Artykuł metodologiczny

Identyfikacja zwapnienia tętnic wieńcowych na skanach tomografii komputerowej bez bramki

DOI:

10.3791/57918

⸱

28 sierpnia 2018

 ,  ,  , 
1Gill Heart Institute, Division of Cardiovascular Medicine, University of Kentucky, 2Department of Radiology, University of Kentucky

W tym artykule

Podsumowanie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tutaj prezentujemy protokół do niezawodnej i systematycznej identyfikacji zwapnienia tętnic wieńcowych (CAC) na skanach klatki piersiowej lub brzucha za pomocą tomografii komputerowej (CT) bez bramkowania. CAC zapewnia obiektywną miarę choroby wieńcowej zarówno do celów badawczych, jak i klinicznych.

Streszczenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Zwapnienie tętnic wieńcowych (CAC) dostarcza obiektywnej miary choroby wieńcowej i może być łatwo zidentyfikowane na skanach tomografii komputerowej (CT) bez bramkowania z wysoką korelacją z bramkowanymi skanami CT serca. Ten ustandaryzowany protokół przyjmuje stopniowe podejście nie tylko do optymalizacji obrazu w celu identyfikacji zwapnienia, ale także do odróżnienia CAC od innych powszechnych przyczyn zwapnienia w sylwetce serca. Rozpoznanie CAC w niebramkowanej tomografii komputerowej pomaga zidentyfikować bardzo silny czynnik prognostyczny, który może wpływać na interwencje terapeutyczne lub dalsze badania diagnostyczne bez konieczności wykonywania bramkowanego skanu serca. Te niebramkowane skany CT są często pozyskiwane w ramach rutynowej opieki nad pacjentem, a dane te są łatwo dostępne bez kolejnej dawki promieniowania jonizującego. Protokół ten pozwala na precyzyjne i dokładne wyodrębnienie tych danych w celu retrospektywnej analizy danych w klinicznych badaniach naukowych, ale także w ocenie klinicznej i leczeniu pacjentów.

Wprowadzenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Choroba wieńcowa jest predyktorem poważnych niepożądanych zdarzeń sercowo-naczyniowych. CAC w tomografii komputerowej dostarcza obiektywnych dowodów na chorobę wieńcową i może zidentyfikować wcześniej niezdiagnozowanych pacjentów. Ponadto CAC ma istotną wartość prognostyczną. W szczególności brak CAC w bramkowanych skanach tomografii komputerowej serca identyfikuje populację pacjentów, która ma niskie ryzyko kolejnych zdarzeń sercowo-naczyniowych w wielu różnych podgrupach pacjentów, w tym u pacjentów z objawami sercowymi, a także u pacjentów bezobjawowych1,2. Przy ~ 70 milionach skanów CT wykonanych w Stanach Zjednoczonych i rosnącym wykorzystaniu, a około 11 - 12 milionów z tych skanów to skany CT klatki piersiowej, potencjał identyfikacji CAC u dużej liczby pacjentów pozostaje wysoki3. Jednak większość tomografii komputerowej klatki piersiowej wykonanych w tej analizie nie jest dedykowanymi tomografami komputerowymi serca. Dedykowane skany CT serca mają ustandaryzowaną grubość warstwy, protokoły akwizycji, bramkowanie elektrokardiograficzne (EKG) w celu zminimalizowania ruchu serca i protokoły rekonstrukcji. Istnieje również ustandaryzowana ocena ilościowa dla bramkowanych skanów CT serca przy użyciu skali Agatstona. System punktacji Agatston został dobrze zweryfikowany i powiązany z wynikami klinicznymi1,2.

CAC można łatwo zidentyfikować na tych niebramkowanych skanach tomografii komputerowej, ale często jest pomijany4. Wykazano dobrą korelację między CAC zidentyfikowanym na niebramkowanych skanach CT a wynikami Agatstona uzyskanymi z bramkowanych skanów CT (> 90% w analizie zbiorczej)5,6,7,8,9,10. W niebramkowanych skanach CT obecność CAC wiązała się z gorszymi wynikami klinicznymi; Natomiast nieobecność jest związana z korzyściami z zachorowalności i śmiertelności10,11,12,13,14,15.

