Radiomics Analyse morphologischer Merkmale in Lungen-CT nach kongenitaler Zwerchfellhernie

Hintergrund Kinder nach einer kongenitalen Zwerchfellhernie leiden unter einer langfristigen Morbidität, einschließlich einer Beeinträchtigung der Lungenfunktion aufgrund von Lungenhypoplasie und pulmonaler Unreife. Das Verständnis der morphologischen Veränderungen in den Lungenstrukturen ist entscheidend für ein besseres Verständnis der Pathophysiologie.

Fragestellung Unsere Studie zielt darauf ab, die morphologischen Merkmale der Lunge bei Patienten nach einer kongenitalen Zwerchfellhernie mit Hilfe von Radiomics zu analysieren, um Merkmale zu identifizieren, die mit dem Schweregrad der Erkrankung korrelieren.

Material & Methoden Die Thorax CT Daten (SOMATOM Force, Siemens Healthineers, Deutschland) von 72 Patienten wurden retrospektiv analysiert. Die Bildanalyse und Segmentierung wurde mit einer speziellen Bildanalysesoftware (Syngo.via, Siemens Healthineers, Deutschland) durchgeführt. Die Lungensegmentierungen wurden in ein Radiomics-Analyseprogramm (Pyradiomics, Version 3.0.1) eingefügt und normalisiert. Die Korrelation zwischen den einzelnen Merkmalen wurde mit dem Pearson-Korrelationskoeffizienten ermittelt. Für die Merkmalsauswahl wurde eine permutationsbasierte Random-Forest-(RF)-Merkmalsauswahl durchgeführt. Die statistische Analyse wurde in R und RStudio (Version 1.3.1093, Boston, MA, USA) durchgeführt. Der Zustand nach der ECMO-Therapie wurde als Surrogat für einen höheren Krankheitsschweregrad verwendet. Ein p-Wert p<0,05 wurde als statistisch signifikant angesehen.

Ergebnisse Zwischen ipsilateraler (Defektseite) und kontralateraler Lunge wurden 3 Formmerkmale (original_shape_Flatness, original_shape_LeastAxisLength, original_shape_Maximum2DDiameterSlice), 1 Merkmal erster Ordnung (original_firstorder_10Percentile) und 2 Texturmerkmale höherer Ordnung (original_gldm_LowGrayLevelEmphasis, original_glrlm_LongRunLowGrayLevelEmphasis) als statistisch signifikant angesehen.

Die kontralateralen Lungen von Patienten mit und ohne ECMO-Behandlung zeigten signifikante Unterschiede in zwei Formmerkmalen (original_shape_MinorAxisLength und original_shape_Maximum2DDiameterSlice).

Zwischen den ipsilateralen Lungen von Patienten mit und ohne ECMO-Bedarf wurde 1 Texturmerkmal höherer Ordnung (original_glrlm_LongRunLowGrayLevelEmphasis) als statistisch signifikant dargestellt.

Schlussfolgerungen Als Ergänzung könnte die Radiomics Analyse in Zukunft ein zusätzliches Instrument zur Beurteilung des Ausmaßes der Lungenhypoplasie werden, indem reproduzierbare, objektive Messwerte gewonnen werden, die mit dem Schweregrad der Lungenerkrankung korrelieren, um die Therapie der Langzeitfolgen bei CDH-Patienten weiter zu optimieren.

 

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Publication History

Article published online:
12 September 2023