許禹 耿云平 尤國慶
【摘要】目的評估計算機斷層掃描血管成像(CCTA)與人工智能(AI)聯(lián)合心肌灌注分數(shù)(FFR-CT)對冠狀動脈狹窄病變的診斷價值。
方法選擇于2022年1月至2023年2月到南陽市中心醫(yī)院接受診治的80例疑似冠狀動脈狹窄病變患者作為觀察對象。所有患者均接受CCTA以及冠狀動脈造影(CAG)檢查,其檢查的間隔時間應(yīng)在14天內(nèi),然后通過AI軟件自動對CCTA的圖像進行重建和計算,同時計算FFR-CT的數(shù)值。計算人工智能輔助的心臟計算機斷層掃描(CCTA-AI)聯(lián)合FFR-CT診斷的敏感度、特異度、準(zhǔn)確度、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值。
結(jié)果80例患者經(jīng)CAG檢查確診,72例患者為冠狀動脈狹窄病變,占比為90%;8例患者為非冠狀動脈狹窄病變,占比為10%。CCTA-AI聯(lián)合FFR-CT檢查的敏感度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值、準(zhǔn)確度以及AUC值均高于CCTA-AI、FFR-CT單獨檢查,差異有統(tǒng)計學(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;心肌灌注分數(shù);冠狀動脈狹窄病變;敏感度;特異度
中圖分類號:R541.4文獻標(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)確診斷冠狀動脈狹窄至關(guān)重要。臨床上針對冠狀動脈狹窄的檢測方法較多,包括冠狀動脈造影(coronaryangiography,CAG)、心臟計算機斷層掃描血管成像(cardiaccomputertomographyangiography,CCTA)、心肌灌注成像等,檢測方法不同,診斷效果不同[1]。計算機斷層掃描血管成像(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、運動偽影等,此外,由于狹窄程度評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)是一種新興的計算機技術(shù),已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)圖像分析。AI可以通過對大量的醫(yī)學(xué)圖像進行深度學(xué)習(xí)和模式識別來幫助醫(yī)生做出更加準(zhǔn)確的診斷。在冠脈CTA的分析中,AI技術(shù)可以自動檢測和定位冠狀動脈狹窄,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?;诠诿}CTA的心肌灌注分數(shù)(FFR-CT)是一種可靠的非侵入性診斷方法,可以評估冠狀動脈狹窄對心肌灌注的影響。由于其能模擬冠狀動脈狹窄對心肌灌注的影響,同時計算出相應(yīng)的心肌灌注分數(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算機斷層掃描(CCTA-AI)聯(lián)合FFR-CT對冠狀動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月到南陽市中心醫(yī)院接受診治的80例疑似冠狀動脈狹窄病變患者作為觀察對象。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)經(jīng)診治均疑似為冠狀動脈狹窄病變患者;(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)以往接受過冠狀動脈治療者;(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個小時以上,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,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,機架轉(zhuǎn)速0.28s/r,層厚0.5mm,層間距0.5mm,管電壓120kV。予以對比劑碘帕醇注射液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并提取圖像信息數(shù)據(jù),同時采用冠狀動脈AI處理工作臺以及FFR數(shù)據(jù)處理工作臺。
1.2.2CCTA-AI計算
患者的圖像數(shù)據(jù)信息傳至冠狀動脈AI處理工作臺,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)識別、計算等智能技術(shù),對圖像數(shù)據(jù)進行重建、識別等)后獲得冠狀動脈管腔狹窄情況,并給出診斷報告。
1.2.3FFR-CT計算
將獲得的CCTA圖像信息傳送至CT-FFR工作臺,采用深圳科亞醫(yī)療科技有限公司的深脈分數(shù)進行圖像數(shù)據(jù)信息的計算,對接收的圖像數(shù)據(jù)信息進行分析計算,對血管發(fā)生狹窄病變的情況進行識別,并對FFR-CT的數(shù)據(jù)進行計算。
1.2.4CAG檢查
