Wissensbasierte Algorithmen zur Segmentierung der Lungengefäße: Morphologie der Pulmonalarterien und -venen als neue bildgebende Biomarker für die Diagnose der pulmonalen Hypertonie

Zielsetzung Evaluation der Segmentierung der peripheren Lungengefäßmorphologie mittels wissensbasierter Algorithmen zur Diagnose der pulmonalen Hypertonie (PH).

Material und Methoden In dieser monozentrischen, retrospektiven Studie wurden 149 Patienten mit Rechtsherzkatheter (RHK)-bestätigter PH und 21 Patienten ohne PH eingeschlossen. Die Patienten wurden innerhalb von 30 Tagen vor oder nach dem RHK mittels CT-Pulmonalisangiographie untersucht. Periphere Lungengefäße mit einem Durchmesser von 2-10 mm wurden mittels wissensbasiertem Algorithmus extrahiert und als Arterien oder Venen klassifiziert. Die Segmentierungen wurden von einem Radiologen validiert. Die Anzahl der Gefäße und ihre Dichte pro Lungenvolumen wurden bestimmt. Zudem wurde der Durchmesser des Truncus pulmonalis (MPA) ermittelt. Die diagnostische Genauigkeit wurde anhand Area-under-the-Curve Analyse (AUC) bewertet.

Ergebnisse Bei Patienten mit PH waren Lungenarterien mit einem Durchmesser von 6-10 mm in Anzahl (36 [27-54] vs. 27 [11-34], p=0,009) und Dichte (8,9 [6,1-10,8] 1/L vs. 6,2 [3,1-7,0] 1/L, p=0,007) erhöht. PH-Patienten wiesen zudem ein erhöhtes Arterien-zu-Venen Verhältnis (1,32 [0,93-2,06] vs. 0,88 [0,48-1,17], p=0,005) und eine erhöhte Differenz aus arterieller zu venöser Gefäßdichte von Gefäßen mit diesem Gefäßdurchmesser (Diffart/ven,6-10mm:2,0 [-0,4-5,0] 1/L vs. -1,0 [-3,1-0,8], p=0,004) auf. Diffart/ven,6-10mm erwies sich als genauester Parameter der peripheren Gefäßmorphologie zur Identifizierung der PH (AUC: 0,74, 95%-KI 0,61-0,87). Die Kombination dieses Parameters mit dem MPA-Durchmesser führte zu einer numerischen, jedoch nicht signifikanten Steigerung der AUC (0,78, 95%-KI 0,69-0,88 vs. 0,82, 95%-KI 0,71-0,93, p=0,4).

Schlussfolgerungen Die PH ist mit einer erhöhten Anzahl und Dichte der peripheren Lungenarterien mit einem Durchmesser von 6-10 mm assoziiert. Die Morphologie peripherer Lungengefäße könnte als neuer bildgebender Biomarker helfen die diagnostische Genauigkeit der CT für die Diagnose der PH verbessern.

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
25. März 2025