Inteligência artificial e diagnóstico por imagem - o futuro chegou? / Artificial intelligence and diagnostic imaging - has the future come?

Na nova era da Medicina de Precisão, a inteligência artificial (IA) - um conjunto de sistemas e programas que permitem às máquinas serem capazes de executar tarefas que habitual mente exigiriam a participação humana - emerge como ferramenta capaz de criar novas maneiras de analisar as imagens médicas além dos parâmetros morfológicos convencionais. Embora ainda não estejam completamente disponíveis para o uso clínico, essa nova abordagem tem grande potencial de aplicação na prática clínica e de pesquisa médica. A discussão dos conceitos básicos, potenciais aplicações e limitações das novas técnicas de IA no diagnóstico por imagem é importante para a interpretação adequada do potencial efeito que essa tecnologia teria na medicina, contrapondo-se à excessiva ansiedade despertada por abordagens superficiais e apressadas. Este artigo tem por objetivo apresentar uma visão equilibrada e atual sobre o tema, com especial foco no presente e no futuro da imagenologia cardíaca

In the new era of Precision Medicine, artificial intelligence (AI) - a set of systems and programs that enable machines to be able to perform cognitive tasks that would usually require human participation emerges as a tool that can create new ways of analyzing images beyond the conventional morphological parameters. Although not yet ready for clinical use, these tools have a potential effect on clinical and research practice. The discussion of the basic concepts, potential applications and limitations of new AI techniques in imaging diagnosis is important for a balanced interpretation of their results, as opposed to the excessive anxiety recently observed among professionals dealing with the subject. In this brief article, we aim to take a balanced and attentive look on this subject, with special focus on the horizon of modern cardiac imaging

Atherosclerotic Plaque in Patients with Zero Calcium Score at Coronary Computed Tomography Angiography / Placa Aterosclerótica à Angiotomografia de Coronárias em Pacientes com Escore de Cálcio Zero

Abstract Background: In view of the high mortality for cardiovascular diseases, it has become necessary to stratify the main risk factors and to choose the correct diagnostic modality. Studies have demonstrated that a zero calcium score (CS) is characteristic of a low risk for cardiovascular events. However, the prevalence of individuals with coronary atherosclerotic plaques and zero CS is conflicting in the specialized literature. Objective: To evaluate the frequency of patients with coronary atherosclerotic plaques, their degree of obstruction and associated factors in patients with zero CS and indication for coronary computed tomography angiography (CCTA). Methods: This is a cross-sectional, prospective study with 367 volunteers with zero CS at CCTA in four diagnostic imaging centers in the period from 2011 to 2016. A significance level of 5% and 95% confidence interval were adopted. Results: The frequency of atherosclerotic plaque in the coronary arteries in 367 patients with zero CS was 9.3% (34 individuals). In this subgroup, mean age was 52 ± 10 years, 18 (52.9%) were women and 16 (47%) had significant coronary obstructions (> 50%), with involvement of two or more segments in 4 (25%) patients. The frequency of non-obese individuals (90.6% vs 73.9%, p = 0.037) and alcohol drinkers (55.9% vs 34.8%, p = 0.015) was significantly higher in patients with atherosclerotic plaques, with an odds ratio of 3.4 for each of this variable. Conclusions: The frequency of atherosclerotic plaque with zero CS was relatively high, indicating that the absence of calcification does not exclude the presence of plaques, many of which obstructive, especially in non-obese subjects and alcohol drinkers.

