见刊时刻#224-光谱有深度:基于光谱探测器CT的肺灌注图和肺实质特征在肺动脉高压半自动分类中的应用

文摘   2024-11-19 22:25   广东  

📌 期刊名称:Front Cardiovasc Med.《心血管医学前沿

📌 影响因子(2023):  2.8 (3区Q2)

  • 文章标题:Spectral Detector CT-Derived Pulmonary Perfusion Maps and Pulmonary Parenchyma Characteristics for the Semiautomated Classification of Pulmonary Hypertension

  • 研究机构:University of Cologne

  • 作者:Roman Johannes Gertz 1Felix Gerhardt 2Jan Robert Kröger 3Rahil Shahzad 1 4Liliana Caldeira 1Jonathan Kottlors 1Nils Große Hokamp 1David Maintz 1Stephan Rosenkranz 2Alexander Christian Bunck 1

  • 发表日期: 2022

📖 阅读链接:doi: 10.3389/fcvm.2022.835732.

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🔍 背景:肺动脉高压(PH)是一种异质性疾病,具有不同的病理机制和治疗方法。传统的诊断工具如右心导管术(RHC)尽管是金标准,但侵入性较强,无法提供解剖学信息。光谱探测器CTSDCT)利用碘密度图像(IDI)和虚拟平扫图像(VNC)可同时评估肺灌注、血管和肺实质的变化,具有成为PH无创分类工具的潜力。

目的  

评估基于SDCT的肺灌注图和肺实质特征是否能半自动检测和分类PH,并探索其在不同PH亚组(如慢性血栓性肺动脉高压,CTEPH)中的应用价值。

方法 

回顾性纳入201名患者,其中162例确诊为PH20例作为对照(mPAP<25 mmHg)。根据ESC/ERS分类PH患者进一步分为四个亚组。均使用SDCT获取增强CT数据,通过碘密度图和VNC图像进行肺灌注和实质量化分析利用半自动分割方法,将肺分为正常灌注区和异常灌注区,并计算碘密度偏度(ID Skewness)和δ指数等参数。 

统计学:

1.Shapiro-Wilk正态性检验:用于检测数据是否符合正态分布。

2. t 检验(t-test):用于比较连续、参数数据在两组之间的差异。评估两组的均值是否存在统计学显著性差异,前提是数据符合正态分布。

3.Mann-Whitney U 检验(Mann-Whitney U Test):一种非参数检验方法,适用于比较连续、独立、非参数数据在两组之间的差异。当数据不符合正态分布时使用。

4.Pearson 卡方检验(Pearsons Chi-Squared Test):用于识别分类数据之间的差异。评估不同组别中的类别变量(如频数或比例)是否存在统计学显著性差异。

5.方差分析(ANOVA for Parametric Data):用于比较多个组之间和亚组之间的连续、参数数据的差异。评估多组均值是否存在统计学显著性差异,前提是数据符合正态分布和方差齐性。

6.Levenes 方差齐性检验(Levenes Test for Equality of Variances):在进行 ANOVA 之前,用于评估各组数据的方差是否相等。

7. Bonferroni 事后调整(Bonferroni Adjustment for Multiple Comparisons):在多重比较中,使用 Bonferroni 方法进行事后调整,以控制第一类错误率,降低出现假阳性的可能性。

8. Kruskal-Wallis 检验(Kruskal-Wallis Test):一种非参数检验方法,用于比较多个组之间的连续、非参数数据的差异。当数据不符合正态分布或方差不齐时使用。

9.Dunn-Bonferroni 校正的事后分析(Dunn-Bonferroni Corrected Post Hoc Analysis):在 Kruskal-Wallis 检验后进行的事后比较,使用 Dunn 方法并进行 Bonferroni 校正,调整多重比较的显著性水平。

10.受试者工作特征曲线(ROC 曲线)及曲线下面积(AUC)计算(Calculation of ROC Curve and Area Under the Curve):用于评估分类模型的性能。AUC 表示模型区分不同分类的能力,值越接近 1,判别能力越强。

11.Youden 指数(Youdens Index):基于 ROC 曲线分析,用于确定最佳临界值(cut-off value),通过最大化(敏感度 + 特异度 - 1)来优化诊断测试的整体效能。

12.显著性水平设定(P < 0.05 Considered Statistically Significant):将 P 值小于 0.05 视为具有统计学显著性,表示结果在统计学上有意义,不太可能由偶然因素引起。

结果 

PH患者的异常灌注区比例显著高于对照组(39.0% vs. 25.6%p=0.02)。ID SkewnessPH患者中表现为更均匀的灌注缺损,AUC0.67,与NT-pro BNP相当δ指数在CTEPH患者中表现出极高的分类准确性(AUC=0.92,灵敏度86%,特异性85%)。组3(肺疾病/低氧相关PH)患者的灌注缺损范围最大,同时表现出均匀的碘分布(p<0.001)。CTEPH患者的ID Skewness接近0,显示灌注分布均匀性显著高于其他亚组。δ指数能区分真性灌注缺损(如CTEPH)和伪缺损(如肺气肿)。

讨论  

1.SDCT的优势同时评估肺灌注、血管和实质病变,提供“一站式”诊断。δ指数能无创地区分PH亚组,特别是CTEPH,与经验丰富的放射科医生诊断一致性高。 

2.局限性:δ指数无法区分由于运动伪影或束硬化效应引起的伪缺损。数据集缺乏外部验证,需进一步研究确认结果的通用性。

结论基于SDCT的肺灌注图和δ指数在检测和分类PH中表现出较高的诊断价值,尤其是在鉴别CTEPH和其他PH类型中具有重要意义。

🌟 新发现与创新点:1.δ指数作为新参数,首次被引入区分PH亚组,并在无经验放射科医生的情况下显示出高效性。2.提供了一种快速、非侵入性的PH分类方法,优化了传统V/Q扫描的诊断流程。

💡 意义1.δ指数可作为PH患者的初筛工具,帮助识别CTEPH患者并指导进一步治疗(如血管成形术)2.SDCT为复杂PH病例的分类提供了可靠依据,减少了对侵入性检查的依赖。

A: 1型肺动脉高压(PAH)

C: 4型肺动脉高压(CTEPH)

💡 深入研究建议:1.在多中心研究中验证δ指数的诊断效能,并探讨其在更广泛患者群体中的适用性。2.开发自动化算法,提高肺灌注图分析的效率和标准化水平。

💡 Test:以下哪项是CTEPH患者的灌注特征?

A. 异常灌注区比例较低

B. ID Skewness接近0  

C. δ指数接近1.0

D. 正常灌注区比例较高

参考文献(两日内回复文章标题获取原文):

Gertz RJ, Gerhardt F, Kröger JR, Shahzad R, Caldeira L, Kottlors J, Große Hokamp N, Maintz D, Rosenkranz S, Bunck AC. Spectral Detector CT-Derived Pulmonary Perfusion Maps and Pulmonary Parenchyma Characteristics for the Semiautomated Classification of Pulmonary Hypertension. Front Cardiovasc Med. 2022 Feb 28;9:835732. doi: 10.3389/fcvm.2022.835732. PMID: 35391852; PMCID: PMC8982082.

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