Применение методов радиомики и морфометрического анализа в оценке коллатерального кровотока по данным компьютерно-томографической ангиографии при ишемическом инсульте

ОБОСНОВАНИЕ. Эффективность лечения пациентов с ишемическим инсультом (ИИ) во многом определяется наличием хорошо развитых церебральных коллатералей [1]. Наиболее распространённый метод визуализации сосудов ― компьютерно-томографическая ангиография (КТА) [2], однако оценку состояния коллатералей по изображениям КТА чаще всего выполняют ретроспективно и посредством полуколичественных шкал [3, 4]. Возможности радиомики как одного из перспективных направлений анализа радиологических изображений, позволяющих оценить однородность расположения сосудов, а также одного из методов сегментации сосудистых ветвей, могут быть применены в решении задачи автоматизации оценки коллатерального статуса [5, 6].

ЦЕЛЬ ― выявление показателей радиомики и морфометрии, рассчитанных на основе изображений КТА и являющихся предикторами исхода ИИ.

МЕТОДЫ. Проанализированы данные 121 пациента с верифицированным диагнозом ИИ в бассейне средней мозговой артерии (СМА). В 47% случаев была проведена реперфузионная терапия (57 пациентов), остальных пациентов лечили консервативно. Изображения КТА, выполненной сразу после поступления, обработали фильтром сосудистости с последующей автоматической сегментацией бассейнов СМА. Рассчитали массив из 73 показателей радиомики, импортированных из открытой библиотеки PyRadiomics [7], и 45 морфометрических показателей, характеризующих суммарные объём, длину и количество сосудистых деревьев, а также квартили распределения радиуса, длины и объёма отдельных сосудистых ветвей. Поведение этих показателей относительно интактного бассейна СМА оценено в группах пациентов с благоприятным (с регрессом неврологической симптоматики на 3 балла по шкале NIHSS) и неблагоприятным исходом.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Среди статистик первого порядка наиболее выраженные различия отмечены для меры эксцесса распределения: в группе больных с неблагоприятным исходом распределение характеризовалось большей долей выбросов в интенсивности (увеличение на 27% [-1; 57] относительно интактного полушария против 8% [-7; 19] при благоприятном исходе, p=0,021, критерий Манна–Уитни). Для пациентов с неблагоприятным исходом также наблюдалась бό́льшая энтропия в интактном полушарии, что может говорить о бό́льшей однородности структур в группе с благоприятным исходом (р=0,014). Среди морфометрических характеристик предикторами благоприятного исхода были не только суммарный объём коллатералей и количество сосудистых ветвей, которые обладали наибольшей дискриминирующей способностью среди пациентов с реперфузионной терапией (р<0,05), но и доля мелкокалиберных сосудов, роль которых была выражена в группе пациентов на консервативном лечении (р<0.01).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Комплекс выявленных характеристик радиомики и морфометрических показателей сосудистого дерева может быть применён при разработке автоматизированной оценки коллатерального статуса и прогнозирования течения ишемического инсульта. Работа выполнена при поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований № 18-29-26007мк.