DE102019111617B4 - Process for assessing / determining / calculating the cardiovascular risk profile of a person by evaluating a chest CT of that person - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zur Bestimmung/Bewertung/Beurteilung des kardiovaskulären Risikoprofils einer Person durch Auswerten einer Thorax-Computertomografie dieser Person ist dadurch gekennzeichnet, dass man zur Bestimmung der Gesamtlänge einer Verkalkung- jede Thorax-CT-Schicht der vertikal verlaufenden Anteile der LM-, LAD-, LCX- und RCA-Koronararterien, in der eine punktförmige Verkalkung ≤ 2mm identifiziert wird, zählt, und- die Anzahl der Schichten, auf denen die Verkalkung sichtbar ist, zählt, und- die gezählten Schichten mit der realen Schichtdicke bzw. dem Schichtabstand „x“ multipliziert und- die in den Horizontalabschnitten der Koronararterien angetroffene Verkalkungen, die länger als ≥ 2 mm sind, einmalig in der Schicht mit der längsten Größenausdehnung misst und- zu den in den vertikal verlaufenden Anteilen der Koronararterien errechneten Verkalkungen addiert.A method for determining / evaluating / assessing the cardiovascular risk profile of a person by evaluating a thorax computed tomography of this person is characterized in that to determine the total length of a calcification - each thorax CT slice of the vertically running portions of the LM, LAD , LCX and RCA coronary arteries, in which a point-like calcification ≤ 2mm is identified, counts, and - counts the number of layers on which the calcification is visible, and - counts the layers counted with the real layer thickness or the layer spacing " x "is multiplied and - the calcifications found in the horizontal sections of the coronary arteries that are longer than ≥ 2 mm are measured once in the layer with the longest dimension and - added to the calcifications calculated in the vertical sections of the coronary arteries.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method according to the preamble of
Ischämische Herzerkrankungen sind laut Weltgesundheitsorganisation (WHO) weltweit eine führende Todesursache. Die frühe Detektion von kardiovaskulären Risiken ist deshalb ausschlaggebend für eine weitgehende Verhinderung von koronaren Ereignissen.Ischemic heart disease is a leading cause of death worldwide, according to the World Health Organization (WHO). The early detection of cardiovascular risks is therefore crucial for an extensive prevention of coronary events.
Im Folgenden werden folgende Abkürzungen benutzt
- CAC - Coronary Artery Calcium
- LM - Left Main
- LAD - Left Arterior Descending
- LCX - Left Circum flex Artery
- RCA - Right Coronary Artery
- CAC - Coronary Artery Calcium
- LM - Left Main
- LAD - Left Arterior Descending
- LCX - Left Circum flex Artery
- RCA - Right Coronary Artery
Veränderungen an Herz und Gefäßen, die üblicher Weise mittels einer aufwändigen Herz-CT diagnostiziert werden, können häufig auf aus anderen Gründen veranlassten Computertomografien des Thorax (Thorax-CT) erkennbar sein und können dazu benutzt werden, das kardiovaskuläre Risikoprofil eines Patienten zu bewerten bzw. zu beurteilen. Zu typischen Zufallsbefunden einer Thorax-CT gehören Verkalkungen der linken Koronararterie (LAD-Bereich), der Mitralklappe oder der Aorta descendens. Für sich genommen haben sie keinen Krankheitswert, sie können jedoch Anzeichen einer Atherosklerose wichtiger Blutgefäße sein.Changes to the heart and blood vessels, which are usually diagnosed using an elaborate cardiac CT scan, can often be identified on computed tomography of the thorax (thorax CT) initiated for other reasons and can be used to assess or assess the cardiovascular risk profile of a patient. to judge. Typical incidental findings of a chest CT include calcification of the left coronary artery (LAD area), the mitral valve, or the descending aorta. Taken alone, they have no disease value, but they can be signs of atherosclerosis of important blood vessels.
Zufallsbefunde bei einer Thorax-CT zeigen damit kardiale Risiken an.Incidental findings from a chest CT thus indicate cardiac risks.
Heutiger Forschungsstand - (siehe dazu das alphabetisch geordnete Literaturverzeichnis am Ende der Beschreibung)Current state of research - (see the alphabetically ordered bibliography at the end of the description)
Die Forschungsgruppe um
Patienten, die nach einer Thorax-CT zu Vor- bzw. Nachsorge einbestellt werden, profitieren deshalb von einer einfachen Screening-Methode für Veränderungen an den Koronararterien, möglichst in einem Untersuchungsschritt ohne weitere Strahlenbelastung. Bei all diesen Studien wurden Low-Dose-Untersuchungen verwendet, die der Standard für Befundung von Lungenerkrankungen sind. In den Arbeiten wurde häufig nur eine Aussage über das Vorhandensein von CAC in den Koronararterien getroffen und keine CT-Herz-Untersuchung als Vergleich hinzugezogen, siehe z.B. Jacobs, P. et al. 2012Patients who are called for pre- or post-operative care after a chest CT therefore benefit from a simple screening method for changes in the coronary arteries, if possible in one examination step without further radiation exposure. All of these studies used low-dose exams, which are the standard for diagnosing lung diseases. Often only a statement about the presence of CAC in the coronary arteries was made in the studies and no CT heart examination was used as a comparison, see e.g. Jacobs, P. et al. 2012
In der Regel wurden für die Studien einfache visuelle Score-Systeme verwendet. Sie beschränkten sich häufig auf vier Kategorien (0 = keine, 1 = milde, 2 = mittlere und 3 = schwere Verkalkung). Mit diesen Score-Systemen wurden dann die Koronararterien einzeln bewertet und am Ende ein Gesamtscore erstellt, siehe Kirsch et al., 2011.Simple visual scoring systems were typically used for the studies. They were often limited to four categories (0 = none, 1 = mild, 2 = medium and 3 = severe calcification). With these score systems, the coronary arteries were then assessed individually and at the end a total score was created, see Kirsch et al., 2011.
Im Jahr 2013 wurde von Xie et al. eine Metaanalyse veröffentlicht, die zehn Studien mit insgesamt 34.028 Patienten verglich. In der Subanalyse wurden fünf Studien mit insgesamt 1316 Patienten einander gegenübergestellt. Die gepoolte Korrelation zwischen CT-Thorax- und CT-Herz-Untersuchungen zeigte eine sehr hohe Übereinstimmung von 0,94 % zwischen getriggerten und nicht-getriggerten CT-Untersuchungen. Diese Analyse untersuchte weiter die gemittelte Mortalitätsrate der Studien und kam zu dem Ergebnis, dass ein positiver Kalkscore in einer CT-Thorax-Untersuchung mit einer erhöhten Mortalitätsrate einhergeht. Die Mortalitätsrate ist allerdings nicht genauso hoch, wie bei einem erhöhten CAC-Score in der CT-Herz-Untersuchung, was für eine gewisse Ungenauigkeit in der Messmethode spricht (Xie et al., 2013).In 2013, Xie et al. published a meta-analysis that compared ten studies with a total of 34,028 patients. In the sub-analysis, five studies with a total of 1316 patients were compared. The pooled correlation between CT chest and CT heart examinations showed a very high agreement of 0.94% between triggered and non-triggered CT examinations. This analysis further examined the mean mortality rate of the studies and came to the conclusion that a positive calcium score in a CT chest examination is associated with an increased mortality rate. The However, the mortality rate is not as high as with an increased CAC score in the CT heart examination, which suggests a certain inaccuracy in the measurement method (Xie et al., 2013).
