基于冠狀動脈CT的血流儲備分數在冠心病中的診斷價值分析

胡文英 胡俊華 葉加潤 余效輝 鄧婷婷 徐玲燕 汪燁玲

（1.景德鎮市第三人民醫院影像科 景德鎮 333000；2.景德鎮市婦幼保健院放射科 景德鎮 333000；景德鎮市第三人民醫院 3.內科；4.心內科 景德鎮 333000）

冠狀動脈粥樣硬化性心臟病（coronary atherosclerotic heart disease，CHD）是以冠狀動脈粥樣硬化為病理基礎導致血管阻塞造成心肌缺血缺氧而引起的心臟病及冠狀動脈功能改變的總稱，是全球高度重視的一種心血管疾病。目前診斷冠心病最常用、最重要的兩種影像學手段為無創冠狀動脈CT造影（computed tomography angiography，CTA）與有創冠狀動脈造影（invasive coronary angiograph，ICA）。但這兩種檢查方式均只能從解剖學角度判斷冠狀動脈的狹窄程度進行評價，無法有效評估并判斷冠狀動脈狹窄是否導致心肌缺血[1]。目前，基于ICA的血流儲備分數（fractional flow reserve，FFR）是判斷血管狹窄是否導致心肌缺血的判斷金標準[2-3]。然而該操作屬于有創診斷方法，存在一定心臟導管手術及腺苷負荷劑量的風險，患者檢查負擔較重[4-5]。近年來，基于冠脈CTA的血流儲備分數（fractional now reserve based on CT imaging，CT-FFR）正成為在解剖學和功能學上共同判斷冠狀動脈病變及心肌缺血的新型無創性檢查技術之一，并在多項國外臨床研究中證實了其安全性及有效性[6-8]。該技術基于計算機模擬軟件無創獲取FFR值，避免了ICA檢查的危險性及額外藥物負擔。然而，目前國內尚未在臨床上使用該技術，而國產CT-FFR軟件正在研發與試用當中，其在臨床冠心病患者中的診斷價值尚不明確。

因此，本研究旨在基于科亞醫療公司研發的深脈分數CT-FFR計算軟件，以本院心絞痛住院患者為研究對象，判斷CT-FFR技術在診斷冠心病心肌缺血方面的臨床價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取67例2020年6月至2021年12月期間于我院收治住院的心絞痛患者，入選標準包括：①年齡＞18歲且已簽署知情同意書；②進行過冠狀動脈CTA及FFR檢查，且CTA檢查先于FFR檢查，并具有完整數據資料；③冠脈CTA顯示在直徑≥1.5 mm的主支血管上至少有一處狹窄程度介于30%～90%。排除標準包括：①既往進行過冠脈支架植入術或起搏器植入術等心臟外科手術患者；②冠脈CTA成像存在嚴重偽影、錯位、噪聲，或鈣化斑塊影響CT-FFR測量者；③入院前一周內出現心肌梗死患者；④個人臨床及實驗室指標資料不完善者。收集所有納入患者的基線臨床資料包括年齡、性別、吸煙史、飲酒史、高血壓、糖尿病、冠心病家族史等基本臨床信息。圖像中存在血管狹窄≥50%診斷為阻塞性冠心病。本研究方案經我院倫理委員會批準。

1.2 冠狀動脈CTA檢查

所有患者依據本院影像科常規進行冠脈CTA檢查。采用256層CT掃描儀（東軟醫療）對患者進行普通平掃及造影劑增強掃描。檢查前對患者進行屏氣訓練，心率過快者（＞70次/min）于檢查前1 h口服25～50 mg酒石酸美托洛爾（倍他樂克）。掃描范圍上至主動脈弓肺動脈段，下至膈肌下1 cm。在主動脈根部感興趣節段進行CT衰減值監測，當CT衰減值達到100 HU時觸發掃描，采用前瞻性心電門控技術行圖像采集。

1.3 FFR測量

在完成冠狀動脈造影后，采用FFR壓力導絲系統對目標血管進行FFR測量。將指引導管置于目標血管開口處，送入壓力感受器完成主動脈主動脈壓力與壓力導絲壓力的校正。此后將壓力導絲送至目標血管病變遠端，待讀數穩定后經冠狀動脈給予硝酸甘油，靜脈推注腺苷，誘發動脈最大充血狀態后讀取FFR值。回撤壓力導絲，使壓力感受器置于指引導管口部，驗證主動脈壓力與壓力導絲壓力差值在3 mmHg內，結束測量。

1.4 CT-FFR分析

將患者冠脈CTA影像數據及FFR檢測信息發送至獨立實驗室并進行盲態模擬計算（深圳科亞醫療公司，中國）。“深脈分數DVFFR”利用冠脈CTA影像信息，采用深度學習技術及計算流體力學（CFD）方法來模擬冠脈內血流與壓力，經過復雜的圖像處理和運算過程獲取冠狀動脈樹任意點上的CT-FFR值[9]。以FFR≤0.8為診斷金標準，CT-FFR≤0.8時判斷為該處血管狹窄存在功能學意義。

