耿文磊,高揚(yáng),趙娜,安云強(qiáng),宋雷,慕朝偉,胡奉環(huán),尹棟,高立建,徐波,呂濱
冠狀動脈造影過程中測量的血流儲備分?jǐn)?shù)(FFR)是判斷血管狹窄是否導(dǎo)致缺血的“金標(biāo)準(zhǔn)”,經(jīng)臨床隨機(jī)試驗研究證實,以0.8 為界值作為冠狀動脈血運(yùn)重建的參考標(biāo)準(zhǔn)可改善患者的臨床預(yù)后[1-2]。但冠狀動脈造影檢查和FFR 的測量都是一種有創(chuàng)性檢查,存在一定的并發(fā)癥風(fēng)險[3]。近年來,CT 血流儲備分?jǐn)?shù)(CT-FFR)逐漸興起并應(yīng)用于臨床。該技術(shù)以冠狀動脈CT 血管成像(CCTA)為基礎(chǔ),結(jié)合流體力學(xué)模型建模,從而實現(xiàn)了應(yīng)用解剖數(shù)據(jù)對血管功能數(shù)據(jù)進(jìn)行估算[4]。數(shù)項多中心臨床試驗證實,以FFR 為參考標(biāo)準(zhǔn),CCTA 的基礎(chǔ)上CT-FFR 能夠提高對缺血診斷的準(zhǔn)確性[5-7],并且在指導(dǎo)治療策略及提供預(yù)后信息等方面具有潛力[8-9]。既往研究證實基于優(yōu)化融合模型的CT-FFR 血流動力學(xué)計算分析軟件對缺血病變的診斷效能好[10],CT-FFR 的測量受圖像質(zhì)量、血管形態(tài)、鈣化斑塊等多重因素影響,不同操作者測量的結(jié)果亦存在差異,該差異對最終診斷的影響程度有待研究。既往相關(guān)研究納入樣本量較小,僅28 例患者(58 支血管)入選[11]。本研究以FFR 為參考標(biāo)準(zhǔn),比較不同操作者測量CTFFR 的重復(fù)性及差異性,同時比較不同操作者所測CT-FFR 值對缺血的診斷準(zhǔn)確性,為CT-FFR 的臨床應(yīng)用提供依據(jù)。
本研究為CT-FFR-CHINA 臨床試驗的一部分,該試驗是一項前瞻性、多中心、自身對照臨床研究(臨床試驗注冊號:NCT3692936)。本研究取自中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院單中心2018 年10 月至2020 年11 月患者152 例,已獲得中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)(批準(zhǔn)文號2018-1076),患者入選和排除標(biāo)準(zhǔn)之前已報道[10]。入選患者均簽署知情同意書。
CCTA 掃描方案:采用第二代雙源CT(SOMATOM Definition Flash,西門子,德國)進(jìn)行掃描。心率過快者(>90 次/min)于檢查前1 h 口服25~50 mg 酒石酸美托洛爾片。所有患者檢查前均舌下含服硝酸甘油(0.3 mg)。掃描范圍自氣管隆突下至膈面。掃描參數(shù):管電壓100~120 kV,采用自動管電流調(diào)制技術(shù),機(jī)架旋轉(zhuǎn)時間0.28 s/圈,掃描層厚0.75 mm,準(zhǔn)直器寬度為64 排×0.6 mm,重建層厚0.75 mm,重建間隔0.70 mm。對比劑為碘普羅胺(含碘 370 mg/ml),采用三期相注射方案,第一期以4.5~5.0 ml/s 的流率注入對比劑60 ml,第二期以3:7的比例注入對比劑與生理鹽水混合液共30 ml,第三期注入30 ml 生理鹽水。所有患者均采用前瞻性心電門控技術(shù),掃描時相選擇35%~75%R-R 間期,同時獲得最佳收縮期和最佳舒張期圖像。
