Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Bioengineering

Halvautomatiskt grafiskt verktyg för mätning av kranskärlsviktad kalciumpoäng från gated cardiac computed tomography Images

Published: September 22, 2023 doi: 10.3791/65458

Summary

Den här videon visar användningen av ett nytt grafiskt verktyg för att mäta den rumsligt viktade kalciumpoängen (SWCS), ett alternativ till Agatston-poängen, för att kvantifiera kranskärlsförkalkning. Det grafiska verktyget beräknar SWCS baserat på bilddata från datortomografi med gated heart och användardefinierade banor i kranskärlen.

Abstract

Den nuvarande standarden för att mäta kranskärlsförkalkning för att bestämma omfattningen av åderförkalkning är genom att beräkna Agatston-poängen från datortomografi (CT). Agatston-poängen tar dock inte hänsyn till pixelvärden som är mindre än 130 Hounsfield-enheter (HU) och kalciumområden som är mindre än 1mm2. På grund av denna tröskel är poängen inte känslig för små, svagt dämpande regioner av kalciumdeposition och kanske inte upptäcker begynnande mikroförkalkning. Ett nyligen föreslaget mått som kallas spatially weighted calcium score (SWCS) använder också CT men inkluderar inte ett tröskelvärde för HU och kräver inte förhöjda signaler i sammanhängande pixlar. Således är SWCS känsligt för svagt dämpande, mindre kalciumavlagringar och kan förbättra mätningen av risken för kranskärlssjukdom. För närvarande är SWCS underutnyttjat på grund av den ökade beräkningskomplexiteten. För att främja översättning av SWCS till klinisk forskning och tillförlitlig, repeterbar beräkning av poängen var syftet med denna studie att utveckla ett halvautomatiskt grafiskt verktyg som beräknar både SWCS- och Agatston-poängen. Programmet kräver gated hjärt-CT-skanningar med en kalciumhydroxiapatitfantom i synfältet. Fantomen gör det möjligt att härleda en viktningsfunktion, från vilken varje pixels vikt justeras, vilket möjliggör minskning av signalvariationer och variabilitet mellan skanningar. Med alla tre anatomiska vyer synliga samtidigt, spårar användaren förloppet av de fyra huvudkransartärerna genom att placera ut punkter eller regioner av intresse. Funktioner som rullning för att zooma, dubbelklicka för att ta bort och justering av ljusstyrka/kontrast, tillsammans med skriftlig vägledning vid varje steg, gör programmet användarvänligt och enkelt att använda. När spårningen av artärerna är klar genererar programmet rapporter, som inkluderar poäng och ögonblicksbilder av eventuellt synligt kalcium. SWCS kan avslöja förekomst av subklinisk sjukdom, som kan användas för tidig intervention och livsstilsförändringar.

Introduction

Att mäta mängden kalcium i artärerna med hjälp av datortomografi (CT) är ett etablerat sätt att bedöma svårighetsgraden av kranskärlsförkalkning. Att känna till och kvantifiera omfattningen av åderförkalkning är nyckeln till att bestämma risken för framtida kranskärlssjukdom 1,2,3,4. Det vanligaste sättet att mäta kalcium i kranskärl är att använda Agatston-poängen5. En del av beräkningen av Agatston-poängen är dock beroende av intensiteten hos de valda pixlarna, mätt i Hounsfield-enheter (HU). Pixlar som är mindre än 130 HE tas inte med i beräkningen. På samma sätt beaktas inte förkalkningar med en yta mindre än 1mm2. På grund av dessa trösklar är Agatston-poängen inte känslig för små, svagt dämpande förkalkningshärdar, vilket fortfarande kan vara viktigt för att avslöja förekomsten av subklinisk sjukdom6.