Chociaż różne badania dotyczyły rokowania CAC w badaniach bez bramkowania, opublikowano niewiele danych na temat tego, jak najlepiej zidentyfikować CAC. Podjęto próby zidentyfikowania zautomatyzowanego podejścia do identyfikacji CAC w niskodawkowych skanach klatki piersiowej wykonanych do celów badań przesiewowych w kierunku raka płuc; Jednak tłumaczenie tego na inne protokoły badania jest bardzo ograniczone16. Wprowadzenie różnicowych tomografów komputerowych, protokołów i kontrastu (zarówno czasu, jak i ilości) ogranicza zastosowanie tego zautomatyzowanego podejścia. Próby Society of Cardiovascular Computed Tomography i Society of Thoracic Radiology mające na celu promowanie standardowego raportowania CAC na wszystkich klatkach piersiowych CT spotkały się z mieszanymi wynikami17. Chociaż w niniejszym dokumencie wytycznych przedstawiono ogólne ramy, szczegóły identyfikacji zwapnienia naczyń wieńcowych, szczególnie dla świadczeniodawców, którzy nie zajmują się rutynową wizualizacją anatomii naczyń wieńcowych, są ograniczone. Nie omówiono również strategii specyficznych dla tomografii komputerowej jamy brzusznej, badań kontrastowych i orzekania w trudnych przypadkach. W wielu badaniach publikuje się własne odtwarzalność między obserwatorami i wewnątrz obserwatorów w odniesieniu do zastosowanego protokołu; Nie ma jednak standardowego podejścia stosowanego w różnych badaniach.

Zdolność do konsekwentnej i niezawodnej identyfikacji CAC na tych niebramkowanych skanach CT pozwala na retrospektywne i prospektywne obserwacyjne badanie CAC w przewidywaniu wyników sercowo-naczyniowych w wielu różnych stanach. Konieczne jest jednak przyjęcie standardowego podejścia do identyfikacji CAC na skanach CT bez bramkowania, aby zapewnić odtwarzalność wyników, a także spójność w szkoleniu, aby pomóc w praktyce klinicznej.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ten protokół jest zgodny z wytycznymi określonymi przez Institutional Review Board i protokół badań z udziałem ludzi Uniwersytetu Kentucky.

1. Otwieranie przeglądarki obrazów

  1. Otwórz przeglądarkę obrazów używaną w instytucji, w której prowadzone jest badanie. Kliknij dwukrotnie ikonę na pulpicie, aby otworzyć przeglądarkę.
  2. Zaloguj się przy użyciu instytucjonalnej nazwy użytkownika i hasła.

2. Identyfikacja odpowiedniego pacjenta

  1. Kliknij ikonę Lista badań na pasku narzędzi.
  2. Z listy rozwijanej Kryteria wyszukiwania wybierz opcję Z identyfikatorem pacjenta równym.
  3. Wprowadź numer identyfikacyjny szpitala pacjenta.
  4. W sekcji Modalności kliknij Wszystkie modalności, aby odznaczyć wszystkie modalności obrazowania.
    1. Kliknij CT, aby wybrać tę modalność.
  5. W obszarze Regiony treści pozostaw wartość domyślną Wszystkie regiony treści.
  6. Następnie kliknij myszką na Znajdź.

3. Identyfikacja optymalnego badania

  1. Kliknij Wykonane na, aby uporządkować listę według daty badania.
  2. Następnie należy kliknąć na interesujące Cię badanie.
    UWAGA: Optymalnym badaniem jest tomografia komputerowa klatki piersiowej (z kontrastem lub bez). Gdy dostępnych jest wiele badań, należy użyć tomografii komputerowej, która może uwidocznić całe drzewo wieńcowe znajdujące się najbliżej punktu czasowego indeksu (w przypadku retrospektywnej analizy danych) lub najnowszego skanu TK (do celów klinicznych).

4. Identyfikacja optymalnej serii obrazów

  1. Kliknij myszką ikonę kafelka w prawym górnym rogu ekranu i podświetl pojedynczy kafelek. Kliknij, aby ekran stał się pojedynczym panelem.
  2. Najedź kursorem na ikonę serii w górnym rzędzie obrazów, aby zidentyfikować serię o grubości 3 mm (lub najbliższą 3 mm).
  3. Kliknij i przytrzymaj lewy przycisk myszy, przeciągnij tę ikonę na środek ekranu wyświetlania i zwolnij lewy przycisk myszy.
  4. Użyj środkowego paska przewijania myszy (lub alternatywnie przytrzymaj lewy przycisk myszy i przeciągnij w prawo), aby przewijać obrazy i zapewnić odpowiednią wizualizację drzewa wieńcowego.

