Automatisierte Messung von Gewebegeschwindig- keiten in der Echokardiographie
In Zusammenarbeit mit dem Zürcher Start-up MediRapp AG haben wir ein Computer-Vision-Modell trainiert, um klinisch relevante Spitzengeschwindigkeiten in echokardiographischen Gewebe-Doppler-Kurven automatisch zu messen. Der herstellerunabhängige Ansatz harmonisiert Messungen standortübergreifend und verbessert Konsistenz, Vergleichbarkeit und longitudinales Follow-up; ohne gerätespezifische Kalibrierung oder Tools.
In dieser Studie präsentieren wir ein herstellerunabhängiges, Deep-Learning-basiertes System zur automatisierten Analyse der transthorakalen gepulsten Gewebe-Doppler-Bildgebung (TDI), das die Bildakquisition von der Interpretation entkoppelt und eine zentrale, geräteübergreifende Analyse über eine gesamte Geräteflotte hinweg ermöglicht. Das Modell verarbeitet standardisierte TDI-Daten aus heterogenen Ultraschallsystemen und extrahiert automatisch zentrale diagnostische Marker – die systolische Spitzengeschwindigkeit (S′), die frühe diastolische Geschwindigkeit (e′) sowie die späte diastolische bzw. atriale Kontraktionsgeschwindigkeit (a′) – in einer einzigen, einheitlichen Pipeline. Konzeptionell harmonisiert dies Messungen über Hersteller und Standorte hinweg und verbessert Konsistenz, Vergleichbarkeit und longitudinales Tracking ohne gerätespezifische Kalibrierung oder Tools. Prozessual unterstützt ein zentraler Inferenzdienst die asynchrone Batch-Verarbeitung und eine Human-in-the-Loop-Überprüfung, wodurch die Analyse von der Konsole ausgelagert wird und Ultraschallgeräte vollständig für die Akquisition verfügbar bleiben. In unserem klinischen Datensatz, der zwei Ultraschallhersteller und diverse Herzzyklen umfasst, identifizierte das System mehr als 93% der Gewebegeschwindigkeits-Landmarken korrekt. In 50% der Untersuchungen stimmten alle automatisierten Detektionen mit den Expertenannotationen überein, sodass keine manuellen Anpassungen erforderlich waren. Dieser Ansatz vereinfacht die Offline-TDI-Analyse, beschleunigt die Befundbearbeitung und unterstützt skalierbare, standardisierte kardiale Beurteilungen.
Preprint: Automated, vendor-agnostic measurement of myocardial tissue velocities in echocardiography
Informationen über den Projektpartner: MediRapp AG