Ett tidigare beskrivet mått som kallas spatialt viktad kalciumpoäng (SWCS) föreslogs för att bedöma risken för aterosklerotiska plack hos patienter med låga nivåer avförkalkning7. Till skillnad från Agatston-poängen använder SWCS inte signaltrösklar för att minska effekten av bildbrus. Istället använder den sig av ett fantom-ett objekt med kända koncentrationer av kalciumhydroxiapatit (CHA) placerat på deltagaren så att det är i skanningens synfält. Här användes en fantom med 0 mg/ml, 50 mg/ml, 100 mg/ml och 200 mg/ml CHA under utvecklingen; I den nuvarande implementeringen av det grafiska verktyget krävs dock endast avsnitten 0 mg/ml och 100 mg/ml. Fantomen används för att skapa en skanningsspecifik viktningsfunktion, som sedan används för att väga var och en av de användarvalda pixlarna samt dess grannar. Pixlar med intilliggande pixlar som har en hög dämpningsnivå får större vikt än de som omges av pixlar med lägre dämpningsnivåer. Denna process gör SWCS tolerant mot brus och jämförbar från skanning till skanning8. SWCS är kontinuerlig och ger en poäng även när det finns låga nivåer av förkalkning, vilket möjliggör kvantifiering av omfattningen av åderförkalkning när Agatston-poängen är noll. Genom att tillåta utvärdering av mikroförkalkning även när Agatston-poängen är noll kan SWCS vara viktigt för att avslöja förekomsten av subklinisk sjukdom. Detta kan ge en bättre förståelse för de genetiska, miljömässiga och andra riskfaktorerna för åderförkalkning 9,10. En tidigare studie, som undersökte individer med en Agatston-poäng på noll vid baslinjen och icke-noll vid en uppföljning cirka 15 år senare, observerade att de med en högre SWCS vid baslinjen hade en högre frekvens av koronarhjärtsjukdom (CHD). SWCS prediktiva förmåga är särskilt viktig i yngre populationer, där upptäckt och övervakning av kvarstående risker på lång sikt kan vara till hjälp6.

Här presenteras ett halvautomatiskt verktyg för att beräkna SWCS tillsammans med Agatston-poängen. Verktyget använder ett grafiskt användargränssnitt som körs på ett kompatibelt programmeringsspråk. Användaren kan interagera med bilderna för att generera en slutlig serie rapporter, som innehåller de två kalciumpoängen. Till att börja med väljer användaren ett ärende eller en serie DICOM-filer (Digital Imaging and Communications in Medicine) som ska matas in i programmet. Dessa bilder måste vara andningshållna, EKG-styrda CT-skanningar, tagna endast under diastole för att undvika andnings- och hjärtrörelser. Även om programmet är i drift med alla CT-bilder av hjärtat, för att ge meningsfulla resultat, bör källbilderna uppfylla de lägsta kliniska riktlinjerna för kalciumpoäng11,12. Som referens används en skivtjocklek på 3 mm, topprörspänning på 100 kVp, genomsnittligt CT-dosindex-vol på 1,19 mGy och bildupplösning på 512 x 512 pixlar i studien här. Alla bilder som inte är 512 x 512 pixlar samplas automatiskt om i programmet för att säkerställa tillräcklig och konsekvent upplösning av små förkalkningsområden. När bilderna har laddats kan användaren se dem i axiella, sagittala och koronala vyer. Man kan sedan justera ljusstyrkan och kontrasten på bilderna för bättre visualisering innan man väljer 0 mg/ml och 100 mg/ml sektioner av fantomen. Därefter kan användaren spåra vart och ett av de fyra kranskärlen - vänster främre nedåtgående (LAD), vänster kranskärl (LCA), vänster cirkumflex (LCX) och höger kranskärl (RCA) - genom att placera antingen en punkt, ett intresseområde (ROI) eller en kombination av båda för att möjliggöra ett grundligt urval av en artärs pixlar oavsett hur artären ser ut i det axiella planet. Användaren kan ta bort och ersätta eller rita om poäng och ROI efter behov. Genom att klicka på SWCS-knappen genereras slutrapporterna. Ärenden sparas automatiskt så att bilder, tillsammans med poäng och ROI, kan laddas om vid ett senare tillfälle. Skriftliga instruktioner finns också tillgängliga vid varje tillfälle när du använder programmet, vilket gör programmet lätt att använda.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Denna studie genomfördes med godkännande av Mount Sinai Institutional Review Board (HS-20-01011), och alla försökspersoner gav skriftligt informerat samtycke.

