (2000).
- Budoff, M. J., et al. Assessment of coronary artery disease by cardiac computed tomography. Circulation. 114 (16), 1761-1791 (2006).
- Rumberger, J. A., Simons, D. B., Fitzpatrick, L. A., Sheedy, P. F., Schwartz, R. S. Coronary artery calcium area by electron-beam computed tomography and coronary atherosclerotic plaque area. Circulation. 92 (8), 2157-2162 (1995).
- Mautner, G. C., et al. Coronary artery calcification: assessment with electron beam CT and histomorphometric correlation. Radiology. 192 (3), 619-623 (1994).
- Agatston, A. S., et al. Quantification of coronary artery calcium using ultrafast computed tomography. Journal of the American College of Cardiology. 15 (4), 827-832 (1990).
- Shea, S., et al. Spatially weighted coronary artery calcium score and coronary heart disease events in the multi-ethnic study of atherosclerosis. Circulation: Cardiovascular Imaging. 14 (1), e011981 (2021).
- Liang, C. J., Budoff, M. J., Kaufman, J. D., Kronmal, R. A., Brown, E. R. An alternative method for quantifying coronary artery calcification: the multi-ethnic study of atherosclerosis (MESA). BMC Medical Imaging. 12, 14 (2012).
- McCollough, C. H., et al. Coronary artery calcium: a multi-institutional, multimanufacturer international standard for quantification at cardiac CT. Radiology. 243 (2), 527-538 (2007).
- Detrano, R., et al. Coronary calcium as a predictor of coronary events in four racial or ethnic groups. The New England Journal of Medicine. 358 (13), 1336-1345 (2008).
- Budoff, M., et al. Cardiovascular events with absent or minimal coronary calcification: The Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA). American Heart Journal. 158 (4), 554-561 (2009).
- Hecht, H. S., et al. 2016 SCCT/STR guidelines for coronary artery calcium scoring of noncontrast noncardiac chest CT scans: A report of the Society of Cardiovascular Computed Tomography and Society of Thoracic Radiology. Journal of Cardiovascular Computed Tomography. 11 (1), 74-84 (2017).
- American College of Radiology. ACR-NASCI-SPR practice parameter for the performance and interpretation of cardiac computed tomography (CT). American College of Radiology. , (2021).
