基于雙源CT下人工智能CT血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)聯(lián)合冠狀動(dòng)脈周圍脂肪衰減指數(shù)對(duì)高海拔地區(qū)冠狀動(dòng)脈粥樣硬化心臟病的評(píng)估及預(yù)測(cè)

羅 煥，曹成瑛，高律萍，楊陵武，朱友義

青海省心腦血管病?？漆t(yī)院放射科，青海 西寧810012

冠狀動(dòng)脈粥樣硬化心臟?。ê?jiǎn)稱冠心?。┦且蚬诿}硬化導(dǎo)致其管腔堵塞或狹窄而出現(xiàn)的心臟?。?］。近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生活水平提高，高海拔地區(qū)的冠心病發(fā)病率也呈上升趨勢(shì)［2］。冠心病具有較多發(fā)病影響因素，但高原地區(qū)人民因特殊環(huán)境與飲食習(xí)慣，冠心病危險(xiǎn)因素不同于平原地區(qū)［3］。冠脈功能評(píng)估為冠心病診療有效方式，冠脈CT血管造影為冠心病診斷重要方式［4］，但該技術(shù)對(duì)功能異常評(píng)估效果不佳?；诠跔顒?dòng)脈CT血管造影（CCTA）的血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)（CT-FFR）為新型冠脈血流動(dòng)力學(xué)的無(wú)創(chuàng)檢查方法，可彌補(bǔ)CCTA的不足，更好指導(dǎo)臨床診斷［5］。有研究證明CT-FFR對(duì)冠脈缺血診斷效能較高［6］，但CT-FFR需基于CCTA圖像以識(shí)別管腔邊界，受到冠脈鈣化影響。近年研究發(fā)現(xiàn)，在CCTA圖像上測(cè)量的冠脈周圍脂肪衰減指數(shù)（FAI）可作為血管炎癥影像新標(biāo)志物［7］。冠脈周圍FAI、總斑塊體積和直徑狹窄率聯(lián)合能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)冠脈缺血［8］，冠脈周圍脂肪分布在冠脈外膜外，對(duì)鈣化容積效應(yīng)無(wú)顯著影響，F(xiàn)AI 在病變特征評(píng)估上對(duì)冠脈鈣化診斷具有重要意義。由于目前臨床有關(guān)冠脈周圍FAI的研究較少，且尚無(wú)基于CT-FFR與冠脈周圍FAI聯(lián)合診斷冠心病的研究，本研究探討在CT-FFR基礎(chǔ)上聯(lián)合冠脈周圍FAI對(duì)高海拔地區(qū)冠心病的診斷價(jià)值，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2021年10～12月于我院行CCTA檢查的的63例疑似冠心病患者，其中男39例，女24例；年齡為45～78（61.69±5.57）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：患者長(zhǎng)期生活在青海高海拔地區(qū)；造影檢查后接受CT-FFR與冠脈周圍FAI檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：冠脈畸形、動(dòng)脈夾層患者；影像顯示質(zhì)量差者；經(jīng)皮冠脈介入術(shù)史者；精神疾病史者。以冠脈CTA結(jié)果，將患者分為血管狹窄率≥50%組與血管狹窄率＜50%組［9］。本研究受檢者均知情同意，通過(guò)了醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 方法

1.2.1 CT掃描方法 所有研究對(duì)象均采用二代雙源CT（來(lái)源于西門子公司）掃描檢查，包括CT平掃與增強(qiáng)掃描。掃描中監(jiān)測(cè)患者心電圖，當(dāng)心率超過(guò)70次/min靜注50～100 mg艾司洛爾；掃描前囑咐患者屏氣防止出現(xiàn)呼吸偽影，舌下含服硝酸甘油擴(kuò)張血管；平掃結(jié)束后測(cè)量其冠脈鈣化積分，定位心臟掃描范圍。增強(qiáng)掃描中，于肘前靜脈靜注非離子型造影劑（拜耳公司），參數(shù)設(shè)置：探測(cè)器準(zhǔn)直為2 mm×128 mm×0.6 mm，管電流為290～560 mA，管電壓為80～120 kV。

1.2.2 圖像處理 掃描圖傳至專用后處理工作站，選擇2名具有豐富工作經(jīng)驗(yàn)且對(duì)患者病情不了解心內(nèi)科醫(yī)師進(jìn)行評(píng)估。根據(jù)美國(guó)心臟協(xié)會(huì)［10］分類，冠脈被劃分17段，直徑超過(guò)2 mm血管節(jié)段納入分析。鈣化為3個(gè)相鄰像素超過(guò)130 Hu；標(biāo)記每支冠脈中鈣化病變，采用Agatston計(jì)算血管水平的冠脈鈣化積分。