1. Förberedelser innan protokollet påbörjas

  1. Lämplig mappstruktur är nödvändig för detta program. Börja med att skapa en huvudmapp för projektet var som helst på datorn genom att högerklicka och välja alternativet Ny mapp i filkatalogen. Alla DICOM-indatafiler och resultat lagras i den här huvudmappen.
    OBS: Alla DICOM-rubriker som krävs av detta program är standard. Därför är programmet översättbart över skannerplattformar.
  2. I den här huvudmappen skapar du två nya mappar genom att högerklicka och välja alternativet Ny mapp två gånger.
  3. Byt namn på den första av dessa två mappar för att göra det uppenbart att den lagrar rådata (t.ex. Original_Data) genom att högerklicka på den och välja alternativet Byt namn .
    1. Skapa en ny mapp för en viss patient i den här Original_Data mappen genom att högerklicka och välja alternativet Ny mapp . Byt namn på den som en anonymiserad patientidentifierare genom att högerklicka på mappen och välja alternativet Byt namn . Importera endast den fullständiga uppsättningen råa DICOM-filer för den här patienten till den här mappen.
    2. Upprepa steg 1.3.1 för alla patienter som ska analyseras i programmet.
  4. Byt namn på den andra av dessa två mappar som Meta_Data för lagring av resultat genom att högerklicka på den och välja alternativet Byt namn . Den här mappen kommer att vara tom tills programmet körs och resultat genereras.
  5. Ladda ner programfilen (Tilläggsfil 1) och omslagsbilden (Tilläggsfil 2) och flytta dem från nedladdningsmappen till huvudprojektmappen genom att dra och släppa. Den slutliga konfigurationen av projektmappen bör se ut ungefär som i bild 1.

Figure 1
Bild 1: Format för huvudprojektmappen. Denna bild visar hur projektets huvudmapp ska struktureras och formateras för korrekt användning av programmet. Klicka här för att se en större version av denna figur.

2. Lansering av programmet

  1. Öppna programmets kod genom att dubbelklicka på dess fil i projektets huvudmapp. Detta öppnar programvaran och visar programmets kod.
  2. Gå in i redigeringsfönstret genom att enkelklicka var som helst på det. Klicka på den gröna Kör-knappen i det övre bandet på redigeringsfliken för att starta programmet. Det initiala programfönstret, efter att det har öppnats, bör se ut som bilden i figur 2.
    OBS: Skriftliga instruktioner om de förväntade åtgärderna från användaren och framstegen för resultatgenerering kommer att visas i det nedre vänstra området under hela användningen av programmet.
  3. Klicka på knappen Öppna DICOM i det nedre vänstra hörnet. Detta öppnar filkatalogen.
  4. Navigera till projektets huvudmapp, mappen som innehåller originaldata och till en patient som ska analyseras. Enkelklicka på patientens mapp så att den markeras och klicka på Öppna.
  5. Bilderna kommer nu att visas i tre vyer: axiell, sagittal och korona. Om du håller muspekaren och bläddrar i en viss vy går du igenom segmenten i den vyn. Hårkorset i varje vy visar pekarens placering i det ögonblicket. Justera ljusstyrkan och kontrasten i det nedre högra området av programmet genom att skjuta staplarna, som i figur 3.

Figure 2
Bild 2: Inledande programfönster. Programmet, när det först startas, har knapparna utlagda tillsammans med en konstbild. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 3
Bild 3: Grafiskt användargränssnitt (GUI). När bilderna har laddats in visar programmets GUI tre anatomiska vyer av bilderna tillsammans med hårkors på varje vy, som representerar markören. Klicka här för att se en större version av denna figur.

