一种3D测量主动脉的新工具可能会更早地发现致命的心脏疾病

密歇根医学院的研究人员发现了一种测量人体最大动脉生长的新方法，可以帮助临床医生更早地识别潜在的致命心脏疾病。

这项技术被称为血管变形映射，测量血管的变化胸主动脉它将血液从心脏输送到身体的其他部位。这项新技术使用高分辨率CT成像来计算主动脉壁的三维变化，其效果明显优于专家进行的标准手动评级方法放射学而且医学物理学．

“这种算法中使用的技术已经存在了一段时间，但还没有人用它来观察胸主动脉动脉瘤的三维生长，”论文的通讯作者、密歇根医学院放射学助理教授和主动脉成像主任尼古拉斯·伯里斯医学博士说。“这是有希望的一步，技术将推动测量的准确性超过人类评分者所能达到的水平，使临床医生能够最好地了解患者的病情。”

当主动脉的最大部分变弱、增长或扩张时，就会发生胸主动脉瘤，增加了潜在致命的破裂或夹层的风险。对于大约3%的50岁以上的无症状成年患者，医生建议他们进行定期检查，通常是CT扫描，以测量主动脉生长，并确定是否需要手术修复。

目前，衡量增长的标准做法是由人类“评分者”完成的，他们将两张图像对齐，并在两点上画一条线来发现变化。Burris说，这个过程很容易出错，在很多情况下，医生不能确定胸主动脉是否在增长，这就为最佳治疗和后续计划带来了不确定性。

他说:“我们在临床上面临的挑战是，一个典型的主动脉动脉瘤每年只会增长不到一毫米，而手动绘制如此精确的直径的过程很难重现。”“相对于非常少量的实际动脉瘤生长，标准测量有很大的可变性。基本上，你最终很少能得到一个自信的生长评估，这可能很难知道病人的实际风险是什么，以及他们需要多密切地重复CT扫描。”

Burris团队开发的血管变形映射技术依赖于一种被称为图像配准的图像分析技术，该技术本质上是通过在第一次扫描中获取任何像素，并将其精确位置与第二次扫描中的像素联系起来，来对齐多次CT扫描中显示的解剖结构。当它们都对齐时，主动脉的三维彩色图显示胸主动脉的生长程度和位置。

在这些研究中，研究人员使用了近50名主动脉瘤患者的扫描图和75个不同生长的参考模型主动脉壁．他们将自动化程序与两名专家手动评分员进行了测试，发现血管变形映射在生长测量中具有更高的准确性和更低的变异性，优于人类。在所有情况下，即使是最有经验的人类分析人员的测量误差也高达3毫米，血管变形映射的精度也小于1毫米。

该论文的合著者、密歇根医学院放射学兼职研究助理教授查尔斯·哈特博士说:“人工智能的最新进展引起了人们对自动化放射学任务的极大兴趣。”“事实证明，取代人类放射科医生并不是一项简单的任务，人工智能更现实的目标是加快工作流程，协助放射科医生进行物体、定量测量，否则执行起来很麻烦，而且本质上是主观的。在这方面，血管变形测绘是一个完美的、现实世界的例子，说明人工智能和定量成像如何通过增强临床医生的能力而不是试图取代他们来改善临床护理。”

虽然这些报告表明，在告知是否有必要对主动脉瘤进行手术方面，血管变形测绘可能比人类评分更有用，但研究人员表示，这种方法必须在临床中对大量患者进行进一步研究。幸运的是，Burris说，血管变形映射技术可以在主动脉的常规CT扫描上进行，使得进行更大的研究更容易。

他说:“这是一种观察主动脉瘤生长的全新方法。”“随着研究的发展，有可能将其应用于更广泛的疾病，比如腹主动脉瘤。从目前的一维测量到三维方法，让我们以一种前所未有的方式看到动脉瘤的生长模式，让我们提出许多新问题，并了解如何使用这样的高精度跟踪工具来最终改善患者的护理。”