CCTA-AI联合FFR-CT诊断冠状动脉狭窄病变的应用价值研究

2024-06-25许禹耿云平尤国庆

右江医学 2024年5期

许禹耿云平尤国庆

【摘要】目的评估计算机断层扫描血管成像（CCTA）与人工智能（AI）联合心肌灌注分数（FFR-CT）对冠状动脉狭窄病变的诊断价值。

方法选择于2022年1月至2023年2月到南阳市中心医院接受诊治的80例疑似冠状动脉狭窄病变患者作为观察对象。所有患者均接受CCTA以及冠状动脉造影（CAG）检查，其检查的间隔时间应在14天内，然后通过AI软件自动对CCTA的图像进行重建和计算，同时计算FFR-CT的数值。计算人工智能辅助的心脏计算机断层扫描（CCTA-AI）联合FFR-CT诊断的敏感度、特异度、准确度、阳性预测值和阴性预测值。

结果80例患者经CAG检查确诊，72例患者为冠状动脉狭窄病变，占比为90%；8例患者为非冠状动脉狭窄病变，占比为10%。CCTA-AI联合FFR-CT检查的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值、准确度以及AUC值均高于CCTA-AI、FFR-CT单独检查，差异有统计学意义（P<0.05）。

结论采用CCTA-AI联合FFR-CT检查诊断冠状动脉狭窄病变具有较高的诊断效能，其敏感度及特异度均得到显著提高。

【关键词】心脏CT血管成像；人工智能；心肌灌注分数；冠状动脉狭窄病变；敏感度；特异度

中图分类号：R541.4文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2024.05.011

ApplicationvalueofCCTA-AIcombinedwithFFR-CTinthediagnosisofcoronaryarterystenosislesions

XUYu，GENGYunping，YOUGuoqing

（DepartmentofCTImagingDiagnosis，NanyangCentralHospital，Nanyang473000，Henan，China）

【Abstract】ObjectiveToevaluatetheimpactofcardiaccomputertomographyangiography（CCTA）andartificialintelligence（AI）combinedwithfractionalflowreserve（FFR-CT）onthediagnosisofcoronaryarterystenosislesions.

Methods80patientswithsuspectedcoronaryarterystenosiswhoreceivedtreatmentatNanyangCentralHospitalfromJanuary2022toFebruary2023wereselectedasobservationsubjects.AllpatientsunderwentCCTAandcoronaryangiography（CAG）examination，withanintervalof14days.TheimagesofCCTAwereautomaticallyreconstructedandcalculatedbyAIsoftware，andFFR-CTvalueswerecalculatedatthesametime.Thesensitivity，specificity，accuracy，positivepredictivevalue，andnegativepredictivevaluesofAIassistedcardiaccomputedtomography（CCTA-AI）combinedwithFFR-CTdiagnosiswerecalculated.

Results80patientswerediagnosedthroughCAGexamination，and72patientshadcoronaryarterystenosislesions，accountingfor90%;8patientshadnoncoronaryarterystenosislesions，accountingfor10%.Thesensitivity，specificity，positivepredictivevalue，negativepredictivevalue，accuracy，andAUCvalueofCCTA-AIcombinedwithFFR-CTexaminationwerehigherthanthoseofCCTA-AIandFFR-CTalone，anddifferencewasstatisticallysignificant（P<0.05）.

ConclusionCCTA-AIcombinedwithFFR-CTinthediagnosisofcoronaryarterystenosishashighdiagnosticefficacy，anditssensitivityandspecificityaresignificantlyimproved.

【Keywords】cardiaccomputedtomographyangiography（CCTA）;artificialintelligence（AI）;fractionalflowreserve（FFR-CT）;coronaryarterystenosislesions;sensitivity;specificity

