基于深度学习的曲面多平面重建评估冠状动脉疾病:狭窄、钙化和斑块的综合评估Deep Learning-Based Assessment of Coronary Artery Disease Using Curved-Multiplanar Reconstruction: Comprehensive Evaluation of Stenosis, Calcification, and Plaque

环球医讯 / 心脑血管来源:papers.ssrn.com韩国 - 英文2025-06-26 11:00:00 - 阅读时长2分钟 - 780字
韩国研究团队开发了一种基于深度学习的图像分析方法,用于检测和量化曲面多平面重建图像中的冠状动脉狭窄、易损斑块和钙化,为冠状动脉疾病的术前评估提供了非侵入性、成本效益高且快速的工具,展示了在临床筛查环境中的应用潜力。
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基于深度学习的曲面多平面重建评估冠状动脉疾病:狭窄、钙化和斑块的综合评估

引言:本研究开发并验证了一种基于深度学习的图像分析方法,用于检测和量化曲面多平面重建(cMPR)图像中的冠状动脉狭窄、易损斑块和钙化,以辅助冠状动脉疾病(CAD)的术前评估。

方法:研究使用了2014年至2022年间从韩国大田圣母医院(Daejeon St. Mary's Hospital, South Korea)收集的2,978份cMPR扫描数据,并获得了机构审查委员会(IRB)自2020年10月至2023年10月的批准。每份cMPR扫描通过TeraRecon Inc.的CT心脏包重建生成13张图像。其中,一个时间独立的测试数据集包含769张CT图像,用于评估。具有10年经验的专家详细标注了狭窄和易损斑块的位置,以训练和测试狭窄分割模型(SSM)和易损斑块分割模型(VPSM),均采用2D nnU-Net框架。SSM通过半高全宽(Full Width at Half Maximum, FWHM)分析评估狭窄位置和长度,并确定CAD直径轮廓,从而计算狭窄回归指数(SRI)。VPSM则用于区分正常和易损斑块。切片和患者的敏感性和特异性是主要评估指标。

结果:SRI与传统定量血管造影分析之间的相关性显著,达到了0.6874;狭窄长度量化的相关性为0.4033。三位资深心脏病专家通过视觉评分辅助钙化评分,结合钙化分割的平均得分为7.150 ± 2.354(满分10分)。对于易损斑块检测,VPSM的敏感性为0.929,特异性为0.910。

结论:本研究开发的自动化定量图像分析方法在评估SRI以及检测cMPR扫描中的钙化和易损斑块方面表现出强大的潜力,显示出在临床筛查环境中的应用前景。这种非侵入性、成本效益高、快速且用户独立的方法为cMPR筛查带来了显著进步,为临床医生提供了一种强大的工具,用于检测冠状动脉狭窄、钙化和易损斑块。


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