Resumo Fundamento: Diante da alta mortalidade por doenças cardiovasculares, faz-se necessária a estratificação dos principais fatores de riscos e escolha correta da modalidade diagnóstica. Estudos demonstraram que escore de cálcio (EC) zero caracteriza baixo risco de eventos cardiovasculares. No entanto, a frequência de portadores de placa aterosclerótica coronária com EC zero é conflitante na literatura especializada. Objetivo: Avaliar a frequência de pacientes com placa aterosclerótica coronária, seu grau de obstrução e fatores associados em pacientes com EC zero e indicação para angiotomografia computadorizada de coronárias (ATCC). Métodos: Trata-se de estudo transversal, prospectivo, com 367 voluntários portadores de EC zero, mediante a ATCC, no período de 2011-16, em quatro centros de diagnóstico por imagem. Foi assumido nível de significância 5% e intervalo de confiança de 95%. Resultados: A frequência de placa aterosclerótica nas artérias coronárias dos 367 pacientes com EC zero foi de 9,3% (34 indivíduos); neste subgrupo, a média de idade foi 52 ± 10 anos, 18 (52,9%) eram mulheres e 16 (47%) exibiam obstruções coronarianas significativas (> 50%), dos quais 4 (25%) apresentaram placas em pelo menos dois segmentos. A frequência de não obesos (90,6% vs. 73,9%; p = 0,037) e de etilistas (55,9% vs. 34,8%; p = 0,015) foi significativamente maior nos portadores de placa, apresentando, cada variável, odds ratio de 3,4 para o desenvolvimento das referidas placas. Conclusões: A frequência de placa aterosclerótica com EC zero foi considerável, evidenciando, portanto, que a ausência de calcificação não exclui placa, muitas das quais obstrutivas, principalmente nos não obesos e etilistas.

Angiotomografia de Coronárias e Proteína C Reativa na Avaliação da Doença Arterial Coronariana / Coronary Computed Tomography Angiography and C-Reactive Protein in the Evaluation of Coronary Artery Disease

Fundamento: A doença arterial coronariana (DAC) constitui a principal causa de morte nos países desenvolvidos. No Brasil, gasta-se aproximadamente 1,74% do Produto Interno Bruto com doenças cardiovasculares. Testes de isquemia possuem baixa acurácia diagnóstica em indivíduos com risco intermediário de DAC e a angiotomografia computadorizada de múltiplos detectores (ATCMD) pode contribuir para esclarecer o diagnóstico desses pacientes, não obstante o custo deste procedimento que ainda é elevado para o nosso padrão. A proteína C reativa (PCR) eleva-se no caso de inflamação sistêmica e tem sido utilizada como marcador de DAC. Objetivo: Avaliar a correlação da PCR com a presença de placas ateroscleróticas identificadas pela angiotomografia. Métodos: Trata-se de um estudo de corte transversal, no qual foram incluídos 118 pacientes com risco intermediário para DAC, que realizaram ATCMD das artérias coronárias e dosagem de PCR de setembro de 2011 a janeiro de 2013 em um hospital de referência cardiológica. Resultados: Cerca de 55% da amostra foi representada pelo gênero masculino. A DAC, HAS e obesidade foram identificadas em 68,6%, 76,3% e 31,8% dos indivíduos, respectivamente. Observou-se que os pacientes com concentrações elevadas de PCR tiveram uma chance 2,9 maior de apresentarem DAC diagnosticada por ATCMD (p = 0,016). Conclusão: Indivíduos com PCR alterada têm maior chance de apresentarem DAC diagnosticada à ATCMD e possuem valores de PCR mais elevados que pacientes sem DAC. A PCR, junto a outros fatores de risco, pode representar um elemento preditivo relevante para o diagnóstico de DAC na ATCMD, ou em situações quando a realização da ATCMD não é possível

Background: Coronary artery disease (CAD) is the leading cause of death in developed countries. In Brazil, approximately 1.74% of the gross domestic product is spent on cardiovascular diseases. Ischemia tests have a low diagnostic accuracy for patients with intermediate CAD risk, and multidetector computed tomography angiography (MDCTA) may help establish the diagnosis of these patients, despite the cost of this procedure, which is still high for our standards. C-reactive protein (CRP) is increased in cases of systemic inflammation and has been used as a CAD marker. Objective: To evaluate the correlation of CRP with the presence of atherosclerotic plaques identified on CT angiography. Methods: Cross-sectional study including 118 patients with intermediate risk of CAD, who underwent coronary MDCTA and CRP measurement from September 2011 to January 2013 in a referral cardiology hospital. Results: Males comprised about 55% of the sample. CAD, hypertension, and obesity were identified in 68.6%, 76.3%, and 31.8% of the subjects, respectively. We observed that patients with increased CRP levels had a 2.9-fold higher chance of presenting CAD on MDCTA (p = 0.016). Conclusion: Individuals with altered CRP are more likely to present CAD diagnosed by MDCTA and have higher CRP values than patients without CAD. CRP, along with other risk factors, may represent a relevant predictive element in the diagnosis of CAD in MDCTA, or in situations in which MDCTA is not feasible