冠狀動脈造影及FFR 測量:所有操作均由2 名具有多年工作經(jīng)驗的心血管內(nèi)科醫(yī)師在未知CCTA和CT-FFR 結(jié)果的情況下完成。冠狀動脈造影檢查取常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體位,每條主干血管至少選取3 個不同的角度進(jìn)行投照。術(shù)中測量目測狹窄程度≥50%且管腔直徑≥2.0 mm 冠狀動脈的FFR 值。靜脈持續(xù)輸注140 μg/(kg·min)的腺苷以達(dá)到最大充血狀態(tài),使用0.014 英寸(1 英寸=2.54 cm)壓力導(dǎo)絲(圣尤達(dá),美國)測量FFR。FFR<0.8 診斷為缺血。
CT-FFR 計算:采用北京心世紀(jì)公司CT-FFR軟件進(jìn)行計算(國家藥品監(jiān)督管理局醫(yī)療器械注冊證編號:國械注準(zhǔn)20213210574)。每支靶血管由兩位已受培訓(xùn)的操作者在未知FFR 結(jié)果的情況下獨(dú)立測量,操作者1、2 分別為具有12 年和7 年心血管CT 診斷經(jīng)驗的醫(yī)師。測量時以病變以遠(yuǎn)1~2 cm 處的CT-FFR 值作為測量結(jié)果。選取靶血管測量位置相同的CT-FFR 及FFR 進(jìn)行比較。
采用SPSS 22.0 和Medcalc 19.0 統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。箱線圖展示缺血患者與非缺血患者兩操作者間測量差異;兩操作者測量CT-FFR 數(shù)值一致性采用Bland-Altman 法評價。兩操作者診斷缺血一致性采用計算Kappa 值比較。采用Shapiro-Wilk 檢驗數(shù)據(jù)正態(tài)性,正態(tài)分布資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,非正態(tài)分布資料以中位數(shù)(P25,P75)表示,非正態(tài)分布資料間進(jìn)行Mann-WhitneyU非參數(shù)檢驗。以FFR<0.8 作為缺血診斷標(biāo)準(zhǔn),計算CCTA 管腔狹窄≥50%及兩操作者測量CT-FFR 診斷冠狀動脈缺血的準(zhǔn)確性、靈敏度、特異度、陽性預(yù)測值及陰性預(yù)測值;同時繪制血管水平CCTA 及兩操作者測量CT-FFR 診斷缺血的ROC 曲線,并計算AUC。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
本研究最終納入152 例患者,173 支血管。男性115 例,女性37 例;平均年齡(57±9)歲;平均體重指數(shù)(26.1±3.1)kg/m2;合并高血壓91 例(59.9%)、糖尿病52 例(34.2%)、高脂血癥118 例(77.6%)、冠心病家族史20 例(13.2%)、吸煙82 例(53.9%)。納入的173 支血管中,左前降支116 支、左回旋支18 支、右冠狀動脈18 支;管腔狹窄程度50%~70%血管44 支(25.4%),狹窄程度>70%血管65 支(37.6%);FFR<0.8 血管85 支(49.1%),F(xiàn)FR ≥0.8 血管88 支(50.9%)。CCTA 檢查中,患者心率(67±12 次/min),鈣化積分為85.3(13.1,276.0)分。
操作者1、2 測量的CT-FFR 分別為0.820(0.680,0.900)和0.810(0.690,0.900),二者差值為0.032(0.008,0.092)。
Bland-Altman 圖顯示兩操作者間測量一致性良好,93.1%(161/173)血管位于95%一致性范圍之內(nèi),差值的絕對值最大為0.16(圖1)。
圖1 Bland-Altman 圖示兩操作者測量CT-FFR 一致性
