CCTA-AI聯(lián)合FFR-CT診斷冠狀動(dòng)脈狹窄病變的應(yīng)用價(jià)值研究

許禹 耿云平 尤國(guó)慶

【摘要】目的評(píng)估計(jì)算機(jī)斷層掃描血管成像（CCTA）與人工智能（AI）聯(lián)合心肌灌注分?jǐn)?shù)（FFR-CT）對(duì)冠狀動(dòng)脈狹窄病變的診斷價(jià)值。

方法選擇于2022年1月至2023年2月到南陽(yáng)市中心醫(yī)院接受診治的80例疑似冠狀動(dòng)脈狹窄病變患者作為觀察對(duì)象。所有患者均接受CCTA以及冠狀動(dòng)脈造影（CAG）檢查，其檢查的間隔時(shí)間應(yīng)在14天內(nèi)，然后通過(guò)AI軟件自動(dòng)對(duì)CCTA的圖像進(jìn)行重建和計(jì)算，同時(shí)計(jì)算FFR-CT的數(shù)值。計(jì)算人工智能輔助的心臟計(jì)算機(jī)斷層掃描（CCTA-AI）聯(lián)合FFR-CT診斷的敏感度、特異度、準(zhǔn)確度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值和陰性預(yù)測(cè)值。

結(jié)果80例患者經(jīng)CAG檢查確診，72例患者為冠狀動(dòng)脈狹窄病變，占比為90%；8例患者為非冠狀動(dòng)脈狹窄病變，占比為10%。CCTA-AI聯(lián)合FFR-CT檢查的敏感度、特異度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值、陰性預(yù)測(cè)值、準(zhǔn)確度以及AUC值均高于CCTA-AI、FFR-CT單獨(dú)檢查，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。

結(jié)論采用CCTA-AI聯(lián)合FFR-CT檢查診斷冠狀動(dòng)脈狹窄病變具有較高的診斷效能，其敏感度及特異度均得到顯著提高。

【關(guān)鍵詞】心臟CT血管成像；人工智能；心肌灌注分?jǐn)?shù)；冠狀動(dòng)脈狹窄病變；敏感度；特異度

中圖分類號(hào)：R541.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：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

冠狀動(dòng)脈狹窄是導(dǎo)致冠心病和心肌梗死的主要原因之一，因此準(zhǔn)確診斷冠狀動(dòng)脈狹窄至關(guān)重要。臨床上針對(duì)冠狀動(dòng)脈狹窄的檢測(cè)方法較多，包括冠狀動(dòng)脈造影（coronaryangiography，CAG）、心臟計(jì)算機(jī)斷層掃描血管成像（cardiaccomputertomographyangiography，CCTA）、心肌灌注成像等，檢測(cè)方法不同，診斷效果不同［1］。計(jì)算機(jī)斷層掃描血管成像（CTA）是一種非侵入性診斷方法，可以提供冠狀動(dòng)脈的三維重建圖像。但是，CCTA的準(zhǔn)確性受到多種因素的影響，例如心率、鈣化、運(yùn)動(dòng)偽影等，此外，由于狹窄程度評(píng)估的主觀性和差異性，CCTA的敏感度和特異度有限，因此，需要尋求新的方法來(lái)提高CCTA的診斷準(zhǔn)確性［2］。人工智能（artificialintelligence，AI）技術(shù)是一種新興的計(jì)算機(jī)技術(shù)，已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)圖像分析。AI可以通過(guò)對(duì)大量的醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行深度學(xué)習(xí)和模式識(shí)別來(lái)幫助醫(yī)生做出更加準(zhǔn)確的診斷。在冠脈CTA的分析中，AI技術(shù)可以自動(dòng)檢測(cè)和定位冠狀動(dòng)脈狹窄，并提取和分析有關(guān)狹窄的特征，從而提高CCTA診斷的準(zhǔn)確性。基于冠脈CTA的心肌灌注分?jǐn)?shù)（FFR-CT）是一種可靠的非侵入性診斷方法，可以評(píng)估冠狀動(dòng)脈狹窄對(duì)心肌灌注的影響。由于其能模擬冠狀動(dòng)脈狹窄對(duì)心肌灌注的影響，同時(shí)計(jì)算出相應(yīng)的心肌灌注分?jǐn)?shù)，從而確定狹窄程度［3］。本文將探討人工智能輔助的心臟計(jì)算機(jī)斷層掃描（CCTA-AI）聯(lián)合FFR-CT對(duì)冠狀動(dòng)脈狹窄的診斷敏感度和特異度的影響，分析CCTA-AI和FFR-CT技術(shù)相結(jié)合診斷冠狀動(dòng)脈狹窄的準(zhǔn)確性和可靠性，為臨床診斷和治療提供更加準(zhǔn)確的參考依據(jù)。