Sexo Masculino e Hipertensão Arterial São Preditores de Placa à Angiotomografia das Coronárias / Male Gender and Arterial Hypertension are Plaque Predictors at Coronary Computed Tomography Angiography

Background: Systemic Arterial Hypertension (SAH) is one of the main risk factors for Coronary Artery Disease (CAD), in addition to male gender. Differences in coronary artery lesions between hypertensive and normotensive individuals of both genders at the Coronary Computed Tomography Angiography (CCTA) have not been clearly determined. Objective: To Investigate the calcium score (CS), CAD extent and characteristics of coronary plaques at CCTA in men and women with and without SAH. Methods: Prospective cross-sectional study of 509 patients undergoing CCTA for CAD diagnosis and risk stratification, from November 2011 to December 2012, at Instituto de Cardiologia Dante Pazzanese. Individuals were stratified according to gender and subdivided according to the presence (HT +) or absence (HT-) of SAH. Results: HT+ women were older (62.3 ± 10.2 vs 57.8 ± 12.8, p = 0.01). As for the assessment of CAD extent, the HT+ individuals of both genders had significant CAD, although multivessel disease is more frequent in HT + men. The regression analysis for significant CAD showed that age and male gender were the determinant factors of multivessel disease and CS ≥ 100. Plaque type analysis showed that SAH was a predictive risk factor for partially calcified plaques (OR = 3.9). Conclusion: Hypertensive men had multivessel disease more often than women. Male gender was a determinant factor of significant CAD, multivessel disease, CS ≥ 100 and calcified and partially calcified plaques, whereas SAH was predictive of partially calcified plaques. .

Fundamento: Doença Arterial Coronariana (DAC) tem como um dos principais fatores de risco a Hipertensão Arterial Sistêmica (HAS), além do sexo masculino. As diferenças nas lesões de artérias coronarianas entre hipertensos e normotensos de ambos os sexos pela Angiotomografia Computadorizada Coronariana (ATC) ainda não foram claramente determinadas. Objetivo: Investigar Escore de Cálcio (EC), extensão da DAC e as características de placas coronarianas à ATC em homens e mulheres com e sem HAS. Métodos: Estudo transversal prospectivo com 509 pacientes submetidos a ATC para diagnóstico e estratificação de risco de DAC, de novembro de 2011 a dezembro de 2012, no Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia. Foram estratificados segundo o gênero e subdivididos de acordo com a presença (HT+) ou ausência (HT-) de HAS. Resultados: As mulheres HT+ apresentaram maior idade (62,3 ± 10,2 vs 57,8 ± 12,8, p = 0,01). Quanto à avaliação de extensão da DAC, os HT+ de ambos os sexos apresentaram DAC significativa, porém a doença multiarterial é mais frequente nos homens HT+. A análise da regressão para DAC significativa mostrou que idade e sexo masculino foram fatores determinantes de doença multiarterial e EC ≥ 100. Já a análise para os tipos de placas mostrou que a HAS se comportou como fator de risco preditor para placas parcialmente calcificadas (OR = 3,9). Conclusão: Homens hipertensos apresentaram mais frequentemente doença multiarterial. O sexo masculino foi fator determinante de DAC significativa, doença multiarterial, EC ≥ 100 e placas calcificadas e parcialmente calcificadas. Enquanto a HAS foi preditora de placas parcialmente calcificadas. .

Computed Tomograpy Venography diagnosis of iliocaval venous obstruction in advanced chronic venous insufficiency / Diagnóstico angiotomográfico da obstrução venosa ilíaco-cava na Insuficiência Venosa Crônica avançada