冠状动脉狭窄是导致冠心病和心肌梗死的主要原因之一，因此准确诊断冠状动脉狭窄至关重要。临床上针对冠状动脉狭窄的检测方法较多，包括冠状动脉造影（coronaryangiography，CAG）、心脏计算机断层扫描血管成像（cardiaccomputertomographyangiography，CCTA）、心肌灌注成像等，检测方法不同，诊断效果不同［1］。计算机断层扫描血管成像（CTA）是一种非侵入性诊断方法，可以提供冠状动脉的三维重建图像。但是，CCTA的准确性受到多种因素的影响，例如心率、钙化、运动伪影等，此外，由于狭窄程度评估的主观性和差异性，CCTA的敏感度和特异度有限，因此，需要寻求新的方法来提高CCTA的诊断准确性［2］。人工智能（artificialintelligence，AI）技术是一种新兴的计算机技术，已被广泛应用于医学图像分析。AI可以通过对大量的医学图像进行深度学习和模式识别来帮助医生做出更加准确的诊断。在冠脉CTA的分析中，AI技术可以自动检测和定位冠状动脉狭窄，并提取和分析有关狭窄的特征，从而提高CCTA诊断的准确性。基于冠脉CTA的心肌灌注分数（FFR-CT）是一种可靠的非侵入性诊断方法，可以评估冠状动脉狭窄对心肌灌注的影响。由于其能模拟冠状动脉狭窄对心肌灌注的影响，同时计算出相应的心肌灌注分数，从而确定狭窄程度［3］。本文将探讨人工智能辅助的心脏计算机断层扫描（CCTA-AI）联合FFR-CT对冠状动脉狭窄的诊断敏感度和特异度的影响，分析CCTA-AI和FFR-CT技术相结合诊断冠状动脉狭窄的准确性和可靠性，为临床诊断和治疗提供更加准确的参考依据。

1资料与方法

1.1一般资料

选择2022年1月至2023年2月到南阳市中心医院接受诊治的80例疑似冠状动脉狭窄病变患者作为观察对象。纳入标准：（1）经诊治均疑似为冠状动脉狭窄病变患者；（2）所有患者均符合CAG、CCTA的检查指征；（3）患者及其家属知情并签署同意书。排除标准：（1）精神行为异常，存在沟通障碍者；（2）临床资料缺乏，影像质量较差影响病情诊断者；（3）以往接受过冠状动脉治疗者；（4）存在严重的心脑血管病变者；（5）中途退出研究，配合度差者。本次研究的开展由医院伦理委员会审核批准。

1.2方法

所有患者均接受CCTA-AI联合FFR-CT检查和CAG检查，具体的操作方法如下。

1.2.1CT检查

（1）检查前准备：患者禁食4个小时以上，并按照医师指示停止服用一些药物（如β受体阻滞剂等）。（2）采用西门子256排螺旋CT扫描机，应用回顾性心电门控螺旋扫描。扫描参数设置：准直96mm×2mm×0.5mm，机架转速0.28s/r，层厚0.5mm，层间距0.5mm，管电压120kV。予以对比剂碘帕醇注射液360mg/mL，注射速率为4.5mL/s。将CT扫描获得图像数据传输至图像处理工作台并提取图像信息数据，同时采用冠状动脉AI处理工作台以及FFR数据处理工作台。

1.2.2CCTA-AI计算

患者的图像数据信息传至冠状动脉AI处理工作台，经AI智能分析（基于CCTA-AI智能深度学习系统以及图像数据识别、计算等智能技术，对图像数据进行重建、识别等）后获得冠状动脉管腔狭窄情况，并给出诊断报告。

1.2.3FFR-CT计算

将获得的CCTA图像信息传送至CT-FFR工作台，采用深圳科亚医疗科技有限公司的深脉分数进行图像数据信息的计算，对接收的图像数据信息进行分析计算，对血管发生狭窄病变的情况进行识别，并对FFR-CT的数据进行计算。

1.2.4CAG检查

采用飞利浦FD20大平板数字减影血管造影机对患者进行心脏造影，予以碘帕醇注射液360mg/mL，注射速率为2.5mL/s进行造影检查。图像的分析由两位经验丰富的影像科医师在不知晓CCTA-AI以及FFR-CT诊断结果的情况下进行有效的分析评估，若对同一影像检查结果存在不同意见，经商量后统一诊断结果。

1.3观察指标

以CAG检查结果作为金标准，计算分析CCTA-AI、FFR-CT以及联合应用的敏感度、特异度、准确度、阴性预测值以及阳性预测值。CCTA狭窄程度判断：主要血管或者分支出现轻度狭窄（<50%）、中重度狭窄（≥50%）。

1.4统计学方法

采用SPSS24.0软件对统计学数据进行分析，以CAG作为诊断金标准，对冠状动脉狭窄病变的诊断效能进行评估，符合正态分布的计量资料采用（±s）表示，数据描述用频数、百分比表示。绘制受试者工作特征（ROC）曲线，以评估CCTA-AI、FFR-CT及其组合的诊断效能。检验水准：α=0.05，双侧检验。