在FFR<0.8 血管中,兩操作者測量差值為0.078(0.016,0.128);在FFR ≥0.8 血管中,兩操作者測量差值為0.013(0.007,0.048);FFR<0.8 血管測量差異性顯著高于FFR ≥0.8 血管(P<0.001)。箱線圖顯示FFR ≤0.8 血管兩操作者測量值變化范圍大,而FFR>0.8 血管兩操作者測量差值變化范圍小(圖2)。操作者間診斷缺血的Kappa 值為0.86,其中93.1%(161/173)的血管兩操作者測量CT-FFR 對是否缺血的判斷一致,有6.9%(12/173)的血管判斷不同。
圖2 兩操作者在FFR ≤0.8 血管和FFR>0.8 血管測量差異的箱線圖
以FFR<0.8 診斷為缺血,CT-FFR 診斷缺血的診斷準(zhǔn)確性明顯優(yōu)于CCTA,尤其在診斷缺血的特異度(操作者1 為93.2%、操作者2 為95.4%和CCTA 管腔狹窄≥50%為42.0%)方面,CT-FFR 明顯提高(表1)。
表1 不同操作者測量CT-FFR 及CCTA 診斷效能比較(%)
操作者1、2測量CT-FFR 以 及CCTA 管 腔狹窄≥50%診斷缺血AUC 分別為0.913(95%CI:0.861~0.950)和0.948(95%CI:0.903~0.976),差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.079),但均顯著高于以CCTA管腔狹窄≥50%診斷缺血的AUC [0.690(95%CI:0.616~0.758)],P均<0.001(圖3)。兩操作者測量的CT-FFR 值雖然有差異但不影響最終診斷結(jié)果(圖4)。
圖3 操作者1、2 測量CT-FFR 以及CCTA 管腔狹窄≥50%診斷缺血的AUC 比較
圖4 兩操作者測量CT-FFR 診斷左前降支病變?nèi)毖焕?/p>
本研究表明不同操作者對同一CCTA 數(shù)據(jù)集進(jìn)行CT-FFR 重復(fù)測量,一致性良好。以導(dǎo)管測量FFR<0.8 作為缺血診斷標(biāo)準(zhǔn),CT-FFR 對缺血的診斷效能優(yōu)于CCTA,雖然兩位測量者間測量值存在差異,缺血血管測量值差異性高于非缺血血管,但整體診斷準(zhǔn)確性無明顯差異。
對于低至中等風(fēng)險的冠心病患者,CCTA 已成為無創(chuàng)評估冠狀動脈狹窄的有效替代方法[12],但CCTA 診斷缺血的準(zhǔn)確性有待提高[13]。導(dǎo)管測量的FFR 作為缺血的診斷標(biāo)準(zhǔn)可以用來指導(dǎo)冠狀動脈血運(yùn)重建[14],但其為有創(chuàng)檢查且價格昂貴。自2011年基于血流動力學(xué)的CT-FFR 推出以來[5],數(shù)項多中心臨床試驗證實了其對于缺血診斷的準(zhǔn)確性明顯高于常規(guī)CCTA,從而成為一種新的診斷缺血的無創(chuàng)性檢查,并且在冠心病患者臨床治療路徑中起到重要作用[15]。通過結(jié)合CCTA 與CT-FFR 的解剖與功能成像,可篩查出高度可疑缺血的患者,再進(jìn)行有創(chuàng)性冠狀動脈造影檢查,這大大減少了不必要的有創(chuàng)檢查和冠狀動脈血運(yùn)重建,可起到介入檢查“看門人”的作用。本研究中雖然不同操作者測量CTFFR 值存在差異,但CT-FFR 對缺血的診斷效能均優(yōu)于CCTA,尤其在診斷準(zhǔn)確性上有顯著提升,這與既往研究結(jié)果大致相同[7]。但在測量CT-FFR 時存在一些問題,如CT-FFR 對CCTA 圖像質(zhì)量具有很高的依賴性,任何的偽影、錯層都會嚴(yán)重影響冠狀動脈的準(zhǔn)確提取,從而影響下一步的測量;對于2 mm 以下的血管,CT-FFR 目前還無法準(zhǔn)確測量;對于冠狀動脈走行迂曲或者分叉病變,CT-FFR 測量的準(zhǔn)確性也會受到影響;鈣化斑塊是另一個影響測量的重要因素,尤其是較大的鈣化斑塊,對管腔提取是個重大挑戰(zhàn)[16]。不同操作者計算結(jié)果也會存在差異,因此對不同操作者測量CT-FFR 的一致性研究非常重要。
