Association of Contrast Enhanced Dual Energy CT-derived Pulmonary Arterial Tree-to-Lung Ratio (ArtLR) With COPD
Notice bibliographique
Résumé
Abstract RATIONALE: Airway-to-lung ratio (AirLR), calculated as the mean of airway lumen diameters at standard anatomic locations divided by the cube-root of total lung volume, is associated with COPD risk regardless of smoking status, and we have previously shown an association between total-pulmonary-vascular-volume-to-lung-size relationship with AirLR. [PMCID: PMC11284327] Using dual energy computed tomography (DECT), we recently developed a deep learning-based algorithm for pulmonary arterial segmentation to compute pulmonary-arterial-to-lung ratio (ArtLR) which correlated significantly with AirLR and markers COPD. Here we automate image processing in a larger cohort to estimate ArtLR, introduce an alternative ArtLR standardization and correlate it to COPD-related measures of lung structure and function. METHODS: Using a SPIROMICS sub-cohort (110 participants), imaged via contrast enhanced DECT at functional residual capacity (FRC), an automatic deep learning pipeline segmented the arteries from the pulmonary vascular tree. Another pipeline automatically extracted the centerlines and calculated average arterial segment diameters. A paired non-contrast total lung capacity (TLC) scan was registered to the DECT FRC scan to transfer airway segment labels from the TLC to FRC domain. AirLR was calculated as the mean of airway lumen diameters at standard anatomic locations (trachea-to-subsegments) divided by cube root of lung volume [TLC or FRC]. A simple Long Short-Term Memory (LSTM) network was used to find corresponding anatomic arterial segments. Associations between ArtLR and %Emphysema, AirLR, pre- and post-bronchodilator FEV1/FVC, and a texture-based (AMFM) measure of %broncho-vascular bundles was assessed using linear regression to adjust for age, sex and BMI. RESULTS: In adjusted analyses, a 1-SD decrement in ArtLR-TLC was associated with 4.198 units increase in %Emphysema-910 (95%CI: 1.360-7.037; p = 0.0041), and 0.8198 units decrease in %Bronchovascular (95%CI: 0.5037-1.136; p < 0.0001). A 1-SD increment in ArtLR-TLC was associated with 0.2515 SD increase in AirLR-Outer (95%CI: 0.04947SD-0.4536SD; p = 0.0152), and 0.02083 units increase in PreBronch-FEV1FVC (95%CI: 0.001814-0.03984; p = 0.0321). Sex and BMI show significant associations with ArtLR-TLC, where female is associated with 1.068 SD decrease in ArtLR, and a unit increase in BMI is associated with 0.05788 SD increase in ArtLR (both p-values < 0.0001), and age was not association with ArtLR. CONCLUSIONS: An automated pipeline for pulmonary arterial tree segmentation and standardization from contrast enhanced DECT FRC scans demonstrates a significant relationship between ArtLR and AirLR as well as between ArtLR and %emphysema, and FEV1/FVC. A standardized method of arterial tree size assessment provides for expanded exploration of vascular vs airway disease etiologies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».