Skip to main content
Erschienen in: The International Journal of Cardiovascular Imaging 8/2022

22.02.2022 | Original Paper

Predicting adverse cardiac events in sarcoidosis: deep learning from automated characterization of regional myocardial remodeling

verfasst von: Chenying Lu, Yi Grace Wang, Fahim Zaman, Xiaodong Wu, Mehul Adhaduk, Amanda Chang, Jiansong Ji, Tiemin Wei, Promporn Suksaranjit, Georgios Christodoulidis, Ernest Scalzetti, Yuchi Han, David Feiglin, Kan Liu

Erschienen in: The International Journal of Cardiovascular Imaging | Ausgabe 8/2022

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Abstract

Recognizing early cardiac sarcoidosis (CS) imaging phenotypes can help identify opportunities for effective treatment before irreversible myocardial pathology occurs. We aimed to characterize regional CS myocardial remodeling features correlating with future adverse cardiac events by coupling automated image processing and data analysis on cardiac magnetic resonance (CMR) imaging datasets. A deep convolutional neural network (DCNN) was used to process a CMR database of a 10-year cohort of 117 consecutive biopsy-proven sarcoidosis patients. The maximum relevance − minimum redundancy method was used to select the best subset of all the features—24 (from manual processing) and 232 (from automated processing) left ventricular (LV) structural/functional features. Three machine learning (ML) algorithms, logistic regression (LogR), support vector machine (SVM) and multi-layer neural networks (MLP), were used to build classifiers to categorize endpoints. Over a median follow-up of 41.8 (inter-quartile range 20.4–60.5) months, 35 sarcoidosis patients experienced a total of 43 cardiac events. After manual processing, LV ejection fraction (LVEF), late gadolinium enhancement, abnormal segmental wall motion, LV mass (LVM), LVMI index (LVMI), septal wall thickness, lateral wall thickness, relative wall thickness, and wall thickness of 9 (out of 17) individual LV segments were significantly different between patients with and without endpoints. After automated processing, LVEF, end-diastolic volume, end-systolic volume, LV mass and wall thickness of 92 (out of 216) individual LV segments were significantly different between patients with and without endpoints. To achieve the best predictive performance, ML algorithms selected lateral wall thickness, abnormal segmental wall motion, septal wall thickness, and increased wall thickness of 3 individual segments after manual image processing, and selected end-diastolic volume and 7 individual segments after automated image processing. LogR, SVM and MLP based on automated image processing consistently showed better predictive accuracies than those based on manual image processing. Automated image processing with a DCNN improves data resolution and regional CS myocardial remodeling pattern recognition, suggesting that a framework coupling automated image processing with data analysis can help clinical risk stratification.
Literatur
13.
Zurück zum Zitat Nadel J, Lancefield T, Voskoboinik A, Taylor AJ (2015) Late gadolinium enhancement identified with cardiac magnetic resonance imaging in sarcoidosis patients is associated with long-term ventricular arrhythmia and sudden cardiac death. Eur Heart J Cardiovas Imaging 16:634–641. https://doi.org/10.1093/ehjci/jeu294CrossRef Nadel J, Lancefield T, Voskoboinik A, Taylor AJ (2015) Late gadolinium enhancement identified with cardiac magnetic resonance imaging in sarcoidosis patients is associated with long-term ventricular arrhythmia and sudden cardiac death. Eur Heart J Cardiovas Imaging 16:634–641. https://​doi.​org/​10.​1093/​ehjci/​jeu294CrossRef
31.
Zurück zum Zitat Pedregosa F, Varoquaux G, Gramfort A, Michel V, Thirion B, Grisel O et al (2011) Sckikit-learn: machine learning in Python. J Mach Learn Res 12:2825–2830 Pedregosa F, Varoquaux G, Gramfort A, Michel V, Thirion B, Grisel O et al (2011) Sckikit-learn: machine learning in Python. J Mach Learn Res 12:2825–2830
Metadaten
Titel
Predicting adverse cardiac events in sarcoidosis: deep learning from automated characterization of regional myocardial remodeling
verfasst von
Chenying Lu
Yi Grace Wang
Fahim Zaman
Xiaodong Wu
Mehul Adhaduk
Amanda Chang
Jiansong Ji
Tiemin Wei
Promporn Suksaranjit
Georgios Christodoulidis
Ernest Scalzetti
Yuchi Han
David Feiglin
Kan Liu
Publikationsdatum
22.02.2022
Verlag
Springer Netherlands
Erschienen in
The International Journal of Cardiovascular Imaging / Ausgabe 8/2022
Print ISSN: 1569-5794
Elektronische ISSN: 1875-8312
DOI
https://doi.org/10.1007/s10554-022-02564-5

Weitere Artikel der Ausgabe 8/2022

The International Journal of Cardiovascular Imaging 8/2022 Zur Ausgabe

Nach Herzinfarkt mit Typ-1-Diabetes schlechtere Karten als mit Typ 2?

29.05.2024 Herzinfarkt Nachrichten

Bei Menschen mit Typ-2-Diabetes sind die Chancen, einen Myokardinfarkt zu überleben, in den letzten 15 Jahren deutlich gestiegen – nicht jedoch bei Betroffenen mit Typ 1.

Erhöhtes Risiko fürs Herz unter Checkpointhemmer-Therapie

28.05.2024 Nebenwirkungen der Krebstherapie Nachrichten

Kardiotoxische Nebenwirkungen einer Therapie mit Immuncheckpointhemmern mögen selten sein – wenn sie aber auftreten, wird es für Patienten oft lebensgefährlich. Voruntersuchung und Monitoring sind daher obligat.

GLP-1-Agonisten können Fortschreiten diabetischer Retinopathie begünstigen

24.05.2024 Diabetische Retinopathie Nachrichten

Möglicherweise hängt es von der Art der Diabetesmedikamente ab, wie hoch das Risiko der Betroffenen ist, dass sich sehkraftgefährdende Komplikationen verschlimmern.

TAVI versus Klappenchirurgie: Neue Vergleichsstudie sorgt für Erstaunen

21.05.2024 TAVI Nachrichten

Bei schwerer Aortenstenose und obstruktiver KHK empfehlen die Leitlinien derzeit eine chirurgische Kombi-Behandlung aus Klappenersatz plus Bypass-OP. Diese Empfehlung wird allerdings jetzt durch eine aktuelle Studie infrage gestellt – mit überraschender Deutlichkeit.

Update Kardiologie

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.