采用飛利浦FD20大平板數(shù)字減影血管造影機對患者進行心臟造影,予以碘帕醇注射液360mg/mL,注射速率為2.5mL/s進行造影檢查。圖像的分析由兩位經(jīng)驗豐富的影像科醫(yī)師在不知曉CCTA-AI以及FFR-CT診斷結(jié)果的情況下進行有效的分析評估,若對同一影像檢查結(jié)果存在不同意見,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)測值以及陽性預(yù)測值。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)計學(xué)方法
采用SPSS24.0軟件對統(tǒng)計學(xué)數(shù)據(jù)進行分析,以CAG作為診斷金標(biāo)準(zhǔn),對冠狀動脈狹窄病變的診斷效能進行評估,符合正態(tài)分布的計量資料采用(±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,以評估CCTA-AI、FFR-CT及其組合的診斷效能。檢驗水準(zhǔn):α=0.05,雙側(cè)檢驗。
2結(jié)果
2.1一般資料
80例疑似冠狀動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)冠狀動脈病變42例、右側(cè)冠狀動脈病變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例為冠狀動脈狹窄病變(含156支病變血管),其中,輕度冠狀動脈狹窄病變42例(含94條血管),中重度冠狀動脈狹窄病變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)。見表1。
2.33種檢查方法的診斷效能對比
CCTA-AI聯(lián)合FFR-CT的敏感度、特異度、準(zhǔn)確度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值、AUC值均較單一的CCTA-AI、FFR-CT更高,對比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表2、圖1。
3討論
冠狀動脈狹窄是一種常見的心血管疾病,其早期診斷對于預(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,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對于明顯的冠狀動脈狹窄診斷準(zhǔn)確,但是對于輕度狹窄、鈣化或運動偽影等存在局限性;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)被認為是一種更為有效和可靠的冠狀動脈狹窄診斷方法。劉乾貴等[9]學(xué)者用CCTA與CCTA聯(lián)合CT-FFR檢測冠狀動脈的情況,表明CCTA聯(lián)合CT-FFR診斷冠狀動脈病變具有較高的診斷價值,可以較好地觀察患者病情的嚴(yán)重程度,從而為醫(yī)生提供針對性的診療方案,以提高患者的預(yù)后。
本研究通過對不同程度的冠狀動脈狹窄患者進行CCTA和FFR-CT檢查,并采用閾值與機器學(xué)習(xí)算法分析兩種結(jié)果,研究聯(lián)合診斷方法對冠狀動脈狹窄病變敏感度、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)確度分別達到了97.22%、75.00%、95.00%,明顯高于單一診斷方法。同時,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。這說明CCTA-AI聯(lián)合FFR-CT是一種可行、高效和準(zhǔn)確的冠狀動脈狹窄診斷方法,有望成為臨床上重要的工具。相關(guān)研究提出CCTA作為簡單、非侵襲性冠狀動脈疾病的檢查方法,其檢查技術(shù)發(fā)展成熟,但人工長時間反復(fù)觀察影像進行診斷可能會導(dǎo)致檢查結(jié)果不準(zhǔn)確,AI作為計算機技術(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對冠狀動脈狹窄病變的診斷價值進行研究,結(jié)果證實了應(yīng)用CCTA-AI聯(lián)合FFR-CT檢查冠狀動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,同時可提高患者的預(yù)后。CCTA提供了冠狀動脈的解剖信息,可以直觀地顯示狹窄程度和位置,而FFR-CT則提供了冠狀動脈的功能信息,可以評估血流儲備情況,因而聯(lián)合應(yīng)用可提高診斷的準(zhǔn)確性;CCTA在檢測冠狀動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)致血流儲備不足;CCTA在檢測冠狀動脈狹窄時可能會出現(xiàn)假陽性結(jié)果,即顯示有狹窄但實際上血流儲備正常,而FFR-CT可以通過計算血流儲備值來準(zhǔn)確評估狹窄的功能影像,減少假陽性結(jié)果的發(fā)生,因此兩者聯(lián)合應(yīng)用具有較高的診斷價值。
綜上所述,CCTA-AI聯(lián)合FFR-CT技術(shù)在冠狀動脈狹窄診斷方面具有很大的潛力和前景,未來應(yīng)加強相關(guān)研究并結(jié)合實際臨床經(jīng)驗加以推廣應(yīng)用。
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