どうも、Beyond the Pixelです。心臓の機能、特に左心室の心筋の硬さは、高血圧、大動脈弁狭窄症、心不全など、さまざまな心血管疾患と深く関連しています。心筋が硬くなると、心臓が血液を十分に送り出せなくなり、心臓病の進行につながることが知られています。これまで心筋の硬さを正確に評価するには、心臓カテーテル検査のような侵襲的な方法が「ゴールデンスタンダード」とされてきましたが、これには当然ながら対象者に負担やリスクが伴います。
Figure 1. Figure 1 The top row (A-E) shows a 26-year-old healthy male volunteer; the middle row (F-J) shows a 52-year-old man with aortic stenosis; and the bottom row (K-O) shows a 72-year-old female with long-standing hypertension. A, F, and K are end-diastolic short-axis cine images at the mid-left ventricular level. B, G, and L are magnitude images used for manual myocardial ROI delineation. C, H, and M show octahedral shear strain signal-to- noise ratio (OSS-SNR) maps within the propagated ROI. D, I, and N are gray-scale elastograms, and E, J, and O are color elastograms (color scale, 1.0- 8.0 kPa). Mean left ventricular myocardial stiffness and OSS-SNR were extracted from the ROI. Myocardial stiffness and OSS-SNR were 7.6 kPa and 1.51 in the healthy volunteer, 11.1 kPa and 1.32 in the patient with aortic stenosis, and 11.1 kPa and 1.26 in the patient with hypertensive heart disease, respectively. These examples demonstrate increased myocardial stiffness in pressure-overload cardiomyopathy.解説: この図は、心臓MRエラストグラフィ(MRE)画像処理の代表例を示しています。上段は26歳の健康な男性ボランティア、中段は52歳の大動脈弁狭窄症の男性、下段は72歳の慢性高血圧の女性の画像です。A、F、Kは拡張末期の短軸シネ画像、B、G、Lは心筋の関心領域(ROI)の輪郭を描写するために使用されたマグニチュード画像です。C、H、Mは伝播されたROI内の八面体せん断ひずみ信号対雑音比(OSS-SNR)マップ、D、I、Nはグレースケールエラストグラム、E、J、Oはカラーエラストグラム(カラースケールは1.0-8.0 kPa)です。これらの画像から平均左心室心筋硬度とOSS-SNRが抽出され、大動脈弁狭窄症や高血圧の対象者では心筋硬度が増加していることが視覚的に示されています。
Table 2. Table 2 Inter-observer agreement between Reader 1 and Reader 2 for myocardial stiffness and octahedral shear strain signal-to-noise ratio (OSS- SNR) at baseline, short-interval rescan (SIR), and long-interval rescan (LIR).解説: この表は、ベースライン、短期再スキャン(SIR)、長期再スキャン(LIR)の各測定時点における、2名の専門家(R1とR2)間での心筋硬度と八面体せん断ひずみ信号対雑音比(OSS-SNR)の合意度を詳細に示したものです。心筋硬度に関して、全ての測定時点において級内相関係数(ICC)は0.962以上と非常に高く、専門家間の合意が優れていることが示されています。OSS-SNRについても、ICCは0.849以上と良好な結果でした。
Figure 2. Figure 2 Inter-observer agreement between Reader 1 (R1) and Reader 2 (R2) at baseline scatterplots R1 measurements on the x-axis and R2 measurements on the y-axis (n = 69). Both metrics demonstrated excellent agreement: stiffness ICC = 0.970 [0.953, 0.982], r = 0.972; OSS-SNR ICC = 0.944 [0.911, 0.965], r = 0.969. Diagonal solid line = line of perfect identity (R1 = R2). Colored lines = linear regression with 95% CI (shaded); color encodes timepoint. Points colored by group (blue = healthy, pink = disease). ICC = intraclass correlation coefficient (2-way mixed, absolute agreement, single measures) with 95% CI. r = Pearson correlation; ***P < .001.解説: この図は、ベースラインにおける専門家1(R1)と専門家2(R2)の間での測定の一致度を示す散布図です。(A)は左心室心筋硬度(kPa)、(B)は八面体せん断ひずみ信号対雑音比(OSS-SNR)の測定値を示しています。どちらの指標も、R1とR2の間で非常に高い一致度を示しており、心筋硬度では級内相関係数(ICC)が0.970、OSS-SNRではICCが0.944でした。青い点は健康な対象者、ピンクの点は疾患群の対象者を表しています。