3. Analysera förkalkning av kranskärl

  1. När du är redo att börja analysera, klicka på 0 mg/ml fantomknappen . Håll muspekaren över den axiella view och bläddra uppåt eller nedåt tills 0 mg/ml-sektionen av fantomen är synlig.
  2. Flytta markören till mitten av 0 mg/ml fantomen i den axiella vyn. Nu, utan att flytta markören, observera hårkorset i sagittal- och koronavyerna.
  3. Bläddra långsamt upp och ner några skivor tills hårkorset i alla tre vyerna är i mitten av 0 mg/ml fantomen. Klicka en gång om du vill placera ett rutnät med punkter på 10 x 10 på det aktuella segmentet och dess två intilliggande sektorer. Om du gör det kommer ett rött kluster av cirklar att visas i den axiella vyn och en kolumn med tre punkter att visas i de sagittala och koronala vyerna. Dessa punkter kommer att användas vid beräkningen av viktningsfunktionen.
  4. Upprepa steg 3.1-3.3 för 100 mg/ml fantom.
  5. Om en fantom inte är tillgänglig eller är oanvändbar på grund av kvalitetsproblem, klicka på knappen Ingen fantom för en aggregering av 10 provfantomer och dess motsvarande viktningsfunktion som ska användas.
  6. När du är klar med att välja fantomerna börjar du spåra vart och ett av de fyra kransartärerna genom att klicka på en av artärknapparna - LAD, LCA, LCX eller RCA.
  7. Håll muspekaren över den axiella vyn och bläddra för att navigera till antingen den proximala eller distala änden av den valda artären. Observera artärens form i denna skiva.
  8. Om artärens form är cirkulär i den axiella vyn av detta snitt och högst 5 mm i diameter, följ dessa delsteg. Om den inte är cirkulär, gå vidare till steg 3.9.
    1. Placera en punkt på artären genom att enkelklicka på mitten av artären i den axiella vyn. Den placerade punkten visas med en cirkel som är 5 mm i diameter. Om artären inte passar i cirkeln, ta bort den genom att dubbelklicka på den och gå vidare till steg 3.9 för att rita en ROI. Punkten kommer också att visas i de sagittala och koronavisa vyerna.
    2. Om artären är lättare att visualisera i sagittal eller koronal vy, placera en punkt där istället. Se till att den är i linje med mitten av artären i den axiella vyn.
    3. Om en placerad punkt är oavsiktlig eller inte är optimal kan den raderas genom att snabbt dubbelklicka på den i någon av de tre vyerna. Texten i det nedre vänstra området kommer att ge ett meddelande om att punkten har tagits bort.
  9. Om artärens form inte är cirkulär i det axiella planet, följ stegen nedan.
    1. Medan du ser till att den önskade axiella skivan är synlig, klicka på knappen Rita ROI. I popup-fönstret bläddrar du för att zooma in/ut och börjar enkelklicka runt artären för att spåra den, som i figur 4.
      OBS: ROI, till skillnad från punkter, kan endast placeras i den axiella vyn.
    2. Medan ROI fortfarande är öppen kan backstegstangenten användas för att ta bort den tidigare punkten som placerats i spårningen av artären. För att stänga ROI, dubbelklicka antingen där den sista punkten ska placeras eller dubbelklicka på den första punkten som placeras.
    3. Justera den stängda ROI ytterligare och förfina genom att dra ROI:s perimeterpunkter eller dubbelklicka på omkretsen för en ROI för att lägga till en punkt.
    4. När ROI är stängd visas två knappar längst ner i popup-fönstret: Lås in och Rita om ROI. Om ROI behöver ritas om, klicka på knappen Rita om ROI för att rensa den aktuella och rita en ny.
    5. När du är nöjd med den aktuella avkastningen klickar du på knappen Lås in och stänger popup-fönstret genom att klicka på den röda knappen i det övre vänstra hörnet (Mac) eller X-knappen i det övre högra hörnet (PC) i popup-fönstret.
    6. En ROI kan tas bort även när den är låst genom att dubbelklicka på någon av perimeterpunkterna i den axiella vyn i huvudprogramfönstret (inte popup-fönstret).