Objective: Iliocaval obstruction is associated with venous hypertension symptoms and may predispose to deep venous thrombosis (DVT). Ultrasonography may fail to achieve noninvasive diagnosis of these obstructions. The possibility of using Computed Tomography Venography (CTV) for these diagnoses is under investigation. Methods: Patients with CVI graded at CEAP clinical classes 3 to 6 and previous treatment failure underwent evaluation with CTV. Percentage obstruction was rated by two independent examiners. Obstruction prevalence and its associations with risk factors and CEAP classification were analyzed. Results: A total of 112 limbs were prospectively evaluated. Mean patient age was 55.8 years and 75.4% were women. Obstructions involved the left lower limb in 71.8% of cases and 35.8% of patients reported a medical history of deep venous thrombosis. Overall, 57.1% of imaging studies demonstrated venous obstruction of at least 50% and 10.7% showed obstruction of >80%. The only risk factor that was found to be independently associated with a significantly higher incidence of >50% venous obstruction was a medical history of DVT (p=0.035) (Fisher's exact test). There was a positive relationship between clinical classification (CEAP) and degree of venous obstruction in the limbs studied (Chi-square test for linear trend; p=0.011). Conclusion: Patients with advanced CVI are often affected by obstructions in the iliocaval venous territory and CTV is able to diagnose the degree of obstruction. There is a positive association between degree of obstruction and both previous history of DVT and severity of symptoms of CVI. .

Objetivo: A obstrução ilíaco-cava é associada a sintomas de hipertensão venosa e é um fator de risco para a trombose venosa profunda (TVP). A ultrassonografia pode falhar em seu diagnóstico. Não existe método de "sreening" bem estabelecido. A capacidade da Angiotomografia em realizar esse diagnóstico vem sendo investigada. Método: Pacientes portadores de IVC avançada e com falha no tratamento clínico foram submetidos à Angiotomografia. As imagens foram classificadas quanto ao grau de obstrução por dois investigadores independentes. Foram avaliados a prevalência e o grau de obstrução, e a sua relação com dados demográficos, fatores de risco e sintomas clínicos (CEAP). Resultados: Foram avaliados 112 membros. A idade média dos pacientes foi de 55,8 anos e 75,4% eram mulheres. A obstrução acometia o membro inferior esquerdo em 71,8% e havia história de TVP em 35,8% destes. Em 57,1% dos membros, havia obstrução > 50% e, em 10,7%, a obstrução era > 80%. A história de TVP foi o único fator demográfico com associação positiva com o grau de obstrução (p = 0,035) (teste Exato de Fisher). Houve associação positiva entre a classificação clínica (CEAP) e o grau de obstrução venosa (Teste Qui-quadrado para tendência linear; p=0,011). Conclusão: Pacientes portadores de IVC avançada são frequentemente acometidos por obstrução venosa ilíaco-cava e a Angiotomografia é capaz de identificar o grau dessa obstrução. Existe uma relação positiva entre o grau de obstrução e a classificação clínica, e a história de TVP .

Uso racional dos exames de imagem na avaliação do coração de atleta / Cardiac image in the evaluation of the athlete's heart

A intensa atividade física em treinamentos e competições, particularmente nos esportes profissionais, exige importantes adaptações por parte das câmaras cardíacas e levam o coração a trabalhos extremos, que podem gerar arritmias, além de outros sintomas cardíacos. Por outro lado, as condições intensas de funcionamento cardíaco podem fazer com que doenças cardíacas incipientes se manifestem. Estas condições fazem com que a avaliação do atleta com suspeita de cardiopatias seja cuidadosa e, muitas vezes, inclua a realização de exames de imagem. A interpretação dos resultados destes exames, porém, pode não ser muito simples, pois muitas das mudanças que se seguem à constante prática de esportes ainda não são totalmente conhecidas e elas podem variar de acordo com as características genéticas, de sexo, etnia, tipo de treino e esporte praticado. Deve-se considerar, também, que o uso indiscriminado de exames de imagem pode gerar custos elevados e também à suspensão desnecessária da prática de esportes, que, por sua vez, carregam consigo elevado impacto social e pessoal. Neste artigo, propomos o uso integrado e racional destas tecnologias, sempre consideradas após a suspeição de cardiopatias. Além do ecocardiograma, a ressonância, em especial ao se pesquisar doenças musculares e para buscar fibrose miocárdica, como a tomografia, em especial diante da suspeita de doença coronária obstrutiva ou por origem anômala destes vasos, podem auxiliar na tomada de decisão correta em cada caso individualizado.