5. Optymalizacja obrazów w celu uwydatnienia zwapnienia

  1. Przewiń obrazy, aż pojawi się obraz, na którym uwidoczniona jest jedna z tętnic wieńcowych.
  2. Kliknij prawym przyciskiem myszy i wybierz opcję Okno/Poziom.
  3. Kliknij Interaktywny W/L.
  4. Jako punkt wyjścia wpisz wartość 500 w polu W (okno).
  5. Jako punkt wyjścia wpisz 150 w polu L (poziom).
    UWAGA: Celem dostosowania ustawień okna i poziomu jest optymalizacja kontrastu między tłuszczem nasierdziowym [zwykle najniższa jednostka Hounsfielda (HU) w sylwetce serca], komorami serca a zwapnieniami lub strukturami metalowymi (zwykle najwyższy HU). Tomografia komputerowa z kontrastem, która wykorzystuje niższe kV, często wymaga najwyższego poziomu (często > 250 HU) i największego okna (często > 1000 HU). W przypadku skanów CT "niskodawkowych" (niskie mAs) bez kontrastu, należy użyć nieco niższego poziomu (0 - 150 HU).
  6. Ręcznie dostosuj okno, przytrzymując lewy przycisk myszy na poziomym suwaku i przesuwając go w prawo i w lewo (przesunięcie paska przewijania w prawo zwiększa okno).
  7. Ręcznie dostosuj poziom, przytrzymując lewy przycisk myszy na pionowym suwaku i przesuwając go w górę iw dół (przesuwanie paska przewijania w górę zwiększa poziom).
    UWAGA: Celem jest dostosowanie okna i poziomu, aby osiągnąć następujące cele: tłuszcz, w tym tłuszcz nasierdziowy, powinien być ciemnoszary do czarnego; mięsień sercowy powinien być nieco jaśniejszy szary; a wapń i metal powinny być białe.
  8. Kliknij Zamknij, aby zamknąć okno i okno poziomu i rozpocząć przeglądanie obrazów.

6. Rozpoznawanie zwapnienia tętnic wieńcowych

  1. Użyj środkowej kulki przewijania myszy, aby przewijać serię obrazów w górę iw dół, patrząc na jedną wieńcę na raz.
  2. Zaznacz (w osobnym dokumencie, arkuszu kalkulacyjnym itp.), czy zwapnienie tętnic wieńcowych jest obecne, czy nieobecne w każdej z czterech głównych nasierdziowych tętnic wieńcowych (Rysunek 1).
    UWAGA: Uważa się, że CAC jest obecny w lewej tętnicy zstępującej przedniej (LAD), lewej tętnicy obwodowej (LCx) lub prawej tętnicy wieńcowej (RCA), jeśli jest widoczny w samym naczyniu lub w jego gałęziach.

7. Techniki identyfikacji subtelnych obszarów zwapnienia

  1. Zidentyfikuj obszar wątpliwego zwapnienia tętnic wieńcowych.
  2. Kliknij prawym przyciskiem myszy na ekranie, aby wyświetlić menu.
  3. Kliknij Adnotacja.
  4. Następnie kliknij Eliptyczny ROI.
  5. Kliknij i przytrzymaj lewy przycisk myszy na obszarze zwapnienia i przesuń go w dół i w prawo, aby utworzyć okrąg lub elipsę wystarczająco dużą, aby pokryć obszar zwapnienia.
    UWAGA: Upewnij się, że obszar zainteresowania (ROI) jest wystarczająco duży, aby pokryć cały obszar potencjalnego zwapnienia i trochę tłuszczu nasierdziowego, ale wystarczająco mały, aby nie obejmować innych komór (zwłaszcza tych z kontrastem). Oprogramowanie następnie poda minimalną, maksymalną i średnią HU w obszarze bez regionu zainteresowania.
    1. Kliknij i przytrzymaj lewy przycisk myszy na środku obszaru zainteresowania, aby przesunąć go w razie potrzeby.
    2. Kliknij i przytrzymaj lewy przycisk myszy w rogach obszaru zainteresowania, aby w razie potrzeby dostosować rozmiar.
  6. Powtórz kroki 7.5 - 7.5.2, aby utworzyć kolejny obszar zainteresowania nad mostkiem, jasną strukturą kostną u góry ekranu.
  7. Powtórz kroki 7.5 - 7.5.2, aby utworzyć kolejny obszar zainteresowania nad aortą wstępującą.
  8. Porównaj maksymalną HU w obszarze potencjalnego zwapnienia z maksymalną HU w aorcie wstępującej i mostku.
    UWAGA: Sklasyfikuj obszar jako zwapnienie tętnicy wieńcowej, jeśli jest oddalony o więcej niż 2 odchylenia standardowe od maksymalnego HU w aorcie wstępującej. Zwapnienie tętnicy wieńcowej powinno mieć maksymalny HU bliższy maksymalnemu HU w mostku niż maksymalny HU w aorcie wstępującej (Rysunek 2).