1.2.3 CT-FFR計(jì)算 對(duì)實(shí)施FFR檢查者對(duì)應(yīng)冠脈檢測(cè)CT-FFR，經(jīng)人工智能軟件計(jì)算獲得數(shù)據(jù)；該軟件通過(guò)原始CCTA成像測(cè)量模擬FFR值。

1.2.4 冠脈周圍FAI 于專用工作站對(duì)行FFR檢測(cè)的冠脈血管測(cè)量冠脈周圍FAI，采用文獻(xiàn)［11］方法測(cè)量冠脈周圍脂肪組織與FAI。冠脈周圍脂肪組織為距血管壁外周和血管直徑徑向距離相等的脂肪組織，測(cè)量范圍由冠脈開口10 mm至后40 mm，脂肪組織CT值為-190～-30 Hu。

圖1 FAI測(cè)量方式Fig.1 FAI measurement.

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

用SPSS20.0軟件分析數(shù)據(jù)，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間差異的比較行t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以n(%)表示，組間差異的比較行χ2檢驗(yàn)；采用ROC曲線評(píng)估診斷效能。以P＜0.05有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同F(xiàn)FR組冠脈血管影像學(xué)特征比較

本研究63例患者中共檢查79支冠脈血管，血管狹窄率≥50%的共24 支血管，血管狹窄率＜50%的有55支。血管狹窄率≥50%組與血管狹窄率＜50%組的病變長(zhǎng)度差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），單支血管冠脈狹窄率比較具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。血管狹窄率≥50%組CT-FFR低于血管狹窄率＜50%組，冠脈周圍FAI高于血管狹窄率＜50%組（P＜0.05，表1）。

表1 不同F(xiàn)FR組冠脈血管影像學(xué)特征Tab.1 Imaging features of coronary vessels in different FFR groups(Mean±SD)

2.2 冠脈鈣化不同程度血管影像學(xué)特征比較

63例患者中冠脈血管輕中度鈣化47例，重度鈣化16例。輕中度鈣化組中血管狹窄率≥50%組冠脈狹窄率高于血管狹窄率＜50%組，CT-FFR 低于血管狹窄率＜50%組，兩組冠脈周圍FAI 差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。重度鈣化組中血管狹窄率≥50%組CT-FFR低于血管狹窄率＜50%組，冠脈周圍FAI高于血管狹窄率＜50%組（P＜0.05，表2）。

表2 冠脈鈣化不同程度血管影像學(xué)特征Tab.2 Angiographic features of different degrees of coronary calcification(Mean±SD)

2.3 CT-FFR與冠脈周圍FAI診斷效能

ROC曲線顯示，CT-FFR+冠脈周圍FAI對(duì)血管鈣化的診斷效能相對(duì)于兩者單獨(dú)檢查有顯著提升（P＜0.05，表3、圖2）。

圖2 ROC曲線Fig.2 ROC curve.

表3 CT-FFR與冠脈周圍FAI診斷效能Tab.3 Diagnostic efficacy of CT-FFR and pericoronary FAI

3 討論

隨著生活方式變化，冠心病發(fā)病率呈上升趨勢(shì)。不同于平原地區(qū)，高海拔地區(qū)的冠心病發(fā)病與死亡率相對(duì)較低［12］。冠心病是多因素引發(fā)的慢性心血管疾病，臨床多項(xiàng)研究指出高血壓、高血脂、吸煙史等為冠心病獨(dú)立危險(xiǎn)因素，但因不同地區(qū)飲食環(huán)境存在差異，使得不同地區(qū)危險(xiǎn)因素有一定差異［13］。高原地區(qū)，尤其高海拔地區(qū)的低氧環(huán)境增加了當(dāng)?shù)鼐用裱蓙y與高血壓等疾病的發(fā)生率，且高寒環(huán)境居民的飲食習(xí)慣不同于平原地區(qū)［14］。研究顯示，高海拔地區(qū)冠心病患者發(fā)病年齡比平原地區(qū)更低，患者合并高血壓和高血脂比例高于平原地區(qū)［15］。本研究分析CT-FFR技術(shù)對(duì)冠脈血流異常診斷，探討CT-FFR與冠脈周圍FAI聯(lián)合對(duì)冠心病診斷結(jié)果。相對(duì)于輕中度鈣化，CT-FFR在重度鈣化中對(duì)冠脈異常診斷較低，與冠脈周圍FAI聯(lián)合檢查，顯著提高了診斷效能。CT-FFR于血流異常冠心病診斷的價(jià)值在既往研究中得到證明［16］，但因其技術(shù)測(cè)量是基于CCTA的處理圖像，故嚴(yán)重鈣化可影響檢查結(jié)果。