本研究結(jié)果顯示,不同操作者間CT-FFR 的測量值差異較?。ㄖ形粩?shù)0.032),其中缺血血管測量值的差異明顯高于非缺血血管。當(dāng)冠狀動脈病變較重時,管腔較細(xì),病變特征復(fù)雜,部分血管需要操作者的校正,因此CT-FFR 測量值會產(chǎn)生差異。例如在冠狀動脈提取過程中部分血管由于受鈣化斑塊影響,需要操作者進(jìn)行“去鈣化”操作,盡量減少鈣化造成的部分容積效應(yīng)對管腔的遮擋,適當(dāng)對管腔進(jìn)行校正,此時不同操作者間測量的CT-FFR 值會存在差異。而非缺血血管條件良好,狹窄程度通常較輕,管腔直徑相對較粗,操作者處理時一般不需要進(jìn)行過多校正,因此差異性更小,這一點(diǎn)在既往研究中尚未見提及。雖然不同操作者測量的CT-FFR 值存在差異,但對于絕大多數(shù)(91.3%和94.8%)病變是否存在缺血的診斷是一致的,測量值的差異未對診斷結(jié)果造成有意義的影響。既往不同操作者間測量CT-FFR 的一致性研究較少,且樣本量小。Gaur 等[11]的研究中納入28 例患者共計58支血管,其中缺血血管12 支(20.7%),發(fā)現(xiàn)兩次測量差值的絕對值最大為0.09。本研究中兩次測量差值絕對值最大為0.16,略高于其結(jié)果,可能與本研究入選的血管數(shù)量(173 支)更多且缺血病變所占比例(49.1%)更高相關(guān)。此外本研究所采用的CT-FFR計算方法是基于流體力學(xué)的,與基于人工智能的方法相比較,該方法對操作者要求相對較高,因此可能會導(dǎo)致差異性更大。
一項既往研究證實,受過專業(yè)培訓(xùn)的CT-FFR操作者間測量差異較未受過培訓(xùn)的操作者?。?.031±0.024 vs.0.023±0.018,P=0.24)[17],因 此在臨床實踐中需要對操作者進(jìn)行一定程度的培訓(xùn),在熟練掌握操作方法后,可在保證診斷準(zhǔn)確性的同時降低測量差異。本研究在測量CT-FFR 前均對兩操作者進(jìn)行培訓(xùn),因此診斷準(zhǔn)確性較高,均大于90%,操作者間測量CT-FFR 值雖然有差異,但未對診斷結(jié)果造成明顯影響。此外,CT-FFR 測量位置對結(jié)果有很大影響,通常情況下,距離病變越遠(yuǎn)CT-FFR 值越小[18]。本研究已對操作者測量的位置進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)定,但實際操作中很難做到絕對一致,這可能也是導(dǎo)致兩操作者測量差異的原因之一。
本研究存在以下不足:CCTA 數(shù)據(jù)采集僅基于一種影像設(shè)備,研究存在一定偏倚,需要更多不同設(shè)備進(jìn)行驗證;本研究未對病變形態(tài)及斑塊特征進(jìn)行分析,尤其是鈣化斑塊,這可能是造成CT-FFR 測量差異的重要原因,期待未來通過增大樣本量的多中心數(shù)據(jù)進(jìn)一步探究。
綜上所述,不同操作者測量CT-FFR 的一致性良好,診斷缺血的準(zhǔn)確性高,基于不同設(shè)備CCTA數(shù)據(jù)集的CT-FFR 一致性分析有待研究。
利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突