1資料與方法

1.1一般資料

選擇2022年1月至2023年2月到南陽(yáng)市中心醫(yī)院接受診治的80例疑似冠狀動(dòng)脈狹窄病變患者作為觀察對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）經(jīng)診治均疑似為冠狀動(dòng)脈狹窄病變患者；（2）所有患者均符合CAG、CCTA的檢查指征；（3）患者及其家屬知情并簽署同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）精神行為異常，存在溝通障礙者；（2）臨床資料缺乏，影像質(zhì)量較差影響病情診斷者；（3）以往接受過(guò)冠狀動(dòng)脈治療者；（4）存在嚴(yán)重的心腦血管病變者；（5）中途退出研究，配合度差者。本次研究的開展由醫(yī)院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)。

1.2方法

所有患者均接受CCTA-AI聯(lián)合FFR-CT檢查和CAG檢查，具體的操作方法如下。

1.2.1CT檢查

（1）檢查前準(zhǔn)備：患者禁食4個(gè)小時(shí)以上，并按照醫(yī)師指示停止服用一些藥物（如β受體阻滯劑等）。（2）采用西門子256排螺旋CT掃描機(jī)，應(yīng)用回顧性心電門控螺旋掃描。掃描參數(shù)設(shè)置：準(zhǔn)直96mm×2mm×0.5mm，機(jī)架轉(zhuǎn)速0.28s/r，層厚0.5mm，層間距0.5mm，管電壓120kV。予以對(duì)比劑碘帕醇注射液360mg/mL，注射速率為4.5mL/s。將CT掃描獲得圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像處理工作臺(tái)并提取圖像信息數(shù)據(jù)，同時(shí)采用冠狀動(dòng)脈AI處理工作臺(tái)以及FFR數(shù)據(jù)處理工作臺(tái)。

1.2.2CCTA-AI計(jì)算

患者的圖像數(shù)據(jù)信息傳至冠狀動(dòng)脈AI處理工作臺(tái)，經(jīng)AI智能分析（基于CCTA-AI智能深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)以及圖像數(shù)據(jù)識(shí)別、計(jì)算等智能技術(shù)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行重建、識(shí)別等）后獲得冠狀動(dòng)脈管腔狹窄情況，并給出診斷報(bào)告。

1.2.3FFR-CT計(jì)算

將獲得的CCTA圖像信息傳送至CT-FFR工作臺(tái)，采用深圳科亞醫(yī)療科技有限公司的深脈分?jǐn)?shù)進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)信息的計(jì)算，對(duì)接收的圖像數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析計(jì)算，對(duì)血管發(fā)生狹窄病變的情況進(jìn)行識(shí)別，并對(duì)FFR-CT的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。

1.2.4CAG檢查

采用飛利浦FD20大平板數(shù)字減影血管造影機(jī)對(duì)患者進(jìn)行心臟造影，予以碘帕醇注射液360mg/mL，注射速率為2.5mL/s進(jìn)行造影檢查。圖像的分析由兩位經(jīng)驗(yàn)豐富的影像科醫(yī)師在不知曉CCTA-AI以及FFR-CT診斷結(jié)果的情況下進(jìn)行有效的分析評(píng)估，若對(duì)同一影像檢查結(jié)果存在不同意見(jiàn)，經(jīng)商量后統(tǒng)一診斷結(jié)果。

1.3觀察指標(biāo)

以CAG檢查結(jié)果作為金標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算分析CCTA-AI、FFR-CT以及聯(lián)合應(yīng)用的敏感度、特異度、準(zhǔn)確度、陰性預(yù)測(cè)值以及陽(yáng)性預(yù)測(cè)值。CCTA狹窄程度判斷：主要血管或者分支出現(xiàn)輕度狹窄（<50%）、中重度狹窄（≥50%）。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS24.0軟件對(duì)統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以CAG作為診斷金標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)冠狀動(dòng)脈狹窄病變的診斷效能進(jìn)行評(píng)估，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料采用（±s）表示，數(shù)據(jù)描述用頻數(shù)、百分比表示。繪制受試者工作特征（ROC）曲線，以評(píng)估CCTA-AI、FFR-CT及其組合的診斷效能。檢驗(yàn)水準(zhǔn)：α=0.05，雙側(cè)檢驗(yàn)。

2結(jié)果

2.1一般資料

80例疑似冠狀動(dòng)脈狹窄病變患者中男性45例、女性35例，年齡48～75歲，平均（60.38±6.72）歲；體重指數(shù)18.34～24.68kg/m2，平均（22.35±1.13）kg/m2；合并疾病類型：高血壓40例、糖尿病30例、高血脂25例；左側(cè)冠狀動(dòng)脈病變42例、右側(cè)冠狀動(dòng)脈病變38例。

2.23種檢查方法的病例診斷情況

以CAG作為金標(biāo)準(zhǔn)，80例患者中共有72例為冠狀動(dòng)脈狹窄病變（含156支病變血管），其中，輕度冠狀動(dòng)脈狹窄病變42例（含94條血管），中重度冠狀動(dòng)脈狹窄病變30例（含62條血管）。CCTA-AI、FFR-CT的確診病例數(shù)均少于聯(lián)合檢查的確診病例數(shù)。見(jiàn)表1。

