Una nueva herramienta para la medición 3D de la aorta puede identificar antes afecciones cardíacas mortales

Crédito: CC0 Public Domain

Investigadores de Michigan Medicine han encontrado un método novedoso para medir el crecimiento en la arteria más grande del cuerpo que puede ayudar a los médicos a identificar posibles condiciones fatales del corazón antes.

La técnica, denominada mapeo de la deformación vascular, mide los cambios en la aorta torácica, que transporta la sangre desde el corazón al resto del cuerpo. Esta nueva técnica utiliza imágenes de TC de alta resolución para calcular cambios tridimensionales en la pared aórtica de una manera que supera significativamente los métodos de clasificación manual estándar realizados por expertos, según los resultados publicados en Radiología y física médica.

» La técnica utilizada en este algoritmo ha existido por un tiempo, pero nadie la ha utilizado para ver el crecimiento tridimensional de un aneurisma de la aorta torácica», dijo Nicholas Burris, MD, autor correspondiente de los artículos, profesor asistente de radiología. y director de imágenes aórticas en Michigan Medicine. «Este es un paso prometedor hacia la tecnología que lleva la precisión de la medición más allá de lo que pueden lograr los evaluadores humanos, lo que permite a los médicos tener la mejor imagen posible de la condición de un paciente».

El aneurisma de la aorta torácica ocurre cuando el parte de la aorta se debilita y crece, o se dilata, lo que aumenta el riesgo de una ruptura o disección potencialmente fatal. Para aproximadamente el 3 % de los pacientes adultos mayores de 50 años con esta afección en gran medida asintomática, los médicos recomiendan que se sometan a pruebas periódicas, a menudo con tomografías computarizadas, para medir el crecimiento aórtico y determinar si es necesaria una reparación quirúrgica.

Actualmente, la práctica estándar para medir el crecimiento se realiza con «evaluadores» humanos que alinean dos imágenes y dibujan una línea en dos puntos para encontrar el cambio. Burris dice que este proceso es propenso a errores y, en muchos casos, los médicos no pueden saber con certeza si la aorta torácica está creciendo, lo que crea incertidumbre con respecto a los mejores tratamientos y el plan de seguimiento.

«El desafío al que nos enfrentamos clínicamente es que un aneurisma típico en la aorta crecerá solo una fracción de milímetro cada año, y el proceso de dibujar manualmente diámetros tan precisos es muy difícil de reproducirse”, dijo. «Hay mucha variabilidad en las medidas estándar en relación con una cantidad muy pequeña de crecimiento real del aneurisma. Básicamente, rara vez se obtiene una evaluación confiable del crecimiento, lo que puede dificultar saber cuál es el riesgo real del paciente y qué tan cerca deben seguirse con tomografías computarizadas repetidas».

La técnica de mapeo de deformación vascular desarrollada por el equipo de Burris se basa en una técnica de análisis de imágenes conocida como registro de imágenes, que, esencialmente, alinea la anatomía que se muestra en múltiples tomografías computarizadas. escanea tomando cualquier píxel en el primer escaneo y relacionando su posición exacta con el píxel en el segundo escaneo. Cuando están todos alineados, un mapa tridimensional a color de la aorta muestra cuánto y dónde ha crecido la aorta torácica.

Para estos estudios, los investigadores utilizaron escaneos de casi 50 pacientes con aneurisma aórtico y 75 modelos de referencia. con crecimiento variable de la pared aórtica. Probaron el programa automatizado contra dos evaluadores manuales expertos y encontraron que el mapeo de deformación vascular superó a los humanos con mayor precisión y menor variabilidad en las mediciones de crecimiento. El mapeo de la deformación vascular logró una precisión de menos de 1 milímetro en todos los casos cuando incluso los analistas humanos más experimentados tenían mediciones con errores de hasta 3 milímetros.

«Los avances recientes en inteligencia artificial han generado mucho interés en IA en relación con la automatización de tareas de radiología», dijo Charles Hatt, Ph.D., coautor del artículo y profesor asistente de investigación adjunto de radiología en Michigan Medicine. «Resulta que reemplazar a los radiólogos humanos no es una tarea simple, y un objetivo más realista para la IA es acelerar los flujos de trabajo y ayudar a los radiólogos a realizar mediciones cuantitativas de objetos que de otro modo serían engorrosas de realizar e inherentemente subjetivas. En este sentido, el mapeo de la deformación vascular es un ejemplo perfecto del mundo real de cómo la IA y las imágenes cuantitativas pueden mejorar la atención clínica al empoderar a los médicos en lugar de intentar reemplazarlos».

Si bien estos informes muestran que el mapeo de la deformación vascular puede ser más útil que la calificación humana para informar si la cirugía es necesaria en un aneurisma aórtico, los investigadores dicen que el enfoque debe estudiarse más a fondo en grandes grupos de pacientes en una clínica. Afortunadamente, dice Burris, la técnica de mapeo de deformación vascular se puede realizar en tomografías computarizadas de rutina de la aorta, lo que facilita la realización de estudios de investigación más grandes.

«Esta es una forma totalmente nueva de ver el crecimiento del aneurisma aórtico». él dijo. «A medida que esto se desarrolla, existe la posibilidad de implementarlo en un espectro más amplio de enfermedades, como el aneurisma aórtico abdominal. Pasar de las mediciones unidimensionales actuales a un enfoque tridimensional nos permite ver los patrones de crecimiento del aneurisma de una manera que nunca antes habíamos visto». antes de lo posible y nos permite hacer muchas preguntas nuevas y aprender cómo se puede usar una herramienta de seguimiento de alta precisión como esta para, en última instancia, mejorar la atención de los pacientes».

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El aprendizaje automático puede ayudar a identificar a las personas en riesgo de aneurisma de la aorta torácica Más información: Zhangxing Bian et al, Validación de un método sólido para la cuantificación del crecimiento tridimensional de la aorta torácica usando registro de imagen deformable, Física Médica (2022). DOI: 10.1002/mp.15496

Nicholas S. Burris et al, Mapeo de la deformación vascular para la vigilancia por TC del crecimiento del aneurisma de la aorta torácica, radiología (2021). DOI: 10.1148/radiol.2021210658 Información de la revista: Radiología