Популяционное исследование расширения легочного ствола у населения г. Москвы на основе автоматизированного анализа результатов лучевых исследований

ВВЕДЕНИЕ: В современной клинической практике диагностика и мониторинг состояния легочного ствола являются важными компонентами заботы о пациентах с сердечно-сосудистыми и респираторными заболеваниями. В Российской Федерации пока имеется ограниченное количество эпидемиологических данных, касающихся распространенности дилатации легочного ствола, частоты выявления легочной гипертензии и ее причин.

Настоящее исследование направлено на заполнение этого пробела, предоставляя популяционные данные о распространенности дилатации ствола легочной артерии в городе Москве. Данная работа стремится предложить обоснованную оценку патологии, охватывающую как основные характеристики, так и особенности воздействия различных факторов, таких как возраст и пол, используя передовые технологии искусственного интеллекта.

ЦЕЛЬ: Исследование распространенности расширения легочного ствола в городе Москве по данным компьютерной томографии органов грудной клетки с автоматическим анализом, выполненным с помощью технологии искусственного интеллекта.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: Исследование включает анализ обширного объема КТ-исследований органов грудной клетки, проведенных в период с октября 2022 г. по февраль 2023 г. Общая выборка исследования составила 125 878 пациентов. Для автоматического выявления признаков дилатации легочного ствола применялись технологии искусственного интеллекта.

РЕЗУЛЬТАТЫ: Анализ данных 125 878 КТ-исследований, включая 57 913 мужчин и 67 965 женщин, показал, что 34,4% пациентов (43 242 человека) имели признаки расширения легочного ствола. Среди них доля мужчин с данной патологией составила 35,6% (20 630 человек), а женщин – 33,3% (22 612 человек). Частота выявления патологии увеличивалась с возрастом, начиная с 14,8% среди молодых пациентов и достигая 62,7% среди пожилых. Распространенность расширения легочного ствола среди населения г. Москвы составила 794,7 случая на 100 000 человек.

ОБСУЖДЕНИЕ: На основании проведенного исследования делаются выводы о значимости расширения легочного ствола как предиктора легочной гипертензии. Отмечается важность ранней диагностики для предотвращения тяжелых осложнений, особенно у пациентов с хроническими заболеваниями легких. Была выявлена статистически значимая корреляция между патологией и полом, а также возрастной группой. Детальный анализ также выявил связь с возрастом и полом в контексте диаметра легочного ствола.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Исследование предоставило первые популяционные данные о распространенности дилатации легочного ствола в Москве. Результаты исследования могут служить основой для развития стратегий скрининга и подходов к лечению данной патологии.

1. Hoeper M.M., Humbert M., Souza R. et al. A global view of pulmonary hypertension // Lancet Respir. Med. Elsevier. 2016. Vol. 4, No. 4. P. 306–322. doi: 10.1016/S2213-2600(15)00543-3.

2. Galiè N., Humbert M., Vachiery J.L. et al. 2015 ESC/ERS Guidelines for the diagnosis and treatment of pulmonary hypertension: The Joint Task Force for the Diagnosis and Treatment of Pulmonary Hypertension of the European Society of Cardiology (ESC) and the European Respiratory Society (ERS): Endor // Eur. Respir. J. 2015. Vol. 46, No. 4. P. 903–975. doi: 10.1183/13993003.51032-2015.

3. Humbert M., Kovacs G., Hoeper M.M. et al. 2022 ESC/ERS Guidelines for the diagnosis and treatment of pulmonary hypertension: Developed by the task force for the diagnosis and treatment of pulmonary hypertension of the European Society of Cardiology (ESC) and the European Respiratory Society (ERS). Endorsed by the International Society for Heart and Lung Transplantation (ISHLT) and the European Reference Network on rare respiratory diseases (ERN-LUNG) // Eur. Heart J. Oxford Academic, 2023. Vol. 44, No. 15. P. 1312–1312. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehad005.