The intense physical activity in training and competitions mainly in professional sports require important adaptations of the heart chambers and take the heart to extreme work which can cause arrhythmias and other cardiac symptoms.Therefore, intense heart work can cause heart disease. Do to this fact, it is important to be careful when assessing athletes with suspected cardiopathies and often the performance of imaging tests is required. Interpretation of the results of these tests, however, may not be so simple because many of the alterations that follow the constant practice of sports are not yet fully known, and they may vary according to the genetic characteristics of gender, ethnicity, type of training, and sports practiced. One should consider, too, that the indiscriminated use of imaging tests can generate high costs and unnecessary discontinuation of the practice of sports, which eventually will cause high social and personal impacto This article proposes integrated and rational use of these technologies, always after suspicion of heart diseases. Besides ECHO, MRI is fundamental especially when searching muscular diseases and myocardial fibrosis. Whereas, CT can assist in making the right decision particularly on the suspicion of coronary obstructive disease or for the anomalous origin of these vessels.

Atlas de diagnóstico por imagem em cardiologia / Atlas of diagnostic imaging in cardiology

O livro apresenta os principais métodos gráficos e de imagem usados atualmente na abordagem cardiológica. Contempla a prática, utilizando casos clínicos como base, reúne vivências clínicas e acadêmicas distintas e, acima de tudo, reflete o consenso entre as partes envolvidas. Aborda algumas das muitas aplicações dos testes apresentados inicialmente, sempre em situações desafiantes do ponto de vista diagnóstico.

Uso racional de imagens na avaliação da insuficiência cardíaca / Rational use of imagens in the assessment of heart failure

A insuficiência cardíaca é uma condição cuja importância clínica e epidemiológica vem crescendo e que é responsável por grande número de internações em todo o mundo. Naturalmente, o dignóstico desta entidade continua sendo clínico, mas muitas vezes é necessário lançar mão de exames de imagem para a estratificação de risco, para identificar a causa da disfunção ventricular e até mesmo para avaliar a resposta terapêutica dos pacientes. Os diferentes métodos de imagem podem auxiliar em situações específicas, mas as características físicas e técnicas, além das particularidades de cada paciente, devem ser levadas em conta no momento de escolher a metodologia mais adequada para cada caso. A Dopple-ecocardiografia permanece como a primeira linha de investigação e a medicina nuclear pode auxiliar encontrando casos de Doença Arterial Coronária, bem como promovendo analises precisas da função ventricular contrátil. A ressonância e a tomografia, por sua vez, têm tido participação crescente no sentido de revelar a presença de cardiopatias estruturais, cardiomiopatias primárias e podem ser recursos importantes no processo de avaliação destes pacientes.

Heart failure is a condition whose incidence is currently increasing and it represents both a clinical challenge and a major cause of in hospital stay. Its diagnosis still is primarily based on the clinical assessment, but often, imaging techniques are required in order to try to identify the underlying cause or even properly assess patient's response to therapeutics. Different imaging techniques may be used in this instance, but the specific method and the patient's characteristics should be considered when selecting the best technique for each individual case. Doppler-echocardiography remains the method of choice for initial evaluation while nuclear techniques may help by identifying the presence of Coronary Artery Disease and by providing optimal left ventricular function analysis. More recently, magnetic resonance imaging and computed tomography began to greatly contribute to heart failure assessment, for they aid in the identification of structural heart defects allow optimal myocardial characterization and may play an important role in the evaluation of these patients.

Ressonância e tomografia computadorizada nas cardiopatias congênitas / Resonance and computed tomography in congenitalo heart disease

A diversidade de apresentações anatômica das cardiopatias congênita torna imperativa a avaliação morfológica precisa, que é um dado fundamental para definir a melhor opção de manejo, bem como a melhor tática de abordagem para cada caso individualmete. A Doppler-ecocardiografia muitas vezes atende todas as necessidades diagnósticas, mas, por vezes, é imperativo que se obtenha informações a partir de método de imagem seccional, ou seja, pela tomografia e ressonância magnética. Ambas as técnica possibilitam a análise pormenorizada, a reconstrução em diferentes planos e a reconstrução tridimensional e podem ser utilizadas para o estudo destas entidades. A ressonância tem a vantagem de dispensar o uso de radiação ionizante e permitir a avaliação funcional precisa. Já a tomografia permiti fazer exames com maior rapidez e apresenta resolução espacial superior. Estas duas tecnologias têm grande utilidade no estudo das alterações congênitas da aorta e nas cardiopatias complexas, particularmente se há envolvimento de vasos pulmonares, situação na qual a tomografia apresenta resultados superiorres. Estes exames também apresentam grande utilidade no acompanhamento pós-operatório após a correção de diferentes entidades, com destaque para o seguimento tardio da cirurgia de Jatene e no seguimento pós-intervenção percutânea. Finalmente, deve ser lembrado que no caso de avaliações pós-implante de stent, o uso da tomografia é o que se impõe, uma vez que a ressonância sofre de muitos artefatos devido à presença das estruturas metálicas.