2.33種檢查方法的診斷效能對(duì)比

CCTA-AI聯(lián)合FFR-CT的敏感度、特異度、準(zhǔn)確度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值、陰性預(yù)測(cè)值、AUC值均較單一的CCTA-AI、FFR-CT更高，對(duì)比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。見(jiàn)表2、圖1。

3討論

冠狀動(dòng)脈狹窄是一種常見(jiàn)的心血管疾病，其早期診斷對(duì)于預(yù)防心血管意外事件和提高患者生活質(zhì)量至關(guān)重要。近年來(lái)，隨著醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展，CCTA和非侵入性FFR-CT的應(yīng)用在診斷冠狀動(dòng)脈狹窄病變方面得到廣泛關(guān)注和應(yīng)用［4-5］。但是單一診斷方法存在一定的局限性。CCTA對(duì)于明顯的冠狀動(dòng)脈狹窄診斷準(zhǔn)確，但是對(duì)于輕度狹窄、鈣化或運(yùn)動(dòng)偽影等存在局限性；而FFR-CT則不能區(qū)分鈣化和軟斑塊，且成本較高，實(shí)際應(yīng)用受限［6-8］。因此，聯(lián)合應(yīng)用CCTA-AI和FFR-CT技術(shù)被認(rèn)為是一種更為有效和可靠的冠狀動(dòng)脈狹窄診斷方法。劉乾貴等［9］學(xué)者用CCTA與CCTA聯(lián)合CT-FFR檢測(cè)冠狀動(dòng)脈的情況，表明CCTA聯(lián)合CT-FFR診斷冠狀動(dòng)脈病變具有較高的診斷價(jià)值，可以較好地觀察患者病情的嚴(yán)重程度，從而為醫(yī)生提供針對(duì)性的診療方案，以提高患者的預(yù)后。

本研究通過(guò)對(duì)不同程度的冠狀動(dòng)脈狹窄患者進(jìn)行CCTA和FFR-CT檢查，并采用閾值與機(jī)器學(xué)習(xí)算法分析兩種結(jié)果，研究聯(lián)合診斷方法對(duì)冠狀動(dòng)脈狹窄病變敏感度、特異度、準(zhǔn)確度及AUC值等指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，CCTA-AI聯(lián)合FFR-CT診斷的敏感度、特異度、準(zhǔn)確度分別達(dá)到了97.22%、75.00%、95.00%，明顯高于單一診斷方法。同時(shí)，聯(lián)合診斷的AUC值（0.978）高于單一診斷的AUC值（0.812、0.925），表明聯(lián)合應(yīng)用具有更好的診斷效果。這說(shuō)明CCTA-AI聯(lián)合FFR-CT是一種可行、高效和準(zhǔn)確的冠狀動(dòng)脈狹窄診斷方法，有望成為臨床上重要的工具。相關(guān)研究提出CCTA作為簡(jiǎn)單、非侵襲性冠狀動(dòng)脈疾病的檢查方法，其檢查技術(shù)發(fā)展成熟，但人工長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)觀察影像進(jìn)行診斷可能會(huì)導(dǎo)致檢查結(jié)果不準(zhǔn)確，AI作為計(jì)算機(jī)技術(shù)的產(chǎn)物，能更好地判斷CCTA影像圖，提高診斷準(zhǔn)確性［10-12］。孫一等［13］采用CCTA-AI聯(lián)合FFR-CT對(duì)冠狀動(dòng)脈狹窄病變的診斷價(jià)值進(jìn)行研究，結(jié)果證實(shí)了應(yīng)用CCTA-AI聯(lián)合FFR-CT檢查冠狀動(dòng)脈狹窄病變具有較高的準(zhǔn)確性，可以為臨床醫(yī)師提供可靠的參考信息，同時(shí)可提高患者的預(yù)后。CCTA提供了冠狀動(dòng)脈的解剖信息，可以直觀地顯示狹窄程度和位置，而FFR-CT則提供了冠狀動(dòng)脈的功能信息，可以評(píng)估血流儲(chǔ)備情況，因而聯(lián)合應(yīng)用可提高診斷的準(zhǔn)確性；CCTA在檢測(cè)冠狀動(dòng)脈狹窄方面具有較高的敏感度，可以有效地排除狹窄的可能性，而FFR-CT在評(píng)估狹窄的功能影像方面具有較高的特異度，可以準(zhǔn)確地判斷狹窄是否導(dǎo)致血流儲(chǔ)備不足；CCTA在檢測(cè)冠狀動(dòng)脈狹窄時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)假陽(yáng)性結(jié)果，即顯示有狹窄但實(shí)際上血流儲(chǔ)備正常，而FFR-CT可以通過(guò)計(jì)算血流儲(chǔ)備值來(lái)準(zhǔn)確評(píng)估狹窄的功能影像，減少假陽(yáng)性結(jié)果的發(fā)生，因此兩者聯(lián)合應(yīng)用具有較高的診斷價(jià)值。

綜上所述，CCTA-AI聯(lián)合FFR-CT技術(shù)在冠狀動(dòng)脈狹窄診斷方面具有很大的潛力和前景，未來(lái)應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)研究并結(jié)合實(shí)際臨床經(jīng)驗(yàn)加以推廣應(yīng)用。

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