Figure 3. Figure 3 Bland-Altman plots for inter-observer agreement between Reader 1 (R1) and Reader 2 (R2) at baseline. (A) LV myocardial stiffness (kPa); (B) OSS- SNR. Bland-Altman plots show the difference (R1-R2) against the mean of both readers’ measurements (n=69). The solid horizontal line denotes the mean bias; dashed lines indicate the 95% limits of agreement (LoA; bias ± 1.96 SD). Regression line with 95% confidence band (shaded) tests for proportional bias. Bias was negligible for both stiffness (+0.005 kPa) and OSS-SNR (−0.007). Statistically significant proportional bias was detected for both metrics (stiffness: r=−0.26, P =.033; OSS-SNR: r=−0.67, P < .001), although all differences remained within the 95% LoA. Points are colored by group.解説: この図は、ベースラインにおける専門家1(R1)と専門家2(R2)の間での専門家間の一致度を評価するブラント・アルトマンプロットです。(A)は左心室心筋硬度(kPa)、(B)は八面体せん断ひずみ信号対雑音比(OSS-SNR)の測定差を示しています。横軸は両専門家の測定値の平均を、縦軸はR1とR2の差を示します。実線は平均バイアス、破線は95%合意限界(LoA)を示しています。心筋硬度ではバイアスが+0.005 kPa、OSS-SNRでは-0.007と非常に小さく、差のほとんどが95%合意限界内に収まっています。
Figure 4. Figure 4 Bland-Altman plots for intra-observer reproducibility of LV myocardial stiffness measurements. (A) Baseline vs. short-interval rescan (SIR, 5 minutes); (B) baseline vs. long-interval rescan (LIR, 1 month). Within each panel, Reader 1 (R1) and Reader 2 (R2) are displayed side by side. The solid horizontal line denotes the mean bias; dashed lines indicate the 95% limits of agreement (LoA). The regression line with 95% confidence band (shaded) tests for proportional bias. Bias values were negligible across all comparisons (range: −0.024 to +0.035 kPa). No statistically significant proportional bias was detected in any panel (all P > .77).解説: この図は、左心室心筋硬度測定における専門家内再現性のブラント・アルトマンプロットです。(A)はベースライン測定と短期再スキャン(SIR、5分以内)の比較、(B)はベースライン測定と長期再スキャン(LIR、1ヶ月以上)の比較を示しています。各パネルにおいて、専門家1(R1)と専門家2(R2)の結果が示されています。実線は平均バイアス、破線は95%合意限界(LoA)を示します。全ての比較においてバイアス値は-0.024 kPaから+0.035 kPaの範囲で無視できるほど小さく、統計的に有意な比例バイアスは検出されませんでした。
Figure 5. Figure 5 Absolute stiffness and OSS-SNR measurement errors between short-interval (SIR) and long-interval (LIR) rescans. (A) Absolute stiffness error (jBaseline – repeat scanj, kPa); (B) absolute OSS-SNR error (×0.001). Violin plots compare absolute errors between short-interval rescan (SIR) and long-interval rescan (LIR) for LV myocardial stiffness and OSS-SNR. Embedded box plots show the median and interquartile range (IQR); individual data points are overlaid on each distribution. For stiffness (A), Reader 1 demonstrated a statistically significant increase in absolute error from SIR to LIR (P = .003), whereas Reader 2 showed no significant difference (P = .948). For OSS-SNR (B), no significant SIR-to-LIR change was observed for either reader (R1: P = .178; R2: P = .436), confirming stable acquisition quality across rescan intervals.解説: この図は、短期再スキャン(SIR)と長期再スキャン(LIR)の間での左心室心筋硬度と八面体せん断ひずみ信号対雑音比(OSS-SNR)の絶対測定誤差を比較したヴァイオリンプロットです。(A)は心筋硬度の絶対誤差(kPa)、(B)はOSS-SNRの絶対誤差(×0.001)を示しています。心筋硬度において、専門家1ではSIRからLIRにかけて絶対誤差が統計的に有意に増加したのに対し(P = .003)、専門家2では有意な差はありませんでした。OSS-SNRでは、どちらの専門家でもSIRからLIRにかけて有意な変化は観察されませんでした。
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