Vergleichbare Studien zu dieser Arbeit wurden von den Arbeitsgruppen um
Azour et al. gaben 2017 eine Studie mit einem ähnlichen Bewertungssystem heraus wie Kirsch et al. 2011. In den CT-Thorax-Untersuchungen wurden die Verkalkungen mit einem Score von null bis zwölf klassifiziert. In den CT-Herz-Untersuchungen wurde der CAC-Score nach AGATSTON bestimmt. Azour et al. fanden eine hohe Korrelation zwischen den beiden Untersuchungsmethoden (r = 0,811, p < 0,001). Auch für das Fehlen von Verkalkungen war der negativ prädiktive Wert hoch (91,6 %). Es wurden für die Werte null, eins bis drei, vier bis fünf und größer sechs die entsprechenden CAC-Score-Werte gebildet. Einem Wert von null entsprach ein CAC-Score von 0,52. Für die Werte eins bis drei konnte ein CAC-Score von 98,7 ermittelt werden. Gesamtwerte zwischen vier und fünf wurden einem CAC-Score von 350,6 zugeordnet und ab einem Score von über sechs war der entsprechende CAC-Score 1925,4. Die Herausgeber der Studie schlossen daraus, dass die visuelle Beurteilung sowohl für einen Score von null wie auch Score-Werten über null aus der CT-Thorax-Untersuchung die entsprechenden CAC-Score-Werte gut prognostizieren kann (Azour et al., 2017).Azour et al. published a study in 2017 with a similar rating system as Kirsch et al. 2011. In the CT thorax examinations, the calcifications were classified with a score of zero to twelve. In the CT heart examinations, the AGATSTON CAC score was determined. Azour et al. found a high correlation between the two examination methods (r = 0.811, p <0.001). The negative predictive value for the absence of calcifications was also high (91.6%). The corresponding CAC score values were calculated for the values zero, one to three, four to five and greater than six. A value of zero corresponded to a CAC score of 0.52. A CAC score of 98.7 could be determined for the values one to three. Total values between four and five were assigned a CAC score of 350.6 and from a score of over six the corresponding CAC score was 1925.4. The editors of the study concluded that the visual assessment for both a score of zero and score values above zero from the CT chest examination can predict the corresponding CAC score values well (Azour et al., 2017).
Kirsch et al. verglichen 2011 MSCT-Herz- mit MSCT-Thorax-Untersuchungen von 163 asymptomatischen Patienten aus einem Whole-Body-Screening Programm. Auch diese beiden Untersuchungen wurden, wie übrigens auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, in einem Block ohne zeitliche Verzögerung durchgeführt. Die Bildakquisition erfolgte mit einem 16- bzw. 64-zeiligen CT-Gerät. Die Arbeitsgruppe fand eine hohe Korrelation der beiden Methoden von 0,83. Es wurde zur Klassifikation der Verkalkungen ein visuelles Score-System (Weston-Score) mit einer Spannbreite zwischen null und zwölf entwickelt. Jede Koronararterie konnte dabei einen Score zwischen null und drei erhalten (null für keine sichtbare Verkalkung, eins für eine minimale Verkalkung, drei für eine Verkalkung, die ein Blooming produziert und zwei für Verkalkungen zwischen eins und drei). Die Einzelergebnisse wurden addiert. Auch hier wurden entsprechende Score-Werte für die klinische relevanten CAC-Score-Werte 100 und 400 gebildet. Diese lagen bei > 2 bzw. > 7. Auch für ein Fehlen von Verkalkungen in den CT-Thorax-Untersuchungen fand die Arbeitsgruppe eine gute Korrelation mit den CT-Herz-Untersuchungen. Die besten Übereinstimmungen der beiden Methoden fanden Arbeitsgruppe für die LAD mit einer Korrelation von 0,82 gefolgt von der RCA mit 0,62. Die LCX (0,55) und der linke Hauptstamm (0,35) zeigten schlechtere Übereinstimmungen (Kirsch et al., 2011).Kirsch et al. compared 2011 cardiac MSCT with thoracic MSCT exams of 163 asymptomatic patients from a whole-body screening program. These two investigations were also carried out in one block without a time delay, as was incidentally also in the context of the present invention. The image acquisition was carried out with a 16- or 64-line CT device. The working group found a high correlation between the two methods of 0.83. A visual score system (Weston score) with a range between zero and twelve was developed to classify the calcifications. Each coronary artery could receive a score between zero and three (zero for no visible calcification, one for minimal calcification, three for calcification that produces blooming and two for calcifications between one and three). The individual results were added up. Here, too, corresponding score values were generated for the clinically relevant
Hutt et al. veröffentlichten 2016 eine Studie mit 185 Patienten mit einer positiven Raucheranamnese. Auch hier erfolgte die Bildakquise in einem Untersuchungsblock mit einem 64-zeiligen MSCT. Die CT-Herz-Untersuchung fand, prospektiv getriggert statt. Zur Evaluation der Kalkbelastung in den Thorax-Untersuchung wurde die gleiche Software genutzt wie für die Auswertung der CT-Herz-Untersuchung. Die Schichtdicke der Thorax-Untersuchung betrug 3 mm. Die Sensitivität für die Detektion von Kalk lag bei 96,4 %. Die Spezifität wurde mit 100 % angegeben. Falsch positive Ergebnisse in Bezug auf die generelle Anwesenheit von Kalk traten bei keiner Untersuchung auf, falsch negative Ergebnisse bei lediglich vier der 185 Patienten. Diese lagen in Bereich sehr niedriger CAC-Score-Werte (0,4 - 2,5). Die Übereinstimmung der beiden Methoden wurde mit 0,95 angegebenen. Die größten Abweichungen bezogen auf die Einzelauswertung der Arterien fanden die Verfasser der Studie für die RCA. Sie stellten ebenfalls die Überlegung an, dass dies der höheren Bewegung dieser Koronararterie geschuldet sei (Hutt et al., 2016).Hutt et al. published a study in 2016 with 185 patients with a positive smoking history. Here, too, the image acquisition took place in an examination block with a 64-line MSCT. The CT heart examination took place prospectively triggered. The same software was used to evaluate the calcium load in the thorax examination as for the evaluation of the CT heart examination. The slice thickness of the thorax examination was 3 mm. The sensitivity for the detection of lime was 96.4%. The specificity was given as 100%. False positive results with regard to the general presence of calcium were not found in any of the investigations, false negative results in only four of the 185 patients. These were in the range of very low CAC scores (0.4 - 2.5). The agreement of the two methods was given as 0.95. The authors of the study found the largest deviations based on the individual evaluation of the arteries for the RCA. They also suggested that this was due to the higher movement of this coronary artery (Hutt et al., 2016).