Figure 4
Figur 4: Rita ROI-funktion. När du väljer alternativet Rita ROI visas ett popup-fönster med den aktuella axiella sektorn. Den gula färgen visar en avkastning på investeringen som tidigare har ritats på den här sektorn. Klicka här för att se en större version av denna figur.

  1. Bläddra uppåt eller nedåt ett segment i den axiella vyn och upprepa steg 3.8-3.9 tills slutet av den valda artären nås. När du är klar klickar du igen på knappen för den färdiga artären för att granska spårningen av artären och se till att inga oavsiktliga punkter placerades.
    OBS: Mer än en punkt eller ROI kan placeras på en given axiell skiva. Extra linjer som förbinder två ROI:er på en sektor kan ignoreras. Om några skivor för en viss artär inte är märkta visas ett felmeddelande. Stäng meddelandet och märk de missade segmenten.
  2. Gå vidare till nästa av de fyra artärerna och upprepa steg 3.6-3.10.
  3. När alla fyra artärerna har spårats klickar du på SWCS-knappen i det nedre högra hörnet för att generera resultaten. Det nedre vänstra området visar förloppet och visar "Klar bearbetning" när du är klar. Stäng programfönstret genom att klicka på den röda knappen i det övre vänstra hörnet (Mac) eller X-knappen i det övre högra hörnet (PC).

4. Tillgång till resultaten

  1. Om du vill komma åt resultaten för det aktuella fallet öppnar du filkatalogen och navigerar till projektets huvudmapp. Gå in i mappen Meta_Data och lägg märke till att en ny mapp med samma namn som den ursprungliga datamappen för det ämnet har dykt upp.
  2. I den här mappen kommer det att finnas tre typer av dokument: CSV-filer, PNG-filer och PDF-filer. Granska PDF-filerna för att få den slutliga SWCS- och Agatston-poängen för ärendet, samt den viktningsfunktion som används.
    CSV-filerna lagrar koordinaterna för de olika punkterna/ROI:erna som placeras när du analyserar detta ämne. Om du har dessa CSV-filer kan motivets bilder öppnas igen i programmet en senare dag och de tidigare poängen/avkastningen visas automatiskt. Alla ändringar som görs i ärendet, när de öppnas igen, återspeglas automatiskt i CSV:erna.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

De representativa resultaten som visas i detta avsnitt visar vad framgångsrik användning av programmet innebär. Här används en patient med en Agatston-poäng större än noll som exempel. Som diskuterats tidigare kommer resultaten i en patients metadatamapp att ha kalkylblad i form av CSV-filer, bilder i form av PNG-filer och rapporter i form av PDF-filer, som visas i figur 5. Antalet PNG-filer skiljer sig från fall till fall, eftersom endast ögonblicksbilder av valda pixlar med märkbart kalcium (HU > 130) ingår. Det finns också bilder av viktningsfunktionen, fantomen och banan för punkter/ROI för varje artär i 3D-rymden. Dessa bilder visas i rapporterna. Det finns en rapport för varje artär som analyseras. Rapporterna ger SWCS- och Agatston-poängen, viktningsfunktionen, punkt/ROI-bana och eventuella ögonblicksbilder av fantomen och artären. En rapport med totalpoängen ingår också och har bara poängen och viktningsfunktionen. Figur 6 visar hur den första sidan i LCX-rapporten ser ut för det här fallet, medan figur 7 visar representativa bilder av punkternas/ROI:ernas bandiagram, fantomögonblicksbilden och en märkbar ögonblicksbild av kalcium.