4. Gabbay E., Fraser J., McNeil K. Review of bosentan in the management of pulmonary arterial hypertension // Vascular health and risk management. 2007. Vol. 3, 6. Р. 887–900. https://doi.org/10.2147/vhrm.s12187426.

5. Chazova I.E., Martynyuk T.V., Valieva Z.S. et al. Eurasian Clinical Guidelines for the Diagnosis and Treatment of Pulmonary Hypertension // Eurasian Journal of Cardiology. 2020. No. 1. P. 78–122. https://doi.org/10.38109/2225-1685-2020-1-78-122.

6. Aliev A.F., Kudryavtsev N.D., Petraikin A.V. et al. Changing of pulmonary artery diameter in accordance with severity of COVID-19 (assessment based on non-contrast computer tomography) // Digit. Diagnostics. Eco-Vector LLC, 2021. Vol. 2, No. 3. P. 249–260. doi: 10.17816/DD76726.

7. Chuchalin A.G., Khaltaev N., Antonov N.S. et al. Chronic respiratory diseases and risk factors in 12 regions of the Russian Federation // Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis. Dove Press. 2014. Vol. 9, No. 1. P. 963–974. doi: 10.2147/COPD.S67283.

8. Lewis G., Hoey E.T., Reynolds J.H. et al. Multi-detector CT assessment in pulmonary hypertension: techniques, systematic approach to interpretation and key findings // Quant. Imaging Med. Surg. AME Publications. 2015. Vol. 5, No. 3. P. 423. doi: 10.3978/j.issn.2223-4292.2015.01.05.

9. Truong Q.A., Massaro J.M., Rogers I.S. et al. Reference Values for Normal Pulmonary Artery Dimensions by Noncontrast Cardiac Computed Tomography // Circ. Cardiovasc. Imaging. 2012. Vol. 5, No. 1. P. 147–154. doi: 10.1161/CIRCIMAGING.111.968610.

10. Gusev A.V., Vladzymyrskyy A.V., Sharova D.E. et al. Evolution of research and development in the field of artificial intelligence technologies for healthcare in the Russian Federation: results of 2021 // Digit. Diagnostics. 2022. Vol. 3, No. 3. doi: 10.17816/DD107367.

11. Morozov S.P., Vladzymyrskyy A.V., Shulkin I.M. et al. Feasibility of using artificial intelligence in radiology (first year of Moscow experiment on computer vision) // Doctor and information technology. 2022. No. 1. doi: 10.25881/18110193_2022_1_12.

12. Morozov S.P., Gavrilov A.V., Arkhipov I.V. et al. Effect of artificial intelligence technologies on the CT scan interpreting time in COVID-19 patients in inpatient setting // Profil. Meditsina. 2022. Vol. 25, No. 1. doi: 10.17116/profmed20222501114.

13. Maslennikova G.Y., Oganov R.G. Prevention of noncommunicable diseases as an opportunity to increase life expectancy and healthy longevity // Cardiovasc. Ther. Prev. 2019. Vol. 18, No. 2. doi: 10.15829/1728-8800-2019-2-5-12.

14. Zouk A.N., Gulati S., Xing D. et al. Pulmonary artery enlargement is associated with pulmonary hypertension and decreased survival in severe cystic fibrosis: A cohort study // PLoS One. 2020. Vol. 15, No. 2. doi: 10.1371/journal.pone.0229173.

15. Erratum: 2015 ESC/ERS Guidelines for the diagnosis and treatment of pulmonary hypertension. The joint task force for the diagnosis and treatment of pulmonary hypertension of the European Society of Cardiology (ESC) and the European Respiratory Society (ER) // European Respiratory Journal. 2015. Vol. 46, No. 6. doi: 10.1093/eurheartj/ehv317.

16. Lõpez-Campos J.L., Tan W., Soriano J.B. Global burden of COPD // Respirology. 2016. Vol. 21, No. 1. doi: 10.1111/resp.12660.

