論文の概要: Artificial Intelligence-Based Opportunistic Coronary Calcium Screening in the Veterans Affairs National Healthcare System
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.09968v1
- Date: Mon, 16 Sep 2024 03:59:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-17 16:40:52.888263
- Title: Artificial Intelligence-Based Opportunistic Coronary Calcium Screening in the Veterans Affairs National Healthcare System
- Title(参考訳): 獣医師国家医療システムにおける人工知能を用いた冠状カルシウムスクリーニング
- Authors: Raffi Hagopian, Timothy Strebel, Simon Bernatz, Gregory A Myers, Erik Offerman, Eric Zuniga, Cy Y Kim, Angie T Ng, James A Iwaz, Sunny P Singh, Evan P Carey, Michael J Kim, R Spencer Schaefer, Jeannie Yu, Amilcare Gentili, Hugo JWL Aerts,
- Abstract要約: 冠動脈カルシウム (CAC) は心血管イベントの予測に有用である。
CACを非コントラスト非ゲートCTスキャンで定量化するディープラーニングアルゴリズムを開発した。
非ゲート型AI-CACは10年間の死亡率の予測であった。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.8655790044415911
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Coronary artery calcium (CAC) is highly predictive of cardiovascular events. While millions of chest CT scans are performed annually in the United States, CAC is not routinely quantified from scans done for non-cardiac purposes. A deep learning algorithm was developed using 446 expert segmentations to automatically quantify CAC on non-contrast, non-gated CT scans (AI-CAC). Our study differs from prior works as we leverage imaging data across the Veterans Affairs national healthcare system, from 98 medical centers, capturing extensive heterogeneity in imaging protocols, scanners, and patients. AI-CAC performance on non-gated scans was compared against clinical standard ECG-gated CAC scoring. Non-gated AI-CAC differentiated zero vs. non-zero and less than 100 vs. 100 or greater Agatston scores with accuracies of 89.4% (F1 0.93) and 87.3% (F1 0.89), respectively, in 795 patients with paired gated scans within a year of a non-gated CT scan. Non-gated AI-CAC was predictive of 10-year all-cause mortality (CAC 0 vs. >400 group: 25.4% vs. 60.2%, Cox HR 3.49, p < 0.005), and composite first-time stroke, MI, or death (CAC 0 vs. >400 group: 33.5% vs. 63.8%, Cox HR 3.00, p < 0.005). In a screening dataset of 8,052 patients with low-dose lung cancer-screening CTs (LDCT), 3,091/8,052 (38.4%) individuals had AI-CAC >400. Four cardiologists qualitatively reviewed LDCT images from a random sample of >400 AI-CAC patients and verified that 527/531 (99.2%) would benefit from lipid-lowering therapy. To the best of our knowledge, this is the first non-gated CT CAC algorithm developed across a national healthcare system, on multiple imaging protocols, without filtering intra-cardiac hardware, and compared against a strong gated CT reference. We report superior performance relative to previous CAC algorithms evaluated against paired gated scans that included patients with intra-cardiac hardware.
- Abstract(参考訳): 冠動脈カルシウム (CAC) は心血管イベントの予測に有用である。
アメリカでは毎年数百万の胸部CTスキャンが実施されているが、CACは非心臓目的のスキャンから定期的に定量化されているわけではない。
CACを非コントラスト非ゲートCTスキャン(AI-CAC)で自動的に定量化するために,446のエキスパートセグメンテーションを用いてディープラーニングアルゴリズムを開発した。
これまでの研究と異なり、医療機関98の医療センターから、画像プロトコル、スキャナー、患者の広範な異質性を捉えながら、獣医省の国立医療システムにまたがる画像データを活用している。
非ゲートスキャンにおけるAI-CAC性能を,臨床標準ECG-gated CACスコアと比較した。
非ゲート型AI-CACは0対0と100対100以上のアガストンスコアを89.4%(F1 0.93)と87.3%(F1 0.89)と区別した。
非ゲート型AI-CACは10年ごとの死亡率(CAC 0 vs. >400 group: 25.4% vs. 60.2%、Cox HR 3.49, p < 0.005)と複合初回脳卒中、MI、死亡率(CAC 0 vs. >400 group: 33.5% vs. 63.8%、Cox HR 3.00, p < 0.005)を予測した。
低用量肺癌検診(LDCT)8,052例のスクリーニングデータセットでは,3,091/8,052例(38.4%)がAI-CAC >400例であった。
4人の心臓科医が400人以上のAI-CAC患者のランダムサンプルからLDCT画像を質的にレビューし、527/531 (99.2%) が脂質低下療法の恩恵を受けることを確認した。
我々の知る限り、これは全国的な医療システムで開発された最初の非ゲートCT CACアルゴリズムであり、複数のイメージングプロトコル上で、心内ハードウェアをフィルタリングすることなく、強力なゲートCT参照と比較する。
心内ハードウェア患者を含むペアゲートスキャンと比較し, 従来のCACアルゴリズムと比較して優れた性能を示した。
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