För att validera programmets beräkning av Agatston-poängen genomfördes en valideringsstudie som jämförde programmets utdata med kommersiellt tillgänglig programvara. Totalt 10 kända fall med kalcium i kranskärl analyserades av två bildanalytiker separat på både programmet och den kommersiella mjukvaran. Fall med kalcium i artärerna användes för att undvika Agatston-poäng på noll, vilket inte skulle vara användbart för jämförelseändamål. Den totala Agatston-poängen (summan av Agatston-poängen från varje artär) från båda verktygen samlades in för de 10 fallen och analyserades på ett Bland-Altman-diagram (Figur 8). Konfidensintervallet på 95 % var ± 17 procentenheter från medelvärdet.

Figure 5
Bild 5: Resultatmappens innehåll. Metadatamappen för en viss patient har de visade CSV-, PNG- och PDF-filerna om programmet används på rätt sätt. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 6
Figur 6: LCX-rapport. Det här exemplet visar hur den första sidan i en rapport ska se ut. SWCS- och Agatston-poängen visas i rött, tillsammans med förkalkningens omfattning - antalet skivor som ingår i Agatston-poängberäkningen. Den fantomhärledda viktningsfunktionen visas också, som visar en given pixels vikt enligt dess dämpningsnivå. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 7
Bild 7: Olika PNG-filer. Rapporten för varje artär innehåller A) en graf som visar banan för de märkta punkterna/ROI:erna, B) en ögonblicksbild av fantomen och C) en eller flera ögonblicksbilder av märkbart kalcium, om det finns något. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 8
Figur 8: Validering av Agatston-poäng för programmet. Detta Bland-Altman-diagram visar den procentuella skillnaden mellan Agatston-poängen som erhållits från programmet jämfört med den som erhållits från den kommersiella programvaran för 10 fall som är kända för att ha kalcium i ett eller flera kranskärl. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Tilläggsfil 1: SWCS-kod. Den här filen innehåller programmets kod som ska köras för SWCS-mätning. Klicka här för att ladda ner den här filen.

Tilläggsfil 2: Lamprocapnos spectabilis. Detta är den konstbild som visas i programmets huvudfönster när den startas. Klicka här för att ladda ner den här filen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Även om protokollet för detta program är relativt lätt att följa, finns det några kritiska steg som är nödvändiga för framgångsrik användning och tillförlitliga resultat. Innan du börjar är det viktigt att se till att patientdata som kommer att användas i detta program är anonymiserade för att säkerställa patientsekretess. Den ursprungliga formateringen och namngivningen av projektets huvudmapp måste vara korrekt för att programmet ska kunna känna igen var data ska hämtas och placeras. Felaktig namngivning och/eller placering av mappar, särskilt den Meta_Data mappen, leder till fel i programmet. Att inte inkludera omslagsbilden i projektets mapp leder också till att programmet inte kan köras, eftersom det specifikt letar efter bilden. Det är också viktigt att se till att den verkliga mitten av varje fantom väljs genom att kontrollera alla tre vyerna. Detta säkerställer att exakta punkter inte bara hämtas från segmentet där punkten är placerad, utan även segmenten ovanför och nedanför. Att placera en punkt för högt upp eller för långt ner i fantomen kan resultera i att punkter med tomt utrymme, eller luft, används i beräkningen av viktningsfunktionen. Slutligen är det viktigt att stänga programfönstret efter att varje ärende har körts klart. För att analysera en annan patients bilder startas programmet om genom att klicka på knappen Kör . Detta säkerställer korrekt bildvisning i programfönstret.

Eftersom majoriteten av metoden som presenteras är mjukvarubaserad, handlar felsökning främst om att kontrollera ingångarna för programmet. Som nämnts tidigare är mappformateringen och namngivningen kritisk och bör vara det första du ska kontrollera när du stöter på fel. En annan enkel kontroll är att se till att omslagsbilden är på rätt plats. Man bör också vara säker på att endast DICOM-filer matas in i programmet; Alla andra filtyper i patientens ursprungliga datamapp kommer att leda till fel. En annan, mindre vanlig orsak till fel i programmet är att inte ha rätt verktygslådor nedladdade för det valda programmeringsspråket som krävs för DICOM-bearbetning och vissa matematiska beräkningar. För fel som inte förklaras här är det bra att använda programvarans hjälpcenter för att förklara fel som finns i kommandofönstret.