17. McGhan R., Radcliff T., Fish R. et al. Predictors of rehospitalization and death after a severe exacerbation of COPD // Chest. 2007. Vol. 132, No. 6. doi: 10.1378/chest.06-3018.

18. Gologanu D., Stanescu C., Bogdan M.A. Pulmonary hypertension secondary to chronic obstructive pulmonary disease // Rom. J. Intern. Med. 2012. Vol. 50, No. 4. P. 259–268.

19. Arcasoy S.M., Christie J.D., Ferrari V.A. et al. Echocardiographic assessment of pulmonary hypertension in patients with advanced lung disease // Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2003. Vol. 167, No. 5. doi: 10.1164/rccm.200210-1130OC.

20. Mandras S.A., Mehta H.S., Vaidya A. Pulmonary Hypertension: A Brief Guide for Clinicians // Mayo Clin. Proc. 2020. Vol. 95, No. 9. doi: 10.1016/j.mayocp.2020.04.039.

21. Iyer A.S., Wells J.M., Vishin S. et al. CT scan-measured pulmonary artery to aorta ratio and echocardiography for detecting pulmonary hypertension in severe COPD // Chest. 2014. Vol. 145, No. 4. doi: 10.1378/chest.13-1422.

22. LaFon D.C., Bhatt S.P., Labaki W.W. et al. Pulmonary artery enlargement and mortality risk in moderate to severe COPD: Results from COPDGene // Eur. Respir. J. 2020. Vol. 55, No. 2. doi: 10.1183/13993003.01812-2019.

23. Wells J.M., Washko G.R., Han M.K. et al. Pulmonary arterial enlargement and acute exacerbations of COPD // N. Engl. J. Med. 2012. Vol. 367, No. 10. doi: 10.1056/NEJMoa1203830.

24. Chen H., Shu T., Wang L. et al. Pulmonary artery enlargement predicts poor survival in patients with COPD: A meta-analysis // Pulm. Circ. 2022. Vol. 12, No. 3. doi: 10.1002/pul2.12099.

25. Terzikhan N., Bos D., Lahousse L. et al. Pulmonary artery to aorta ratio and risk of all-cause mortality in the general population: The Rotterdam Study // Eur. Respir. J. 2017. Vol. 49, No. 6. doi: 10.1183/13993003.02168-2016.

26. Wade R.C., Simmons J.P., Boueiz A. et al. Pulmonary artery enlargement is associated with exacerbations and mortality in ever-smokers with preserved ratio impaired spirometry // Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2021. Vol. 204, No. 4. doi: 10.1164/rccm.202103-0619LE.

27. Zhu Q.Q., Gong T., Huang G.Q. et al. Pulmonary artery trunk enlargement on admission as a predictor of mortality in in-hospital patients with COVID-19 // Jpn. J. Radiol. Springer Japan. 2021. Vol. 39, No. 6. P. 589–597. doi: 10.1007/s11604-021-01094-9.

28. Nakanishi R., Rana J.S., Shalev A. et al. Mortality risk as a function of the ratio of pulmonary trunk to ascending aorta diameter in patients with suspected coronary artery disease // Am. J. Cardiol. 2013. Vol. 111, No. 9. doi: 10.1016/j.amjcard.2013.01.266.

29. Solovev A.V., Vasilev Y.A., Sinitsyn V.E. et al. Improving aortic aneurysm detection with artificial intelligence based on chest computed tomography data // Digital Diagnostics. 2024. Vol. 5, Nо. 1. P. 29–40. doi: 10.17816/DD569388.

30. Vasiliev Yu.A., Bobrovskaya T.M., Arzamasov K.M. et al. Fundamental principles of standardization and systematization of information about data sets for machine learning in medical diagnostics // Manager of Healthcare. 2023. No. 4. P. 28–41. doi: 10.21045/1811–0185-2023-4-28-41.