There is great diversity in the anatomical features of patients with congenital heart disease and the precise morphological evaluation is fundamental for the proper patient management. Doppler-echocardiography often furnishes optimal data, but in many instances there is need to perfect the imaging evaluation, a goal achieved by magnetic resonance imaging and computed tomography. Both allow optimal multiplane and tridimendional reconstruction. Cardiac magnetic resonance does not use any type of ionizing radiation and warrants optimal functional evaluation. Computed tomography, on the other hand, requirer patient exposition to X rays and also the use of iodine contrast media, but has excelent spatial resolution and is acquire in very short times. Among different clinical conditions that benefit from this approach we underscore aortic abnormalities. Complex congenital heart disease, particularly envolving pulmonary vascular abnormalities also represent conditions that are optimally evaluated by magnetic resonance and computed tomography. Likewise these are excellent techniques for the follow-up after surgical and interventional procedures, such as Jatene procedure and stent implantation, a condition which is properly analyzed by computed tomography.

Tomografia computadorizada e Dor Torácica. A contribuição da tomografia computadorizada na avaliação na avaliação da dor torácica aguda / Tomografia computadorizada e Dor Torácica. A contribuição da tomografia computadorizada na avaliação na avaliação da dor torácica aguda

A doença cardíaca isquêmica é uma das principais causas de morte no mundo. Segundo os dados de 2010 do Heart Disease and Stroke Statistics aproximadamente uma morte a cada segundo mais de 151.000 americanos com menos de 65 anos já morreram este ano de doenças cardiovasculares. Os custos diretos e indiretos com doenças cardiovasculares , acidente vascular cerebral e condições relacionadas nos Estados Unidos da América são estimados em torno de 503,2 bilhões de dólares por ano. Isso inclui custos médicos, cuidados hospitalares, antendimento residencial, medicações, além de custos indiretos relacionados à perda de produtividade...

Tratamento cirúrgico da coarctação de aorta pela aortoplastia trapezoidal / Surgical treatment of coarctation of the aorta using trapezoidal aortoplasty

OBJETIVO: A aortoplastia trapezoidal é uma variante técnica da anastomose término-terminal que, amparada em elementos da geometria, objetiva aumentar o diâmetro da aorta ao nível da sutura reduzida e, consequentemente, a manutenção de gradientes pressóricos residuais ou recorrentes indesejáveis a curto e a longo prazo. MÉTODOS: Após a ressecção da área coarctada e tecido ductal, são confeccionados em cada coto aórtico 3 trapezóides que, ao serem confrontados, criam linha de sutura com aspecto sinusoidal (zigue-zague). Foram operados por esta técnica 33 pacientes, a maioria homens, com idades variando de 3 meses a 36 anos (m 9,5 ± 9,7). RESULTADOS: Não ocorreu mortalidade imediata ou tardia e o tempo de evolução a longo prazo foi de 1,1 a 7,6 anos (m 3,6 ± 3,4). A maioria dos pacientes ficou assintomática com níveis normais de pressão arterial, possibilitando a descontinuação da terapêutica antihipertensiva (p<0,0001). Constatou-se importante redução dos gradientes pressóricos observados ao ecodopplercardiograma e ao cateterismo cardíaco (p<0,001). A análise das imagens das aortografias mostrou boa continuidade anatômica na região da anastomose e o estudo morfométrico da aorta revelou efeitos benéficos do método traduzidos pelo aumento do calibre da aorta no segmento distal do arco, istmo e porção descendente. CONCLUSÃO: A aortoplastia trapezoidal mostrou resultados clínicos satisfatórios que autorizam sua aplicação em todos os casos de anastomose término-terminal indicados.