8. Odróżnianie zwapnienia tętnic wieńcowych od innych źródeł zwapnienia

  1. Aby otworzyć oprogramowanie do przetwarzania końcowego, kliknij lewym przyciskiem myszy przycisk Start systemu Windows, a następnie kliknij oprogramowanie do przetwarzania końcowego. Teraz zaloguj się przy użyciu instytucjonalnej nazwy użytkownika i hasła.
  2. Aby otworzyć badanie i serię, wpisz identyfikator pacjenta lub imię i nazwisko pacjenta w odpowiednim polu w opcjach wyszukiwania w prawym górnym rogu ekranu. Następnie odznacz Data 1.
    1. Teraz kliknij Aktualizuj listę badań, a następnie wykonaj pojedyncze kliknięcie żądanego badania z listy wyników w lewym górnym rogu ekranu.
    2. Na poniższej liście serii kliknij serię, która ma na etykiecie plaster o grubości 3 mm.
  3. Kliknij i przytrzymaj środkowy pasek przewijania myszy na jednym z obrazów i przesuń mysz w górę, aby powiększyć, aby dobrze zwizualizować tętnice.
  4. Kliknij i przytrzymaj lewy przycisk myszy na środku każdego z krzyżyków, aby przesunąć je nad środek danego obszaru zwapnienia.
  5. Kliknij i przytrzymaj lewy przycisk myszy na znaczniku na krzyżu nitkowym, aby móc obrócić pozostałe dwa obrazy. Kontynuuj oglądanie pozostałych dwóch obrazów, aż sąsiednia struktura zainteresowania zostanie dobrze zwizualizowana.
    UWAGA: 3 obszary, które są najczęściej mylone ze zwapnieniem tętnicy wieńcowej, obejmują zwapnienie ściany aorty jako RCA lub zwapnienie lewej tętnicy głównej (LM), zwapnienie pierścienia mitralnego (mylone ze zwapnieniem LCx) lub zwapnienie pierścienia trójdzielnego (mylone ze zwapnieniem RCA) i zwapnienie osierdzia. Tętnice wieńcowe są otoczone tłuszczem nasierdziowym, podczas gdy inne sąsiednie struktury nie są.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Anatomia wieńcowa jest stosunkowo przewidywalna u większości pacjentów, jak opisano powyżej. Typowe lokalizacje do oceny tych naczyń są również łatwe do zidentyfikowania u większości pacjentów (Ryc. 1). Korzystając z opisanej metodologii, obecność lub brak CAC można wiarygodnie zidentyfikować u 84% pacjentów w pojedynczej kohorcie (267 z 317 możliwych pacjentów)15. Zdecydowana większość wykluczonych pacjentów nie miała wykonanej tomografii kompu...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Identyfikacja CAC jest niezwykle potężnym narzędziem prognostycznym, którego liczba stale rośnie, a literatura potwierdza jego zastosowanie w wielu różnych scenariuszach klinicznych. Większość piśmiennictwa koncentruje się na bramkowanych skanach CT serca w celu identyfikacji CAC, ale istnieją solidne dowody zarówno na korelację CAC z niebramkowanymi skanami TK, jak i na zdolność prognostyczną tego odkrycia. Biorąc pod uwagę wykorzystanie tomografii komputerowej w Stanach Zjednoczonych, a także stale rosnące obawy dotycz...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ta praca była wspierana przez National Institutes of Health [1TL1TR001997-01, 2016-2017].