2结果

2.1一般资料

80例疑似冠状动脉狭窄病变患者中男性45例、女性35例，年龄48～75岁，平均（60.38±6.72）岁；体重指数18.34～24.68kg/m2，平均（22.35±1.13）kg/m2；合并疾病类型：高血压40例、糖尿病30例、高血脂25例；左侧冠状动脉病变42例、右侧冠状动脉病变38例。

2.23种检查方法的病例诊断情况

以CAG作为金标准，80例患者中共有72例为冠状动脉狭窄病变（含156支病变血管），其中，轻度冠状动脉狭窄病变42例（含94条血管），中重度冠状动脉狭窄病变30例（含62条血管）。CCTA-AI、FFR-CT的确诊病例数均少于联合检查的确诊病例数。见表1。

2.33种检查方法的诊断效能对比

CCTA-AI联合FFR-CT的敏感度、特异度、准确度、阳性预测值、阴性预测值、AUC值均较单一的CCTA-AI、FFR-CT更高，对比差异有统计学意义（P<0.05）。见表2、图1。

3讨论

冠状动脉狭窄是一种常见的心血管疾病，其早期诊断对于预防心血管意外事件和提高患者生活质量至关重要。近年来，随着医学成像技术的发展，CCTA和非侵入性FFR-CT的应用在诊断冠状动脉狭窄病变方面得到广泛关注和应用［4-5］。但是单一诊断方法存在一定的局限性。CCTA对于明显的冠状动脉狭窄诊断准确，但是对于轻度狭窄、钙化或运动伪影等存在局限性；而FFR-CT则不能区分钙化和软斑块，且成本较高，实际应用受限［6-8］。因此，联合应用CCTA-AI和FFR-CT技术被认为是一种更为有效和可靠的冠状动脉狭窄诊断方法。刘乾贵等［9］学者用CCTA与CCTA联合CT-FFR检测冠状动脉的情况，表明CCTA联合CT-FFR诊断冠状动脉病变具有较高的诊断价值，可以较好地观察患者病情的严重程度，从而为医生提供针对性的诊疗方案，以提高患者的预后。

本研究通过对不同程度的冠状动脉狭窄患者进行CCTA和FFR-CT检查，并采用阈值与机器学习算法分析两种结果，研究联合诊断方法对冠状动脉狭窄病变敏感度、特异度、准确度及AUC值等指标的影响。结果表明，CCTA-AI联合FFR-CT诊断的敏感度、特异度、准确度分别达到了97.22%、75.00%、95.00%，明显高于单一诊断方法。同时，联合诊断的AUC值（0.978）高于单一诊断的AUC值（0.812、0.925），表明联合应用具有更好的诊断效果。这说明CCTA-AI联合FFR-CT是一种可行、高效和准确的冠状动脉狭窄诊断方法，有望成为临床上重要的工具。相关研究提出CCTA作为简单、非侵袭性冠状动脉疾病的检查方法，其检查技术发展成熟，但人工长时间反复观察影像进行诊断可能会导致检查结果不准确，AI作为计算机技术的产物，能更好地判断CCTA影像图，提高诊断准确性［10-12］。孙一等［13］采用CCTA-AI联合FFR-CT对冠状动脉狭窄病变的诊断价值进行研究，结果证实了应用CCTA-AI联合FFR-CT检查冠状动脉狭窄病变具有较高的准确性，可以为临床医师提供可靠的参考信息，同时可提高患者的预后。CCTA提供了冠状动脉的解剖信息，可以直观地显示狭窄程度和位置，而FFR-CT则提供了冠状动脉的功能信息，可以评估血流储备情况，因而联合应用可提高诊断的准确性；CCTA在检测冠状动脉狭窄方面具有较高的敏感度，可以有效地排除狭窄的可能性，而FFR-CT在评估狭窄的功能影像方面具有较高的特异度，可以准确地判断狭窄是否导致血流储备不足；CCTA在检测冠状动脉狭窄时可能会出现假阳性结果，即显示有狭窄但实际上血流储备正常，而FFR-CT可以通过计算血流储备值来准确评估狭窄的功能影像，减少假阳性结果的发生，因此两者联合应用具有较高的诊断价值。

综上所述，CCTA-AI联合FFR-CT技术在冠状动脉狭窄诊断方面具有很大的潜力和前景，未来应加强相关研究并结合实际临床经验加以推广应用。

参考文献

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