CMR-AI och resultat vid aortastenos

Artificiell intelligens (AI) och maskininlärning omformar vår dagliga kliniska praktik, som har potential att bli mer effektiv, exakt och personlig. Att använda dessa teknologier inom hjärtavbildning påverkar inte bara beslutsfattandet genom förbättrad noggrannhet och riskskiktning utan minskar också avsevärt skanningstider och upparbetning efter avbildning.

Nuvarande riktlinjer erkänner hjärtmagnetisk resonans (CMR) avbildning som guldstandard för bedömning av myokardial struktur och funktion. Även om de är av grundläggande betydelse vid olika hjärtsjukdomar, är mätningar av storlek, massa och ejektionsfraktion (EF) bristfälliga av den inneboende variabiliteten och subjektiviteten hos mänsklig analys. Den senaste utvecklingen inom djupinlärning med hjälp av konvolutionella neurala nätverk (CNN) möjliggör automatiserad segmentering av den ventrikulära blodpoolen och myokardiet med hjälp av redan existerande CMR-datauppsättningar. Viktigt är att dessa verktyg är integrerade i CMR-skannrar som genererar realtidsmätningar utan behov av tidskrävande bildefterbehandling. AI-baserade modeller har tidigare visat överlägsen precision i mätningar av kammarkontur, volym och maximal väggtjocklek, vilket överträffar kliniska experter.

Hos patienter med aortastenos (AS) inträffar förändringar i EF oftare sent i sjukdomsprocessen. Longitudinell förkortning representerar en tidigare och mer känslig markör för vänsterkammardysfunktion (LV). Dessa mätningar förblir dock subjektiva, tidskrävande och utförs därför inte rutinmässigt på grund av bristen på automatiserad analys. Nyligen har AI-mätt global longitudinell förkortning (GLS) och mitralis ringformigt plan systolisk exkursion (MAPSE) visat sig ge mer reproducerbara och exakta resultat, jämfört med mänskliga experter. Utredarna antar att AI-baserad GLS och MAPSE skulle kunna förmedla viktig prognostisk information bortom LVEF vid svår AS och representera tidiga markörer för negativ hjärtremodellering.

Dessutom kunde utredarna tidigare visa att högerkammardysfunktion på CMR, snarare än konventionella parametrar bedömda med ekokardiografi, var oberoende associerad med resultatet hos individer med AS som genomgick transkateter aortaklaffimplantation. Utredarna syftar till att utöka våra resultat och undersöka om AI-baserad RV GLS och tricuspid ringformad systolisk exkursion (TAPSE) representerar tidiga markörer för RV-dysfunktion som indikerar negativ prognos.

Slutligen kräver bedömningen av omvänd hjärtremodellering med CMR hög precision (=reproducerbarhet). AI har visat sig överträffa människor i både precision och noggrannhet, och har därför stor potential för en omfattande utvärdering av longitudinella strukturella förändringar i AS efter ventilbyte. Utredarna syftar till att analysera omvänd hjärtremodellering hos patienter med AS med hjälp av ny AI-teknik.

Mål

Med betydande tidigare bidrag inom hjärtavbildning och hjärtklaffsjukdomar som gjorts i det förflutna, siktar forskarna på att utöka kunskapen inom detta område genom att utforska följande:

• Association av AI-mätta LV och RV strukturella och funktionella markörer på CMR hos patienter med svår AS med kliniska utfall efter aortaklaffsersättning (AVR).
• Omvänd hjärtremodellering vid baslinjen till 12 månader efter AVR, bestämt med AI-baserade CMR-metoder.
• Det slutliga målet är att tillhandahålla automatiserade, exakta och tidsbesparande algoritmer för att identifiera patienter som riskerar att genomgå AVR.

Metoder

Detta är en storskalig internationell, multicenter, multikohort, observationsstudie. Patienter med svår degenerativ AS som är schemalagd för diskussion om valvulär behandling i ett tvärvetenskapligt hjärtteam kommer att bjudas in att delta. Inskrivning kommer att utföras prospektivt vid sju universitetsanslutna tertiärvårdscentra i Kontinentaleuropa, Storbritannien och Asien.

Baslinjeutvärderingen består av sjukdomshistoria, fysisk undersökning, rutinmässiga blodprover, elektrokardiogram, ekokardiografi och CMR-avbildning. Patienterna kommer att följas upp prospektivt genom ett ambulerande besök vid 12 månader. Dessutom kommer CMR att upprepas vid 1 år.