In der entgegengehaltenen
Einige Studien haben auch die Auswirkungen von in CT-Thorax-Bildern sichtbaren Verkalkungen und der Mortalitätsrate untersucht. Es hat sich gezeigt, dass das Vorhandensein von Koronarkalk in CT-Thorax-Untersuchungen ein starker Prädiktor für einen vorzeitigen Tod ist. Shemesh et al. publizierten im Jahr 2010 die erste Studie zu diesem Thema. Sie nutzten Low-Dose-CT-Thorax-Bilder von 8782 Rauchern, die anhand dieser Bilder einen Score zwischen null bis zwölf zugeteilt bekamen. Anhand des National Death Index wurde die Sterblichkeitsrate der Teilnehmer ermittelt. Die Zahl kardiovaskulärer Todesfälle erhöhte sich mit einem steigenden Score aus der CT-Thorax-Untersuchung und betrug 1,2 % für einen Score von null, 1,8 % für einen Score von eins bis drei, 5,0 % für einen Score von vier bis sechs und 5,3 % für einen Score von sieben bis zwölf. Wurden Patienten mit einem Score von null als Referenzgruppe herangezogen, war ein Score von vier ein signifikanter Prädiktor für einen kardiovaskuläres Ereignis mit Todesfolge (Shemesh et al. 2010).
Im Jahr 2016 wurde von Hughes-Austin et al. eine Studie herausgegeben, die 6 mm CT-Thorax- mit 3 mm CT-Herz-Untersuchungen verglich und die Ergebnisse in Zusammenhang mit der Mortalität setzte. Sie konnten zeigen, dass trotz der deutlich höheren Schichtdicke immer noch eine starke Korrelation zwischen den beiden Aufnahmetechniken und der Mortalitätsrate der Studienpopulation bestand. Auch sie verwiesen in der Analyse auf die hohe ungenutzte Ressource dieser Untersuchungstechnik (Hughes-Austin et al., 2016).Some studies have also looked at the effects of calcifications seen on chest CT images and the mortality rate. The presence of coronary calculus on chest CT scans has been shown to be a powerful predictor of premature death. Shemesh et al. published the first study on this topic in 2010. They used low-dose chest CT images of 8,782 smokers, who were assigned a score between zero to twelve on the basis of these images. The death rate of the participants was determined using the National Death Index. Cardiovascular deaths increased with an increasing score from the chest CT scan and were 1.2% for a score of zero, 1.8% for a score of one to three, 5.0% for a score of four to six and 5.3% for a score of seven to twelve. If patients with a score of zero were used as the reference group, a score of four was a significant predictor of a cardiovascular event resulting in death (Shemesh et al. 2010).
In 2016, Hughes-Austin et al. published a study comparing 6 mm chest CT with 3 mm cardiac CT scans and relating the results to mortality. They were able to show that, despite the significantly greater layer thickness, there was still a strong correlation between the two imaging techniques and the mortality rate of the study population. In their analysis, they also referred to the high unused resource of this investigation technique (Hughes-Austin et al., 2016).
Einen ähnlichen Zusammenhang bezogen auf die Mortalitätsrate in Low-Dose CT-Thorax-Untersuchungen fanden auch Vehmas et al. (2012) und Jacobs et al. (2012).Vehmas et al. Found a similar relationship with regard to the mortality rate in low-dose CT chest examinations. (2012) and Jacobs et al. (2012).
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION
Bestimmung des Koronarkalks in einer CT-Thorax-UntersuchungDetermination of the coronary calculus in a CT chest examination
Der Koronarkalk in den CT-Thorax-Untersuchungen wurde computergestützt mittels Software (VivoLab v1.0, Digital Medics, Dortmund, Deutschland) bestimmt.The coronary calculus in the CT thorax examinations was determined with the aid of a computer using software (VivoLab v1.0, Digital Medics, Dortmund, Germany).
Die systematische Durchmusterung der axialen CT-Thorax-Bilder begann ab der Aorta ascendens etwa auf Höhe des Austrittes der Koronararterien im Standard-Weichteilfenster. Die Koronararterien wurden getrennt nach LM, LAD, LCX und RCA durchmustert.The systematic screening of the axial CT thorax images began from the ascending aorta at approximately the level of the exit of the coronary arteries in the standard soft tissue window. The coronary arteries were screened separately for LM, LAD, LCX and RCA.
Jede Schicht, in der eine punktförmige Verkalkung ≤ 2 mm identifiziert werden konnte, wurde gezählt. Diese punktförmigen Verkalkungen waren besonders in den vertikal verlaufenden Anteilen der Koronararterien zu beobachten. Besonders sind hier das Segment 2 der rechten Koronararterie und die Segmente 7, 8 und 10 bis 15 der linken Koronararterie zu nennen. Das Segment 1 der RCA enthielt häufig mess- und zählbare Verkalkungen. Um die Länge dieser einzelnen Verkalkung zu bestimmen, wurden die Anzahl der Schichten, in denen die Verkalkung sichtbar war, gezählt. Um die Gesamtlänge der Verkalkung zu errechnen, wurden die gezählten Schichten mit der real resultierenden Schichtdicke (= Schichtabstand) multipliziert. Da das Rekonstruktionsincrement (0,75 mm) kleiner gewählt wurde als die primäre Schichtdicke (1,5 mm), wurden bei den verwendeten CT-Thorax-Bildern überlappende Schichten erzeugt. Im Fall der verwendeten Bilder beträgt deshalb die Dicke einer einzelnen Schicht hier 0,75 mm, die Schichtdicke wird am CT eingestellt.Each layer in which a point-like calcification ≤ 2 mm could be identified was counted. These punctiform calcifications were particularly noticeable in the vertical parts of the coronary arteries. Particular mention should be made here of
Die Formel zur Berechnung einer einzelnen vertikal verlaufenden Verkalkung unter 2 mm lautet also folglich:
In
Abbildung 1: In Schicht Nummer 1 und 5 ist die Verkalkung nicht angeschnitten (Abbildungsteil B).Figure 1: The calcification is not cut in
Die Verkalkung erstreckt sich über die Schichten 2 - 4. Die Schichten 2, 3 und 4 werden gezählt und mit dem Schichtabstand von 0,75 mm multipliziert. Es resultiert eine errechnete Länge der Verkalkung von 3 x 0,75 mm = 2,25 mm.The calcification extends over layers 2 - 4.
Wird eine Verkalkung in einem horizontalen Abschnitt getroffen und ist länger als ≥ 2 mm, wird sie einmalig in der Schicht mit der längsten Größenausdehnung gemessen und am Ende zu den weiter gefundenen Verkalkungen addiert (
Abbildung 2: Schematische Darstellung für die Längenerfassung von vertikalen Verkalkungen.Figure 2: Schematic representation for determining the length of vertical calcifications.
Die Verkalkung wurde einmalig in ihrer längsten Ausdehnung gemessen.
Hier hat die Verkalkung beispielhaft eine Länge von 7 mm.The calcification was measured once in its longest extent.
Here the calcification has a length of 7 mm, for example.
Im Anschluss werden alle Einzelergebnisse einer Arterie mit den weiter gefundenen Verkalkungen in der Arterie addiert. Um einen Gesamtscore zu errechnen, wurden die Messungen von LM, LAD, LCX und RCA am Ende addiert (Formel 2).
Die Messungen werden auf die erste Stelle hinter dem Komma gerundet. So entsteht für jede Koronararterie getrennt ein Wert mit der Einheit Millimeter. Für alle Koronararterien zusammen entsteht nach Addition aller vier Einzelwerte ein Gesamtscore. Die Gesamtkalklast des Herzens eines Patienten kann abschließend in Millimeter angegeben und mit Folgeuntersuchungen oder Perzentilen verglichen werden.
The measurements are rounded to the first place after the decimal point. For each coronary artery, a value with the unit millimeter is created separately. For all coronary arteries together, a total score is obtained after adding all four individual values. The total calcification load of a patient's heart can then be given in millimeters and compared with follow-up examinations or percentiles.
Beispielabbildungen für die Auswertung des Koronarkalks in einer CT-Thorax-UntersuchungExample images for the evaluation of the coronary calculus in a CT chest examination
Die folgenden Abbildungen veranschaulichen die Methodik zur Auswertung der CT-Thorax-Bilder. Der Abbildungsteil A zeigt dabei immer die CT-Herz-Untersuchung, der Abbildungsteil B die entsprechende CT-Thorax-Untersuchung auf möglichst ähnlicher Schnittebene.The following figures illustrate the methodology for evaluating the CT chest images. The figure part A always shows the CT heart examination, the figure part B the corresponding CT thorax examination on a sectional plane that is as similar as possible.
Zu beachten ist, dass sich die Koronararterien hinsichtlich der Auswertung unterscheiden. Dies liegt am unterschiedlichen Verlauf der Koronararterien, der ungleichen Herzbewegung und an der unterschiedlichen räumlichen Ausdehnung der Verkalkungen (vertikal vs. horizontaler Anschnitt in der CT-Thorax-Untersuchung). Gemessen wird immer nur die solide Verkalkung ohne das Blooming. Empirisch hat sich bei der Entwicklung des Scores gezeigt, dass die Messungen in beiden Untersuchungsmethoden ähnlichere Resultate erzielen, wenn das Blooming einer Verkalkung nicht mit einbezogen wird (siehe
Bei der Zählmethode hingegen kann erfindungsgemäß das Blooming mit in die Auswertung einbezogen werden. Da die Zählmethode für kleine Verkalkungen eingesetzt wird, kann durch die Berücksichtigung des Bloomings eine höhere Genauigkeit erzielt werden. An diesen Arealen wären sonst kleinere Verkalkungen nicht in die Auswertung mit eingeflossen, da sie nicht mehr solide erscheinen.With the counting method, however, blooming can be included in the evaluation according to the invention. Since the counting method is used for small calcifications, greater accuracy can be achieved by taking blooming into account. Otherwise, smaller calcifications would not have been included in the evaluation in these areas, as they no longer appear solid.
Was hier exemplarisch anhand der Abbildungen verdeutlicht wird, entspricht der Mehrheit der Auswertungen.What is illustrated here using the illustrations as an example corresponds to the majority of the evaluations.
Beispielabbildungen zur Auswertung an horizontalen AbschnittenExample images for evaluation on horizontal sections
Die LAD verläuft über weite Strecken eher horizontal in den axialen Schichten. Hier vorliegende Verkalkungen können sehr gut gemessen werden und sind häufig kongruent zu den CT-Herz-Untersuchungen. Besonders zu nennen ist hier das Segment 6, das besonders häufig von Verkalkungen betroffen ist (Wasilewski et al. 2015). Auch scheinen Bewegungsartefakte hier nur eine untergeordnete Rolle zu spielen.The LAD runs rather horizontally over long stretches in the axial layers. The calcifications present here can be measured very well and are often congruent to the CT heart examinations. Particularly noteworthy here is segment 6, which is particularly often affected by calcifications (Wasilewski et al. 2015). Movement artifacts also seem to play only a subordinate role here.
Abbildung 3: Vergleich CT-Herz- (A) und CT-Thorax-Untersuchung (B) der LAD.Figure 3: Comparison of CT heart (A) and CT thorax examinations (B) of the LAD.
Abbildungsteil 3A zeigt eine 17,8 mm messende Verkalkung in der LAD. Durch die EKG-Triggerung wirkt diese schärfer von der Umgebung abgegrenzt als in der CT-Thorax-Aufnahme.
Abbildungsteil 3B: Ebenfalls zu erkennen ist die 17,8 mm lange Verkalkung der LAD, allerdings mit deutlicher Unschärfe und Blooming (nicht in die Messung mit einbezogen).Figure 3A shows calcification measuring 17.8 mm in the LAD. Due to the ECG triggering, this appears more sharply demarcated from the environment than in the CT chest image.
Figure 3B: The 17.8 mm long calcification of the LAD can also be seen, but with clear blurring and blooming (not included in the measurement).
Abbildung 4: Vergleich CT-Herz- (A) und CT-Thorax-Untersuchung (B) der LAD.Figure 4: Comparison of CT heart (A) and CT thorax examinations (B) of the LAD.
Abbildungsteil 4A: Hier hat die Verkalkung in der CT-Herz-Untersuchung eine Länge von 4,9 mm.
Abbildungsteil 4B: Die Länge der Verkalkung beträgt hier 5,87 mm mit umgebenden Blooming, dieses wurde nicht in die Messung mit einbezogen.Figure 4A: Here the calcification in the CT heart examination has a length of 4.9 mm.
Figure 4B: The length of the calcification is 5.87 mm with surrounding blooming, this was not included in the measurement.
Beispielbilder zur Auswertung an vertikalen AbschnittenSample images for evaluation on vertical sections
LCX (Left Circumflex Artery) und RCA (Right Coronary Artery) (exklusive der Segmente 3 und 4) verlaufen über längere Abschnitte eher vertikal in den axialen CT-Schichten. Verkalkungen erscheinen hier punktförmig über mehrere Schichten hinweg und sind häufig kleiner als 2 mm, so dass sie in der angewandten Methode gezählt und nicht gemessen wurden. Auch in den eher vertikal verlaufenden Segmenten 7, 8 und 10 der LAD war in der Regel die Methode mit Zählung der Schichten angezeigt (
Abbildung 5: Vergleich CT-Herz- (A) und CT-Thorax-Untersuchung (B) der RCA.Figure 5: Comparison of CT heart (A) and CT thorax examinations (B) by the RCA.
Männlicher Patient, vergleichbare Schnitthöhe, aus Übersichtsgründen wurde nur das Herz abgebildet.
Abbildungsteil 5A zeigt eine klar abgrenzbare Verkalkung in der RCA (Ellipse) und zusätzlich eine kleine punktförmige (< 2 mm große) Verkalkung in dem vertikal verlaufenden Anteil der LAD (Pfeil).
Die Verkalkung der RCA ist in Abbildungsteil 5B nur als Bewegungsartefakt zu erkennen (Ellipse), ebenso zu sehen ist eine sehr kleine Verkalkung der LAD (Pfeil). Das Bewegungsartefakt ist hier allerdings deutlich weniger ausgeprägt als an der RCA. Um auch diese Verkalkungen im Score berücksichtigen zu können, wird das in den CT-Thorax-Bildern diffuse wirkende Artefakt auch ohne solide Anteile mitgezählt.Male patient, comparable cutting height, only the heart was shown for reasons of clarity.
Figure 5A shows a clearly delimited calcification in the RCA (ellipse) and, in addition, a small punctiform (<2 mm) calcification in the vertical portion of the LAD (arrow).
The calcification of the RCA can only be seen in Figure 5B as a movement artifact (ellipse); a very small calcification of the LAD can also be seen (arrow). The movement artifact is, however, much less pronounced here than at the RCA. In order to be able to take these calcifications into account in the score, the artifact that appears diffuse in the CT thorax images is also counted without solid components.
Abbildung 6: Vergleich CT-Herz- (A) und CT-Thorax-Untersuchung (B) der RCA.Figure 6: Comparison of CT heart (A) and CT thorax examinations (B) by the RCA.
Männlicher Patient, vergleichbare Schnitthöhe, aus Übersichtsgründen wurde nur das Herz abgebildet.
Abbildungsteil 6A zeigt eine sehr kleine, aber abgrenzbare Verkalkung in der CT-Herz-Untersuchung (Pfeil), diese ist nur noch als sehr verwaschenes Artefakt in Abbildungsteil 6B der Thorax-Untersuchung zu erkennen (Kreis). Als Verkalkung gewertet und somit gezähltMale patient, comparable cutting height, only the heart was shown for reasons of clarity.
Figure 6A shows a very small but definable calcification in the CT heart examination (arrow); this can only be seen as a very blurred artifact in Figure 6B of the thorax examination (circle). Counted as calcification and therefore counted
Abbildung 7: Veranschaulichung der Zählmethode für vertikal verlaufende Abschnitte.Figure 7: Illustration of the counting method for vertical sections.
Dargestellt ist die RCA mit einem einliegenden Stent in MPR (Multiplanare Reformation). Der Stent hat eine Länge von 15,2 mm.The RCA is shown with an inserted stent in MPR (Multiplanar Reformation). The stent has a length of 15.2 mm.
Um die Wechselbeziehungen der beiden Methoden CT-Herz / CT-Thorax zu untersuchen, wurde eine Regressionsanalyse durchgeführt. Wegen der rechtsschiefen Verteilung mit vielen niedrigen CAC- und CT-Thorax-Score-Werten ist eine logarithmierte Skala gewählt. Zur grafischen Veranschaulichung werden Streuungsdiagramme angefertigt.A regression analysis was performed to examine the interrelationships between the two methods, CT heart / CT chest. Because of the right-skewed distribution with many low CAC and CT A logarithmic scale is chosen for thorax score values. Scatter charts are made for graphical illustration.
Für den CAC-Score und den CT-Thorax-Score werden Perzentilen angefertigt, um die jeweiligen Schnittpunkte der relevanten CAC-Score-Werte (CAC-Score = 100 und CAC-Score = 400) zu ermitteln. Um eine Aussage über die Übereinstimmung der beiden Untersuchungsmethoden zu treffen, werden Kontingenztafeln erstellt.Percentiles are made for the CAC score and the CT thorax score in order to determine the respective intersections of the relevant CAC score values (CAC score = 100 and CAC score = 400). In order to make a statement about the agreement of the two examination methods, contingency tables are created.
Die Signifikanz der Untersuchungen wurden mittels Chi-Quadrat-Test überprüft. Dies geschieht zum einen für einen CAC-Score und CT-Thorax-Score von null sowie einem CAC-Score von 100 und 400 mit dem jeweilig entsprechenden CT-Thorax-Score.The significance of the investigations was checked using the chi-square test. This is done on the one hand for a CAC score and CT thorax score of zero and a CAC score of 100 and 400 with the respective corresponding CT thorax score.
Um die Stärke des Einflusses der einzelnen Risikofaktoren auf die Ergebnisse zu untersuchen, werden vorzugsweise Regressionsanalysen durchgeführt. In der univariaten linearen Regression wird untersucht, wie jeder Risikofaktor für sich das Ergebnis beeinflusst. Hierbei wurden die Faktoren Alter, BMI, Geschlecht, positive Raucheranamnese, Hypercholesterinämie, Hypertonie, Diabetes mellitus und positive Familienanamnese untersucht. Über die multivariate Regressionsanalyse wird über Adjustierung jedes einzelnen Faktors überprüft, inwieweit sich der zuvor erhobene Zusammenhang weiter bestätigen lässt. Es werden dieselben Risikofaktoren wie in der univariaten Analyse berücksichtigt.In order to examine the strength of the influence of the individual risk factors on the results, regression analyzes are preferably carried out. The univariate linear regression examines how each risk factor influences the result. The factors age, BMI, gender, positive smoking history, hypercholesterolemia, hypertension, diabetes mellitus and positive family history were examined. The multivariate regression analysis is used to adjust each individual factor to check the extent to which the previously ascertained relationship can be further confirmed. The same risk factors are taken into account as in the univariate analysis.
Für die Auswertungen der beiden Analysen werden vorzugsweise die Odds-Ratio (OR), das 95 % - Konfidenzintervall und der p-Wert mit angeführt. Für die Risikofaktoren, die die Auswertung beeinflussten, werden vorzugsweise Box-Plot-Diagramme angefertigt. Für alle Tests galt ein p-Wert < 0,05 als signifikantes, ein p-Wert < 0,001 als hochsignifikantes Ergebnis.For the evaluations of the two analyzes, the odds ratio (OR), the 95% confidence interval and the p-value are preferably included. Box-plot diagrams are preferably made for the risk factors that influenced the evaluation. For all tests, a p-value <0.05 was considered a significant result, a p-value <0.001 a highly significant result.
ErgebnisseResults
QuantileQuantiles
Bei allen Patienten lässt sich die Messung des CAC- und des CT-Thorax-Scores in der CT-Untersuchung durchführen. Das obere Quantil beim CAC-Score des Patientenkollektivs liegt bei 168,6. Das obere Quantil beim CT-Thorax-Score beträgt 54,6 mm (Tabelle 1).
Tabelle 1: Lage des CAC-Score und des CT-Thorax-Scores mit oberem Quartil, Median und 90 % Quartil.
PerzentilenPercentiles
Die Perzentilenkurven der relevanten Score-Werte für einen CAC-Score von 100 bzw. einen CAC-Score von 400 schneiden sich bei der 68. bzw. der 86. Perzentile. Für einen CAC-Score von 100 ergibt sich ein CT-Thorax-Score von 34,3 mm. Einem CAC-Score von 400 entspricht ein CT-Thorax-Score von 101,7 mm (Tabelle).
Tabelle 2: Perzentilenverteilung für den CAC-Score und den CT-Thorax-Score.
Korrelation der UntersuchungsmethodenCorrelation of the investigation methods
In der Analyse aller Koronararterien zeigt sich eine hohe Korrelation von gerundet r = 0,94. Die stärkste Korrelation in der Einzelanalyse der Koronararterien zeigt sich bei der LAD mit gerundet r = 0,93. Einen annähernd gleichen Zusammenhang zeigt LM (Left Main) und LCX mit gerundet r = 0,88 (LM) und r = 0,87 (LCX). Für die RCA ergibt sich eine Korrelation von 0,83.The analysis of all coronary arteries shows a high correlation of rounded r = 0.94. The strongest correlation in the individual analysis of the coronary arteries is shown in the LAD with rounded r = 0.93. LM (Left Main) and LCX show approximately the same relationship with rounded r = 0.88 (LM) and r = 0.87 (LCX). The correlation for the RCA is 0.83.
RegressionsanalyseRegression analysis
Die
Aufgrund der rechtsschiefen Verteilung mit vielen niedrigen und wenigen hohen CAC-Werten, wurde eine logarithmische Skaleneinteilung gewählt.
Es ergibt sich die Geradengleichung:
Mittlere Gerade = Regressionslinie, äußere Geraden = 95 %-Vorhersageintervall.Due to the right-skewed distribution with many low and a few high CAC values, a logarithmic scale was chosen.
The straight line equation results:
Middle straight line = regression line, outer straight line = 95% prediction interval.
Mittlere Gerade = Regressionslinie, äußere Geraden = 95 %-Vorhersageintervall.
Middle straight line = regression line, outer straight line = 95% prediction interval.
Übereinstimmung der beiden MessmethodenAgreement between the two measurement methods
Aus Tabelle 3 sind die Übereinstimmung und die Abweichungen der beiden Untersuchungsmethoden ersichtlich, einmal in Bezug auf die gesamte Auswertung und dann getrennt für jede einzelne Koronararterie. Es werden jeweils vier Gruppen gebildet. In zwei Gruppen sind die Übereinstimmungen (CAC-Score und CT-Thorax-Score = 0; CAC-Score und CT-Thorax-Score > 0) und in weiteren zwei Gruppen die Abweichungen (CAC-Score = 0, CT-Thorax-Score > 0; CAC-Score > 0, CT-Thorax-Score = 0) der Messungen abgebildet. Dies gilt mit den entsprechenden Werten auch für Tabelle 4 und Tabelle 5 Für die Schweregrad-Einteilung wurde eine vereinfachte Einteilung nach RUMBERGER in nur vier statt fünf Gruppen gewählt: Null für keine Verkalkungen, größer null bis 100 für minimale und leichte Kalzifikationen, größer 100 bis 400 für mäßige und größer 400 für schwere Kalzifikationen (Rumberger et. al., 1999).Table 3 shows the agreement and the deviations of the two examination methods, once in relation to the entire evaluation and then separately for each individual coronary artery. Four groups are formed each time. In two groups the agreement (CAC-Score and CT-Thorax-Score = 0; CAC-Score and CT-Thorax-Score> 0) and in another two groups the deviations (CAC-Score = 0, CT-Thorax-Score) > 0; CAC score> 0, CT thorax score = 0) of the measurements. This also applies to table 4 and table 5 with the corresponding values.For the severity classification, a simplified classification according to RUMBERGER was chosen into only four instead of five groups: zero for no calcifications, greater than zero to 100 for minimal and slight calcifications, greater than 100 to 400 for moderate and greater than 400 for severe calcifications (Rumberger et. Al., 1999).
Insgesamt weisen 32,7 % der Patienten einen CAC-Score und einen CT-Thorax-Score von null auf. Bei 63,4 % der Patienten war der CAC-Score und der CT-Thorax-Score erhöht. Overall, 32.7% of patients had a CAC score and a CT chest score of zero. The CAC score and the CT chest score were increased in 63.4% of the patients.
Abweichungen der beiden Untersuchungsmethoden gibt es bei insgesamt 4 % der Fälle hinsichtlich der Gesamtauswertung, wobei es deutlich öfter vorkommt (3,7 vs. 0,3 %), dass der CAC-Score positiv ist und der CT-Thorax-Score null beträgt. Dieses Muster zeigt sich auch in der Einzelauswertung der Arterien.There are deviations between the two examination methods in a total of 4% of the cases with regard to the overall evaluation, whereby it occurs significantly more often (3.7 vs. 0.3%) that the CAC score is positive and the CT thorax score is zero. This pattern is also shown in the individual evaluation of the arteries.
Für den linken Hauptstamm wurden 85,9 % der Patienten sowohl im CAC-Score als auch im CT-Thorax-Score negativ getestet. Lediglich 12 % der Patienten wiesen Verkalkungen in beiden Verfahren auf. Die Abweichquote betrug 2,1 %. Die LAD wies bei 37,0 % der Patienten negative und bei 59,6 % der Patienten positive übereinstimmende Score-Werte auf. In nur 3,4 % kam es zu Abweichungen der beiden Verfahren voneinander. Die LCX zeigte deutlich häufiger, nämlich bei 65,9 % der Patienten einen sowohl negativen CAC-Score als auch CT-Thorax-Score. Bei 29,2 % der Patienten waren Verkalkungen in beiden Verfahren nachweisbar. Zu Abweichungen kam es in insgesamt 5 % der Fälle. Damit waren die Untersuchungen an der LCX hier mit der höchsten Fehlerquote behaftet. Bei der RCA wurden 61,7 % der Patienten sowohl in der CT-Herz-Untersuchung als auch mit dem CT-Thorax-Score negativ getestet. Einen übereinstimmenden Score größer null in beiden Methoden wiesen 34,5 % der Patienten auf. Zu Abweichungen in beiden Verfahren kam es in 3,8 % der Auswertungen.For the left main trunk, 85.9% of the patients tested negative for both the CAC score and the CT chest score. Only 12% of the patients had calcifications in both procedures. The deviation rate was 2.1%. The LAD had negative concurrent scores in 37.0% of patients and positive concurrent scores in 59.6% of patients. There were deviations between the two procedures in only 3.4%. The LCX showed significantly more frequently, namely in 65.9% of the patients a negative CAC score as well as a CT thorax score. In 29.2% of the patients, calcifications were detectable in both procedures. There were deviations in a total of 5% of the cases. The tests on the LCX thus had the highest error rate here. At the RCA, 61.7% of the patients tested negative for both the CT cardiac examination and the CT chest score. 34.5% of the patients had a matching score greater than zero in both methods. There were deviations in both procedures in 3.8% of the evaluations.
Die Sensitivität lag bei 94,6 % und die Spezifität bei 99,2 %. Der positiv prädiktive Wert betrug 99,6 % und der negativ prädiktive Wert 90,0 % Der p-Wert betrug < 0,0001.
Tabelle 3: Übereinstimmungen der Messungen in Hinblick auf einen CAC-Score bzw. einen CT-Thorax-Score von null.
Die Sensitivität lag bei 96,3 % und die Spezifität bei 97,9 %. Der positiv prädiktive Wert betrug 95,5 % und der negativ prädiktive Wert 98,3 %. Der p-Wert betrug < 0,0001.
Tabelle 4: Übereinstimmungen der Messungen in Hinblick auf einen CAC-Score von 100 bzw. einen CT-Thorax-Score von 34,3 mm.
Tabelle 5 beschreibt das Verhalten der beiden Untersuchungsmethoden für einen CAC-Score von 400 und den entsprechenden CT-Thorax-Score von 101,7 mm. Von den 768 untersuchten Patienten wiesen 660 (85,9 %) einen übereinstimmenden Score von < 400 im CAC-Score und < 101,7 mm im CT-Thorax-Score auf. Bei 12,4 % der Patienten wurde ein CAC-Score von über 400 bzw. ein CT-Thorax-Score über 101,7 mm festgestellt. Zu Abweichungen kam es in lediglich bei 1,7 % aller Untersuchungen.Table 5 describes the behavior of the two examination methods for a CAC score of 400 and the corresponding CT thorax score of 101.7 mm. Of the 768 patients examined, 660 (85.9%) had a matching score of <400 in the CAC score and <101.7 mm in the CT chest score. A CAC score of over 400 and a CT chest score of over 101.7 mm were found in 12.4% of the patients. There were deviations in only 1.7% of all examinations.
Die Sensitivität lag bei 88,0 % und die Spezifität bei 100 %. Der positiv prädiktive Wert betrug 100,0 % und der negativ prädiktive Wert 98,1 %. Mit einem p-Wert von < 0,0001 kann auch diese Auswertung als statistisch signifikant angesehen werden.
Tabelle 5: Übereinstimmungen der Messungen in Hinblick auf einen CAC-Score von 400 bzw. einen CT-Thorax-Score von 101,7 mm.
In Tabelle 6 ist die Übereinstimmung gemäß der Einteilung in die jeweiligen Schweregrade ersichtlich. Gewählt wurden hierfür die modifizierte Einteilung nach RUMBERGER und die entsprechenden Werte für den CT-Thorax-Score. Die fettmarkierten Daten zeigen dabei die jeweiligen Gruppen mit der Hauptübereinstimmung. Abweichungen bestehen maximal bezogen auf die nächst höhere oder nächst tiefere Gruppe. Insgesamt wurden 8,3 % aller Patienten in eine falsche Risikogruppe eingeordnet. 6,6 % der Patienten wurden dabei in der CT-Thorax-Untersuchung zu niedrig eingestuft, 1,7 % zu hoch.
Tabelle 6: Übereinstimmungen und Abweichungen der beiden Untersuchungsmethoden in Bezug auf die Eingruppierung in die entsprechenden Schweregrade nach RUMBERGER.
Einfluss von Risikofaktoren auf die AuswertungInfluence of risk factors on the evaluation
Für den CT-Thorax-Score wurde der Einfluss von Risikofaktoren auf die Auswertbarkeit der Untersuchungen geprüft. In den durchgeführten Regressionsanalysen zeigte sich lediglich bei den Größen „Alter“ und „BMI“ (BodyMassIndex) eine signifikante Beeinflussung der Messungen. Die Patienten, die richtig in beiden Gruppen eingestuft wurden, waren im Schnitt älter (59,9 vs. 54,7 Jahre) und wiesen einen niedrigeren BMI (26,2 vs. 29,0) auf (Tabelle 7). Die weiter ausgewerteten Merkmale beeinflussten die Ergebnisse hingegen nicht (Tabelle 8).
Tabelle 7: Die Auswertung beeinflussende Faktoren.
Diskussiondiscussion
Zusammenhang zwischen CAC-Score und CT-Thorax-ScoreRelationship between CAC score and CT chest score
Der Zusammenhang zwischen den beiden Untersuchungsmethoden bestätigt sich in der statistischen Analyse. Der neu entwickelte CT-Thorax-Score weist eine hohe Deckung zum CAC-Score auf. Dies spiegelt sich in der hohen Korrelation sowie der hohen erklärten Varianz wider.The relationship between the two research methods is confirmed in the statistical analysis. The newly developed CT thorax score shows a high degree of coverage for the CAC score. This is reflected in the high correlation and the high explained variance.
Durch die Erstellung von Perzentilen, ist es gelungen, für die klinisch wichtigen CAC-Score-Werte 100 und 400 entsprechende CT-Thorax-Werte (34,3 mm und 101,7 mm) zu erstellen. Anhand dieser Grenzwerte ist es dem Kliniker möglich, Patienten mit einem erhöhten kardiovaskulären Risiko auch aus CT-Thorax-Untersuchungen zu identifizieren. Durch die sehr hohe Übereinstimmung der beiden Untersuchungsmethoden profitiert auch der CT-Thorax-Score von der guten Datengrundlage des CAC-Scores in Hinsicht auf die Einteilung in die klinisch üblichen Risikogruppen. Es ist näherungsweise möglich, die Risiko-einteilungen des CAC-Scores auf den CT-Thorax-Score zu übertragen. In Anlehnung an die Schweregradeinteilung nach RUMBERGER entspräche ein CT-Thorax-Score von null einem sehr geringen kardiovaskulären Risiko. Ein Score von größer null bis 34,3 mm ist einem moderaten, ein Score zwischen 34,3 und 101,7 mm einem moderaten bis hohen Risiko gleichzusetzen. Ab einem Wert von mehr als 101,7 mm, ist das kardiovaskuläre Risiko für hoch zu erachten (Tabelle 9).
Tabelle 9: CAC-Score und äquivalenter CT-Thorax-Score mit entsprechender Wertung des kardiovaskulären Risikos in Anlehnung
Bedeutung des Fehlens von Verkalkungen in CT-Thorax-AufnahmenImportance of the absence of calcifications on chest CT images
Das Fehlen von Verkalkungen in der CT-Thorax-Untersuchung hat einen hohen negativen prädiktiven Wert für das gleichzeitige Fehlen von Verkalkungen in der CT-Herz-Untersuchung. In 96 % der Fälle stimmen die beiden Messmethoden in der Gesamtauswertung bezogen auf einen CAC-Score von null überein. Damit erweist sich die Untersuchung erfindungsgemäße Betrachtungsweise auch als geeignet, um Aussagen über die Herzgesundheit treffen zu können.The absence of calcifications in the CT chest examination has a high negative predictive value for the simultaneous absence of calcifications in the CT heart examination. In 96% of the cases, the two measurement methods agree in the overall evaluation based on a CAC score of zero. The examination according to the invention thus also proves to be suitable for making statements about the health of the heart.
Durchführbarkeit der MessmethodeFeasibility of the measurement method
Die Erfindung schafft eine einfache Methode, um an einer nativen CT-Thorax-Untersuchung die Kalklast des Herzens einzuschätzen. Es bedarf keiner zusätzlichen Software oder einer aufwendigen 3D-Rekonstruktion.The invention provides a simple method for assessing the calcification load of the heart on a native CT chest examination. No additional software or complex 3D reconstruction is required.
Die Bestimmung von CAC in den Koronararterien durch eine CT-Thorax-Untersuchung ist eine schnell durchzuführende, einfache und kostenneutrale Zusatzauswertung einer normalen CT-Thorax-Untersuchung. Mit geschultem Auge beträgt bei mittlerer Kalklast die zusätzliche Auswertungszeit zwei bis drei Minuten. Durch Überschreiten relevanter Grenzwerte kann eine Aussage über den vermutlich zu erwartenden CAC-Score getroffen werden. Die Auswertung kann sich routinemäßig in den klinischen Alltag implementieren lassen. Ferner ist die Entwicklung einer Software zur Auswertung denkbar. Die Messung der Verkalkung lässt sich an jeder nativen CT-Thorax-Untersuchung durchführen. Je dünner die Schichtdicke ist, desto genauere Ergebnisse wird man vermutlich erzielen können.The determination of CAC in the coronary arteries by means of a CT thorax examination is a quick, simple and cost-neutral additional evaluation of a normal CT thorax examination. With a trained eye, the additional evaluation time is two to three minutes with a medium calcium load. By exceeding relevant limit values, a statement can be made about the CAC score that is likely to be expected. The evaluation can be implemented routinely in everyday clinical practice. Furthermore, the development of software for the evaluation is conceivable. The calcification can be measured on any native CT chest examination. The thinner the layer thickness, the more precise results you will probably be able to achieve.
Stärken und Schwächen der AuswertungStrengths and weaknesses of the evaluation
Bei der CT-Thorax-Untersuchung handelt es sich um eine Untersuchungstechnik, die nicht darauf ausgelegt ist, eine Darstellung des Herzens zu liefern. Es besteht auch nicht die Möglichkeit, die komplexen räumlichen Bewegungen des Herzens zu eliminieren. Mit dieser Untersuchungstechnik werden durch die Herzbewegung zum Teil erhebliche Artefakte produziert. Es ist nicht möglich, eine bestimmte Herzphase auszuwählen, da die Untersuchung nicht EKG-getriggert geschieht. Trotz all dieser vermeintlichen Mängel können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genaue Vorhersagen in Bezug auf den CAC-Score getroffen werden. Dies wird möglich, wenn auch Artefakte richtig zugeordnet, beurteilt und gewertet werden.The chest CT scan is an examination technique that is not designed to provide an image of the heart. There is also no possibility of eliminating the heart's complex spatial movements. With this examination technique, considerable artifacts are produced in some cases by the movement of the heart. It is not possible to select a specific heart phase because the examination is not triggered by an ECG. Despite all these supposed deficiencies, the method according to the invention can be used to make precise predictions with regard to the CAC score. This is possible if artifacts are correctly assigned, assessed and evaluated.
Eine Limitation ist, dass es sich um ein komplett neues Verfahren handelt. Es gibt keine Vergleichswerte und es beruht nicht auf einem lange etablierten Verfahren. Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren noch nicht validiert ist, hat sich durch die hohe Übereinstimmung der beiden Verfahren gezeigt, dass die Vorhersage des CAC-Scores zuverlässig erfolgen kann.One limitation is that it is a completely new procedure. There are no comparative values and it is not based on a long-established procedure. Although the method according to the invention has not yet been validated, the high degree of agreement between the two methods has shown that the CAC score can be predicted reliably.
Die Anwendung des CT-Thorax-Scores ist sehr einfach durchzuführen. Auch ist es nicht nötig, eine genaue Abgrenzung der einzelnen Koronarabschnitte vorzunehmen, was durch die nicht-getriggerte Untersuchungstechnik ohnehin nur sehr schwer möglich wäre.The application of the CT chest score is very easy to perform. It is also not necessary to precisely delimit the individual coronary sections, which would be very difficult anyway with the non-triggered examination technique.
Bewertet wird nur die Quantität der Verkalkungen, nicht die Qualität.Only the quantity of calcifications is assessed, not the quality.
Eine Stärke in der Methodik ist, dass es zu keiner zeitlichen Verzögerung zwischen den beiden Untersuchungen gekommen ist. Dadurch kann man von annähernd gleichen Untersuchungsbedingungen ausgehen (Lagerung des Patienten, Progress der Verkalkung, gleiche MTRA). Weiter wurden alle Untersuchungen mit demselben CT-Gerät durchgeführt.One of the strengths of the methodology is that there was no time lag between the two examinations. This means that the examination conditions can be assumed to be approximately the same (patient position, progression of calcification, same MTRA). Furthermore, all examinations were carried out with the same CT machine.
Zu beachten ist, dass bei allen Patienten durch die zuvor erfolgte CT-Herz-Untersuchung eine niedrige Herzfrequenz durch die Vormedikation vorlag. Wie sich eine erhöhte Frequenz auf die Beurteilbarkeit der Bilder auswirkt, ist offen.It should be noted that all patients had a low heart rate due to the previous medication as a result of the previous CT heart examination. How an increased frequency affects the ability of the images to be assessed is open.
ErgebnisResult
Im Rahmen der Erfindung wurden Verkalkungen der Koronararterien, die in nativen CT-Thorax-Untersuchungen im MSCT sichtbar sind, mit bereits ausgewerteten CT-Herz-Untersuchungen verglichen. Die Besonderheit war, dass diese CT-Thorax-Untersuchungen, im Vergleich zu den CT-Herz-Untersuchungen, nicht EKG-getriggert waren. Der primäre Fokus wurde dabei auf den Vergleich zwischen diesem neu entwickelten CT-Thorax-Score und dem CAC-Score gelegt.Within the scope of the invention, calcifications of the coronary arteries, which are visible in native CT thorax examinations in the MSCT, were compared with already evaluated CT heart examinations. The peculiarity was that these CT-thorax examinations, in comparison to the CT-heart examinations, were not ECG-triggered. The primary focus was placed on the comparison between this newly developed CT thorax score and the CAC score.
Erfindungsgemäß wurde ein neues Messverfahren entwickelt, das ohne zusätzliche Software und ohne Abgrenzung der einzelnen Koronararteriensegmente auskommt. Um die CT-Bilder effektiv und schnell auszuwerten, wurde eine Methode ausgearbeitet, die sich aus Messung der Verkalkung und Zählen der CT-Schichten, in denen Koronarkalk sichtbar ist, zusammensetzt. Es entstand ein Score mit der Einheit Millimeter. Die Bilddaten stammten von 768 Patienten, die sowohl eine CT-Thorax- als auch CT-Herz-Untersuchung in einem Untersuchungsblock erhalten hatten. Die Untersuchung wurde mit einem 64-zeiligen MSCT der Firma Philips durchgeführt.According to the invention, a new measuring method has been developed which does not require additional software and does not have to delimit the individual coronary artery segments. In order to evaluate the CT images effectively and quickly, a method was developed that consists of measuring the calcification and counting the CT slices in which coronary calcification is visible. A score was created with the unit millimeter. The image data came from 768 patients who had received both a CT chest and a CT heart examination in one examination block. The examination was carried out with a 64-line MSCT from Philips.
Dadurch wurde ein Verfahren entwickelt, um aus CT-Thorax-Untersuchungen auch Aussagen zu kardiovaskulären Risiken treffen zu können.As a result, a procedure was developed to enable conclusions to be drawn about cardiovascular risks from CT chest examinations.
Von besonderem Interesse bei der Auswertung der Untersuchungsergebnisse war die Beantwortung von drei Fragen:
- 1. Besteht ein Zusammenhang zwischen den beiden Untersuchungsmethoden?
- 2. Ab welchem CT-Thorax-Score kommt es zu einem Überschreiten der wichtigen CAC-Score-Werte > 100 und > 400?
- 3. Welchen negativ prädiktiven Wert hat ein Fehlen von Verkalkungen in CT-Thorax-Bildern?
- 1. Is there a connection between the two examination methods?
- 2. From which CT thorax score does the important CAC score values> 100 and> 400 occur?
- 3. What is the negative predictive value of an absence of calcifications in chest CT images?
Zu 1.: Die beiden Untersuchungsmethoden wiesen eine hohe Korrelation von 0,94 in der Gesamtauswertung auf. Auch die Auswertung der einzelnen Koronararterien erbrachte ähnlich zufriedenstellende Ergebnisse.
Zu 2.: Mittels der Erstellung von Perzentilen konnten Grenzwerte für die klinisch relevanten CAC-Score-Werte von > 100 und > 400 formuliert werden. Diese lagen für die Überschreitung eines CAC-Scores von 100 bei 34,3 mm und für die Überschreitung eines CAC-Scores von 400 bei 101,7 mm.Regarding 2 .: By creating percentiles, limit values for the clinically relevant CAC score values of> 100 and> 400 could be formulated. These were 34.3 mm for exceeding a CAC score of 100 and 101.7 mm for exceeding a CAC score of 400.
Zu 3.: Waren in der CT-Thorax-Untersuchung keine Verkalkungen sichtbar, wurde in etwa 90 % der Fälle auch ein CAC-Score null in der CT-Herz-Untersuchung gefunden. Über das Fehlen von Verkalkungen im CT-Thorax konnte so auch eine Aussage über die Herzgesundheit getroffen werden.Regarding 3 .: If no calcifications were visible in the CT chest examination, a CAC score zero was also found in the CT heart examination in about 90% of the cases. A statement about the health of the heart could also be made about the absence of calcifications in the CT chest.
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