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Microsoft Windows Server 2012 R2 StandardPowerEdge R7308F8KFB2Dane techniczne oprogramowania do przetwarzania końcowego: Procesor Intel(R) Xeon(R) E5-2609 v3 @ 1,90 GHz Intel(R) Xeon® CPU E5-2609 v3 @ 1.90GHz
IntuitionTerarecon4.4.12.xxxOprogramowanie do post-processingu
McKesson Radiology Viewing StationMcKessonStation Lite Wersja 1.0.0.182IP wersja 8.0.31.0
Komputer stacjonarny i monitor: Optiplex 9030 AIODellOptiplex 9030 AIOProcesor: Intel  Procesor Core i5-4590S @ 3,00 GHz, 3001Mhz, 4 rdzenie, 4 procesory logiczne

Bibliografia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Douglas, P., et al. Outcomes of anatomical versus function testing for coronary artery disease. The New England Journal of Medicine. 372 (14), 1291-1300 (2015).
  2. 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, 1336-1345 (2008).
  3. Sarma, A., et al. Radiation and chest CT scan examinations: what do we know. CHEST. 142, 750-760 (2012).
  4. Winkler, M. A., et al. Identification of coronary artery calcification and diagnosis of coronary artery disease by abdominal CT: A resident education continuous quality improvement project. Academic Radiology. 22 (6), 704-707 (2015).
  5. Budoff, M. J., et al. Coronary artery and thoracic calcium on noncontrast thoracic CT scans: comparison of ungated and gated examinations in patients from the COPD Gene cohort. Journal of Cardiovascular Computed Tomography. 5, 113-118 (2011).
  6. Einstein, A. J., et al. Agreement of visual estimation of coronary artery calcium from low-dose CT attenuation correction scans in hybrid PET/ CT and SPECT/CT with standard Agatston score. JACC: Journal of the American College of Cardiology. 56, 1914-1921 (2010).
  7. Kim, S. M., et al. Coronary calcium screening using low-dose lung cancer screening: effectiveness of MDCT with retrospective reconstruction. AJR. American Journal of Roentgenology. 190, 917-922 (2008).
  8. Kirsch, J., et al. Detection of coronary calcium during standard chest computed tomography correlates with multi-detector computed tomography coronary artery calcium score. The International Journal of Cardiovascular Imaging. 28, 1249-1256 (2012).
  9. Wu, M. T., et al. Coronary arterial calcification on low-dose ungated MDCT for lung cancer screening: concordance study with dedicated cardiac CT. AJR. American Journal of Roentgenology. 190, 923-928 (2008).
  10. Xie, X., et al. Validation and prognosis of coronary artery calcium scoring in non-triggered thoracic computed tomography: systematic review and meta-analysis. Circulation: Cardiovascular Imaging. 6, 514-521 (2013).
  11. Itani, Y., et al. Coronary artery calcification detected by a mobile helical computed tomography unit and future cardiovascular death: 4-year follow-up of 6120 asymptomatic Japanese. Heart and Vessels. 19, 161-163 (2004).
  12. Hughes-Austin, J. M., et al. Relationship of coronary calcium on standard chest CT scans with mortality. JACC: Cardiovascular Imaging. 9, 152-159 (2016).
  13. Shemesh, J., et al. Ordinal scoring of coronary artery calcifications on low-dose CT scans of the chest is predictive of death from cardiovascular disease. Radiology. 257, 541-548 (2010).
  14. Sarwar, A., et al. Diagnostic and prognostic value of absence of coronary artery calcification. JACC: Cardiovascular Imaging. 2, 675-688 (2009).
  15. Gupta, V. A., et al. Coronary artery calcification predicts cardiovascular complications after sepsis. Journal of Critical Care. 44, 261-266 (2017).
  16. Takx, R. A., et al. Automated coronary artery calcification scoring in non-gated chest CT: agreement and reliability. PLoS One. 9 (3), 91239(2014).
  17. 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 (2016).
  18. Erbel, R., et al. Progression of coronary artery calcification seems to be inevitable, but predictable - results of the Heinz Nixdorf recall (HNR) study. European Heart Journal. 35 (42), 2960-2971 (2014).
  19. Blaha, M. J., et al. Improving the CAC score by addition of regional measures of calcium distribution. JACC: Cardiovascular Imaging. 9, 1407-1416 (2016).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Niezatokowane skany CTprzegl darka obraz wregulacja poziomu oknajednostki Hounsfieldat uszcz epicardialnywizualizacja mi nia sercowegoidentyfikacja t tnic wie cowychretrospektywna analiza danychpoufno danych pacjenta

Powiązane artykuły