CMR-AI og resultater ved aortastenose

Kunstig intelligens (AI) og Machine Learning omformer vores daglige kliniske praksis, som har potentialet til at blive mere effektiv, præcis og personlig. Indførelse af disse teknologier inden for hjertebilleddannelse påvirker ikke kun beslutningstagningen ved forbedret nøjagtighed og risikostratificering, men reducerer også scanningstider og efterbehandling af billeddannelsen markant.

Nuværende retningslinjer anerkender cardiac magnetic resonance (CMR) billeddannelse som guldstandard for vurdering af myokardiestruktur og funktion. Selvom det er af fundamental betydning i forskellige hjertesygdomme, er målinger af størrelse, masse og ejektionsfraktion (EF) mangelfulde af den iboende variabilitet og subjektivitet af menneskelig analyse. Den seneste udvikling inden for dyb læring ved hjælp af konvolutionelle neurale netværk (CNN'er) giver mulighed for automatiseret segmentering af den ventrikulære blodpool og myokardium ved hjælp af allerede eksisterende CMR-datasæt. Det er vigtigt, at disse værktøjer er integreret i CMR-scannere, der genererer målinger i realtid uden behov for tidskrævende billedefterbehandling. AI-baserede modeller har tidligere vist overlegen præcision i ventrikulær konturering, volumetri og maksimale vægtykkelsesmålinger, hvilket overgår kliniske eksperter.

Hos patienter med aortastenose (AS) forekommer ændringer i EF oftere sent i sygdomsprocessen. Longitudinel forkortelse repræsenterer en tidligere og mere følsom markør for venstre ventrikulær (LV) dysfunktion. Disse målinger forbliver dog subjektive, tidskrævende og udføres derfor ikke rutinemæssigt på grund af manglen på automatiseret analyse. For nylig er AI-målt global longitudinal shortening (GLS) og mitral ringformet plan systolisk ekskursion (MAPSE) blevet vist at give mere reproducerbare og nøjagtige resultater sammenlignet med menneskelige eksperter. Efterforskerne antager, at AI-baseret GLS og MAPSE kunne formidle vigtig prognostisk information ud over LVEF i svær AS og repræsentere tidlige markører for uønsket hjerteombygning.

Ydermere kunne efterforskerne tidligere påvise, at højre ventrikulær (RV) dysfunktion på CMR, snarere end konventionelle parametre vurderet ved ekkokardiografi, var uafhængigt forbundet med resultatet hos individer med AS, der gennemgår transkateter aortaklapimplantation. Efterforskerne sigter mod at udvide vores resultater og undersøge, om AI-baseret RV GLS og tricuspid ringform systolisk ekskursion (TAPSE) repræsenterer tidlige markører for RV dysfunktion, hvilket indikerer ugunstig prognose.

Endelig kræver vurderingen af ​​omvendt hjerteomdannelse ved CMR høj præcision (=reproducerbarhed). AI har vist sig at overgå mennesker i både præcision og nøjagtighed, og har derfor et stort potentiale for den omfattende evaluering af langsgående strukturelle ændringer i AS efter ventiludskiftning. Efterforskerne sigter mod at analysere omvendt hjerteombygning hos patienter med AS ved hjælp af ny AI-teknologi.

Mål

Med betydelige tidligere bidrag inden for hjertebilleddannelse og hjerteklapsygdomme, der er blevet givet i fortiden, sigter efterforskerne mod at udvide viden på dette område ved at udforske følgende:

• Sammenslutning af AI-målte LV og RV strukturelle og funktionelle markører på CMR hos patienter med svær AS med kliniske udfald efter aortaklapudskiftning (AVR).
• Omvendt hjerteombygning ved baseline til 12 måneder efter AVR som bestemt ved AI-baserede CMR-metoder.
• Det ultimative mål er at levere automatiserede, præcise og tidsbesparende algoritmer til at identificere patienter i risikozonen, der gennemgår AVR.

Metoder

Dette er en storstilet international, multi-center, multi-kohorte, observationel undersøgelse. Patienter med svær degenerativ AS, der er planlagt til diskussion om klapbehandling i et tværfagligt hjerteteam, vil blive inviteret til at deltage. Tilmelding vil blive udført prospektivt på syv universitets-tilknyttede tertiære plejecentre i Kontinentaleuropa, Storbritannien og Asien.

Baseline-evaluering består af sygehistorie, fysisk undersøgelse, rutinemæssige blodprøver, elektrokardiogram, ekkokardiografi og CMR-billeddannelse. Patienterne vil blive fulgt op af et ambulant besøg efter 12 måneder. Derudover vil CMR blive gentaget ved 1 år.