Även om denna metod är effektiv och framgångsrik för att få en korrekt SWCS, finns det vissa begränsningar för programmet. Beroendet av mappstruktur och inställningar begränsar hur en användare kan lagra projektdata fram till dess att slutrapporterna genereras. Detta kan kräva en del justering om användaren inte är van vid den mappstruktur som krävs. En annan begränsning ligger i själva programmet. Möjligheten att bara placera enstaka punkter eller friforms-ROI och att behöva märka alla skivor för varje artär begränsar hur snabbt artärer kan spåras. Att behöva stänga varje popup-fönster efter att ha ritat en ROI ökar också den tid som läggs på att analysera varje fall. Men trots dessa begränsningar är denna metod för att generera SWCS effektiv och lätt att lära sig.

Den presenterade metoden är betydelsefull på grund av dess nya natur. Även om metoden för att beräkna SWCS har beskrivits grundligt av andra7, finns det för närvarande inget program som beräknar både SWCS- och Agatston-poängen halvautomatiskt. Det faktum att detta program beräknar båda poängen sparar tid för användaren genom att ta bort det extra steget att använda ett annat program för att få Agatston-poängen. I takt med att vikten av att kvantifiera låga förkalkningsnivåer fortsätter att växa6, kommer behovet av ett program som kan generera SWCS också att växa. Detta program kommer främst att vara till hjälp för kardiologiområdet, eftersom SWCS hjälper till att bättre förstå de riskfaktorer som är förknippade med åderförkalkning.

Sammanfattningsvis har ett nytt verktyg implementerats för att beräkna SWCS- och Agatston-poängen, med Agatston-poängen validerad mot ett oberoende verktyg. Verktyget kommer att möjliggöra robust beräkning av SWCS i framtida studier av flera användare för att främja förståelsen och upptäckten av subklinisk kranskärlssjukdom.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna förklarar att de inte har några intressekonflikter att redovisa.

Acknowledgments

Detta arbete stöddes av NIH:s anslag 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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. 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).
  2. Budoff, M. J., et al. Assessment of coronary artery disease by cardiac computed tomography. Circulation. 114 (16), 1761-1791 (2006).
  3. 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).
  4. Mautner, G. C., et al. Coronary artery calcification: assessment with electron beam CT and histomorphometric correlation. Radiology. 192 (3), 619-623 (1994).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. American College of Radiology. ACR-NASCI-SPR practice parameter for the performance and interpretation of cardiac computed tomography (CT). American College of Radiology. , (2021).

Tags

Halvautomatisk Grafiskt verktyg Mätning Kransartär Rumsligt viktad kalciumpoäng Gated Cardiac Computed Tomography Images Agatston Score Ateroskleros Pixelvärden Hounsfield-enheter (HU) Kalciumregioner Mikroförkalkning Spatialt viktad kalciumpoäng (SWCS) svagt dämpande regioner Kalciumdeposition Risk för kranskärlssjukdom Beräkningskomplexitet Klinisk forskning Repeterbar beräkning Program Kalciumhydroxiapatitfantom Viktningsfunktion Signal Variation
Halvautomatiskt grafiskt verktyg för mätning av kranskärlsviktad kalciumpoäng från gated cardiac computed tomography Images
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Patel, H. J., Kaufman, A. E.,More

Patel, H. J., Kaufman, A. E., Pereañez, M., Soultanidis, G., Ramachandran, S., Naidu, S., Mani, V., Fayad, Z. A., Robson, P. M. Semi-Automatic Graphical Tool for Measuring Coronary Artery Spatially Weighted Calcium Score from Gated Cardiac Computed Tomography Images. J. Vis. Exp. (199), e65458, doi:10.3791/65458 (2023).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter