Reconstrução tridimensional de artérias coronárias a partir da integração doultrassom intracoronário e da angiografia convencional / Three-dimensional reconstruction of coronary arteries based on the integration of intravascular ultrasound and conventional angiography

Introdução: A reconstrução tridimensional coronária com a combinação do ultrassom intracoronário e da angiografia apresenta vantagens em relação à angiotomografia de coronárias. Objetivamos apresentara fase piloto de validação de um novo modelo de reconstrução tridimensional de artérias coronárias. Métodos: Foram utilizados exames de angiografia e ultrassom intracoronário já realizados por indicação clínica em indivíduos com suspeita ou diagnóstico de doença arterial coronária estável. O processamento das imagens, a segmentação e a reconstrução tridimensional foram realizados seguindo metodologia específica. Para fins de caracterização geométrica, foram obtidas as linhas de centro tridimensionais. Resultados: Foram reconstruídos três vasos, sendo duas artérias descendentes anteriores e uma artéria circunflexa. O volume da luz do vaso e a carga de placa global puderam ser visualizados com facilidade com a reconstrução tridimensional. A caracterização geométrica revelou aumento dos valores absolutos do comprimento, tortuosidade, curvatura e torsão, caracterizando uma maior complexidade da linha de centro da luz doente, em relação à linha de centro da membrana elástica externa. Conclusões: Essa nova metodologia, que integrou angiografia convencional e ultrassom intracoronário, aumentou a praticidade das reconstruções, com ganho em acurácia volumétrica do vaso e visualização global de aspectos-chave da doença aterosclerótica, como remodelamento e distribuição da placa.

Background: Coronary three-dimensional reconstruction with the combination of intravascular ultrasound and angiography offers advantages over computed tomography angiography of coronary arteries. The authors aimed to present the pilot phase of the validation of a new model of three-dimensional reconstruction of coronary arteries. Methods: This study used angiography and intravascular ultrasound examinations already performed by clinical indication in individuals with known or suspected stable coronary artery disease. Image processing, segmentation, and three-dimensional reconstruction were conducted following specific methodology. For geometrical characterization purposes, tridimensional center lines were obtained. Results: Three vessels were reconstructed: two left anterior descending arteries and one left circumflex artery. The vessel lumen volume and the overall plaque burden could be easily viewed with threedimensional reconstruction. The geometric characterization revealed increased absolute values of length, tortuosity, curvature, and torsion, featuring a greater complexity of the center line of the diseased lumen relative to the center line of the external elastic membrane. Conclusions: This new methodology, which integrates conventional angiography and intravascular ultrasound, has increased the practicality of the reconstructions, with a gain in volumetric accuracy of the vessel and overall visualization of key aspects of atherosclerotic disease, such as plaque remodeling and distribution.

Software livre e de código aberto para avaliação de imagens de angiotomografia de coronárias / Free and open-source software application for the evaluation of coronary computed tomography angiography images

FUNDAMENTO: A estandardização do padrão de imagens utilizada dentro da medicina foi realizada em 1993 por meio do padrão DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine). Diversos exames utilizam esse padrão e cada vez mais são necessários softwares capazes de manipular esse tipo de imagem, porém esses softwares geralmente não têm o formato livre e de código aberto, e isso dificulta o seu ajuste para os mais diferentes interesses. OBJETIVO: Desenvolver e validar um software livre e de código aberto capaz de manipular imagens DICOM de exames de angiotomografia de coronárias. MÉTODOS: Desenvolvemos e testamos o software intitulado ImageLab na avaliação de 100 exames selecionados de forma randômica por meio de um banco de dados. Foram realizadas 600 análises divididas por dois observadores utilizando o ImageLab e um outro software comercializado junto a aparelhos de tomografia computadorizada Philips Brilliance, na avaliação da presença de lesões e placas coronarianas nos territórios do Tronco da Coronária Esquerda (TCE) e na Artéria Descendente Anterior (ADA). Para avaliar as concordâncias intraobservador, interobservadores e intersoftware, utilizamos concordância simples e estatística Kappa. RESULTADOS: As concordâncias observadas entre os softwares foram em geral classificadas como substancial ou quase perfeitas na maioria das comparações. CONCLUSÃO: O software ImageLab concordou com o software Philips na avaliação de exames de angiotomografia de coronárias especialmente em pacientes sem lesões, com lesões inferiores a 50% no TCE e inferiores a 70% na ADA. A concordância para lesão >70% na ADA foi menor, porém isso também é observado quando se utiliza o padrão de referência anatômico.

BACKGROUND: The standardization of images used in Medicine in 1993 was performed using the DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) standard. Several tests use this standard and it is increasingly necessary to design software applications capable of handling this type of image; however, these software applications are not usually free and open-source, and this fact hinders their adjustment to most diverse interests. OBJECTIVE: To develop and validate a free and open-source software application capable of handling DICOM coronary computed tomography angiography images. METHODS: We developed and tested the ImageLab software in the evaluation of 100 tests randomly selected from a database. We carried out 600 tests divided between two observers using ImageLab and another software sold with Philips Brilliance computed tomography appliances in the evaluation of coronary lesions and plaques around the left main coronary artery (LMCA) and the anterior descending artery (ADA). To evaluate intraobserver, interobserver and intersoftware agreements, we used simple and kappa statistics agreements. RESULTS: The agreements observed between software applications were generally classified as substantial or almost perfect in most comparisons. CONCLUSION: The ImageLab software agreed with the Philips software in the evaluation of coronary computed tomography angiography tests, especially in patients without lesions, with lesions < 50% in the LMCA and < 70% in the ADA. The agreement for lesions > 70% in the ADA was lower, but this is also observed when the anatomical reference standard is used.