1.5 統計學分析

采用SPSS 21.0統計學軟件對計量及計數資料分別進行t檢驗及卡方檢驗。以FFR值為金標準，采用受試者工作特征曲線下面積（area under curve，AUC）分析CT-FFR對心肌缺血的診斷效能。采用Pearson相關性檢驗分析和Bland-Altman圖分析CT-FFR與FFR間的相關性和一致性。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 患者基線資料及冠狀動脈造影情況

本研究共納入67例患者，其相關因素見表1。患者目標血管平均狹窄程度為（65.2±15.4）%，其中47例（70.1%）患者的目標血管狹窄程度≥50%，22例（32.8%）患者的目標血管狹窄程度≥70%。

表1 基本臨床特征

2.2 典型病例展示

某入組患者冠狀動脈CTA提示左冠狀動脈左前降支存在臨界病變，由導絲測得FFR值為0.86（圖1A）。將患者CTA圖像（圖1B）數據經過CT-FFR軟件模擬分析后計算得出相應血管CT-FFR值為0.86（圖1C）。

圖1 典型病例圖示 CT-FFR在診斷心肌缺血中與金標準FFR值的效能比較

進一步以FFR為診斷金標準，設診斷閾值為0.8。FFR和CT-FFR≤0.8的患者分別為19和22例、＞0.8的患者分別為48和45例。計算可得CT-FFR的靈敏度為84.2%，特異度為89.6%，準確率為88.1%。CT-FFR在診斷心肌缺血時的AUC為0.956（95% CI：0.909～1.000），整體上具有優異預測效能（圖2）。

圖2 CT-FFR診斷心肌缺血的ROC曲線

2.3 CT-FFR與FFR的相關性及一致性分析

Pearson相關性檢驗分析顯示，CT-FFR與FFR值之間存在正相關性，且具有統計學意義（r=0.694 1，P＜0.000 1，圖3）。為分析CT-FFR值與FFR值之間的一致性，我們進一步通過繪制Bland-Altman圖，發現兩者差異的均值分布在理論零值附近，表明CT-FFR與FFR具有良好的一致性（圖4）。

圖3 FFR與CT-FFR值的相關性

3 討論

盡管有創冠狀動脈造影是目前判斷血管狹窄及心肌缺血的標準診斷方法，但已有大量研究表明，基于冠脈造影判斷的血管狹窄程度與FFR代表的心肌缺血程度并不一致。Pijls等[10]研究表明，僅有在冠脈狹窄程度＞90%的病變中，FFR值可較為準確地判斷心肌缺血狀態，而在狹窄程度介于50%～70%的病變血管中，FFR＞0.80的比例高達65%，即不存在功能性心肌缺血。Park及Nakamura等[11-12]在其此后的研究中也印證了以上結果。同時，冠狀動脈造影及FFR測定本身也存在著有創性、藥物過敏、射線暴露及經濟壓力等缺陷。

基于冠狀動脈CT的血流儲備分數（CT-FFR）是利用計算流體動力學（computational fluid dynamics，CFD）的原理，在冠狀動脈CT成像數據的基礎上通過計算冠狀動脈血流流速、壁面剪切力等，最終計算出模擬的FFR數值即CT-FFR值[13-14]。CT-FFR值的模擬計算從根本上避免了FFR測定時的手術風險及血運重建負擔。同時，多項大型研究也證實了以FFR為診斷標準，CTFFR在診斷功能性心肌缺血方面的準確性。DISCOVERFLOW研究是首個評估CT-FFR值診斷價值的前瞻性、多中心臨床研究[15]。其結果表明CT-FFR在診斷病變血管時的整體準確率達84.3%，靈敏度為91.4%，特異度為82.2%。其他早期研究如Min、N?rgaard等研究[16-17]均證實了CT-FFR在診斷心肌缺血時的靈敏度和特異度均大于80%。此后的Curzen、Lu等[18-19]研究進一步證實了運用CT-FFR可有效減少有創冠狀動脈造影的使用，顯著降低了臨床醫療成本和患者負擔。本研究采用科亞醫療公司研發的深脈分數CT-FFR計算軟件，所得出的準確性、靈敏度和特異度均相似或略高于以上研究結果。結果顯示ROC曲線下面積達到0.966，說明該CT-FFR軟件的診斷效能較高。

本研究依舊存在以下局限性：①本研究為單中心、回顧性研究，冠脈CTA圖像質量可能因測試方式及保存時間而有所差異。該CT-FFR軟件在多中心、大樣本中的應用價值有待進一步驗證；②本研究納入的病變狹窄程度不完全均勻，以及部分鈣化病變可能影響計算CTFFR值的準確性；③該CT-FFR軟件在冠狀動脈臨界病變患者中的應用價值仍有待進一步探索。

綜上所述，本研究證實基于冠脈CTA的CT-FFR在冠心病患者中診斷功能性心肌缺血具有良好的應用價值。該無創功能性評價手段有望成為FFR之后冠脈功能評估的首選。