人工智能下的CT-FFR為冠脈檢測(cè)新方式，已有研究通過(guò)該技術(shù)對(duì)冠脈異常評(píng)估并對(duì)臨床實(shí)踐進(jìn)行指導(dǎo)［17］。當(dāng)冠脈鈣化積分超過(guò)400分，CT-FFR診斷效能相對(duì)下降，提示CT-FFR受重度鈣化影響，可能是因相同技術(shù)無(wú)法避免圖像手動(dòng)處理的原因。冠脈周圍FAI是與冠心病、心臟風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)的影像學(xué)新型標(biāo)志物。冠脈周圍脂肪可釋放炎性因子于循環(huán)系統(tǒng)中，對(duì)冠脈有一定影響，使脂質(zhì)轉(zhuǎn)為水相，提高其CT值。相對(duì)于整體心外膜脂肪，冠脈周圍脂肪作用于冠脈病變更直接［18］，冠脈周圍脂肪受到血管炎癥影像。本研究中，63例患者中共檢查79支冠脈血管血管狹窄率≥50%共24支血管，血管狹窄率＜50%有55支；血管狹窄率≥50%組CT-FFR低于血管狹窄率＜50%組，冠脈周圍FAI高于血管狹窄率＜50%組。該結(jié)果說(shuō)明不同血管狹窄者血管特征不同，其CTFFR值不同，與既往研究［19］結(jié)果不同，可能是由于平掃冠脈與周圍組織缺少對(duì)比，無(wú)法在重建過(guò)程中自動(dòng)識(shí)別，故依附于冠脈周圍脂肪無(wú)法被自動(dòng)識(shí)別而分析。本研究中增強(qiáng)掃描后的周圍脂肪FAI值高于增強(qiáng)前，原因可能為部分容積效應(yīng)與碘化CT對(duì)比劑導(dǎo)致出現(xiàn)射束硬化。增強(qiáng)后冠脈周圍脂肪組織中微血管強(qiáng)化也是引發(fā)該現(xiàn)象的一個(gè)原因。重度鈣化組中血管狹窄率≥50%組CT-FFR低于血管狹窄率＜50%組，冠脈周圍FAI高于血管狹窄率＜50%組，該結(jié)果提示重度鈣化血管不僅需行CT-FFR 檢測(cè)，還需評(píng)估冠脈周圍FAI 綜合分析，CTFFR與冠脈周圍FAI在重度鈣化患者中診斷血管狹窄具有一定價(jià)值。ROC曲線顯示，CT-FFR+冠脈周圍FAI對(duì)血管鈣化的診斷效能顯著提升。以上結(jié)果均說(shuō)明CT-FFR聯(lián)合冠脈周圍FAI檢查，重度鈣化CT-FFR效能顯著提升，提示該指標(biāo)對(duì)冠脈病變的血流變化能提供有效信息。冠脈脂肪與冠心病有關(guān)，且與低FFR值有關(guān)［20］。其原因?yàn)椋合鄬?duì)于心外膜脂肪，冠脈脂肪對(duì)病變作用更直接；相比于其體積，前降支脂肪體積對(duì)心肌缺血預(yù)測(cè)更準(zhǔn)確，原因?yàn)楣诿}脂肪接受炎性因子，對(duì)脂肪細(xì)胞有影響。血管炎癥為內(nèi)皮功能出現(xiàn)障礙的主要原因之一，當(dāng)冠脈斑塊病變可損傷狹窄段舒張功能，F(xiàn)FR結(jié)果呈陽(yáng)性［21-22］。當(dāng)FFR呈陽(yáng)性，其冠脈周圍FAI值上升。冠脈周圍FAI與直徑狹窄率聯(lián)合對(duì)血流異常冠心病診斷準(zhǔn)確率更高，提示冠脈周圍FAI可診療、評(píng)估冠心病預(yù)后。

綜上所述，冠脈周圍FAI能提供血流異常信息，相對(duì)于CT-FFR單獨(dú)檢查，CT-FFR與冠脈周圍FAI聯(lián)合診斷對(duì)血流異常的冠心病評(píng)估具有更好的預(yù)測(cè)價(jià)值。