FFRCT聯(lián)合斑塊特征與心肌灌注顯像對(duì)冠心病患者主要不良心臟事件預(yù)測(cè)效能的比較

薛秋蒼，徐 怡，孫欣杰，許智惠，朱曉梅，祝因蘇，施海彬

1南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科，2心內(nèi)科，江蘇 南京 210029

準(zhǔn)確的危險(xiǎn)度分層是冠心病精準(zhǔn)治療的基礎(chǔ)［1-2］。目前，冠脈CT 血管成像（coronary CT angiography，CCTA）已被公認(rèn)為評(píng)估冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病（coronary artery disease，CAD）的首選無(wú)創(chuàng)檢查方法［3］，可以準(zhǔn)確提供冠脈解剖學(xué)信息，但缺乏對(duì)心肌血供的功能學(xué)評(píng)估。近年來(lái)，基于CCTA 數(shù)據(jù)應(yīng)用人工智能算法獲得血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)（CT?fractional flow reserve，F(xiàn)FRCT）的技術(shù)已逐漸成熟，在明確冠脈解剖狹窄后，可進(jìn)一步判斷其與心肌缺血的關(guān)系［4-6］。此外，CCTA還可通過(guò)軟件對(duì)斑塊進(jìn)行定量評(píng)估，有助于冠心病危險(xiǎn)程度分層［7］。

心肌灌注顯像（myocardial perfusion imaging，MPI）是評(píng)估心肌缺血較為傳統(tǒng)的方法，由于空間分辨率的限制，其依靠灌注信息識(shí)別心肌缺血的敏感性較低［8］。基于MPI的相位分析技術(shù)，通過(guò)對(duì)左室心肌運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性的定量分析，可反映心肌局部灌注減低所引起的運(yùn)動(dòng)不同步。研究表明，相位分析聯(lián)合心肌灌注信息對(duì)冠心病危險(xiǎn)度分層具有價(jià)值［9-12］。

盡管FFRCT及MPI 同樣反映心肌功能學(xué)信息，但兩者原理不同，前者運(yùn)用流體力學(xué)的方法間接計(jì)算，而后者通過(guò)核素的攝取直接反映。因此，本研究旨在比較FFRCT聯(lián)合斑塊特征與MPI 所獲得的心肌運(yùn)動(dòng)分析和灌注信息對(duì)冠心病患者主要不良心臟事件（major adverse cardiovascular events，MACE）的預(yù)測(cè)價(jià)值。

1 對(duì)象和方法

1.1 對(duì)象

回顧性分析2011年3月—2015年12月符合以下標(biāo)準(zhǔn)的患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：①臨床因懷疑CAD而行CC?TA，顯示單支血管病變（管腔狹窄率范圍40%～70%）或兩支及以上血管病變（單支管腔最狹窄率40%～70%，其他病變狹窄率＜40%）；②接受MPI 檢查（負(fù)荷+靜息），且上述兩種檢查間隔時(shí)間＜3個(gè)月；③病史資料完整，具有隨訪結(jié)果。排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往行血運(yùn)重建術(shù)者；②CCTA圖像質(zhì)量不滿(mǎn)足FFRCT計(jì)算者。

1.2 方法

1.2.1 CCTA檢查

掃描采用Siemens 公司雙源CT 機(jī)器（Somatom Definition，Siemens 公司，德國(guó)）。所有患者檢查前5 min 舌下含服硝酸甘油。經(jīng)肘靜脈注射對(duì)比劑碘普羅胺（370 mgI/ mL，Ultravist 公司，德國(guó)），根據(jù)體重、心率和管電壓個(gè)體化計(jì)算對(duì)比劑用量及注射速度（3.0～5.0 mL/s），采用Bolus tracking 觸發(fā)掃描。掃描主要參數(shù)：管電壓120/100 kV，自動(dòng)管電流，探測(cè)器準(zhǔn)直為32.0 mm×0.6 mm，Pitch 為0.20～0.43。重建參數(shù)：層厚為0.75 mm，卷積核采用B30f。

1.2.2 MPI檢查

所有患者均使用兩日法行MPI。負(fù)荷MPI采用腺苷藥物負(fù)荷，經(jīng)肘靜脈持續(xù)靜脈泵注入，用藥劑量為140 μg/kg，3 min 后靜脈注射99mTc?甲氧基異丁基異腈（MIBI）740 MBq，60 min后行門(mén)控圖像采集，所用儀器為Siemens E.CAM+雙探頭SPECT，以心電圖R 波作為門(mén)控采集觸發(fā)信號(hào)。所有門(mén)控采集的圖像采用濾波反投影法重建，得到短軸、水平長(zhǎng)軸和垂直長(zhǎng)軸斷層圖像。隔日行靜息MPI，在靜息狀態(tài)下經(jīng)肘靜脈注射99mTc?MIBI 925 MBq，90 min后行心電圖門(mén)控圖像采集，圖像采集及處理方法同負(fù)荷顯像。

1.2.3 圖像分析與后處理

FFRCT值測(cè)量：選取圖像質(zhì)量較好的一期圖像，使用基于機(jī)器學(xué)習(xí)的軟件（Siemens cFFR，3.1.2 版）測(cè)量病變遠(yuǎn)端2 cm 處的FFRCT值。如1 支血管內(nèi)多處病變，則以最遠(yuǎn)端病變?yōu)闇?zhǔn)。當(dāng)FFRCT≤0.8 時(shí)認(rèn)為有心肌缺血。由1 名具有2 年CCTA 經(jīng)驗(yàn)的影像科醫(yī)師進(jìn)行測(cè)量。

斑塊特征定量分析：使用Siemens 半自動(dòng)軟件（Coronary Plaque Analysis 4.3.1）對(duì)斑塊進(jìn)行定量分析，由1名具有2年CCTA經(jīng)驗(yàn)的影像科醫(yī)師進(jìn)行測(cè)量，所測(cè)得的數(shù)據(jù)包括斑塊長(zhǎng)度、管腔體積、血管總體積、斑塊總體積、非鈣化斑塊體積、脂質(zhì)斑塊體積、纖維斑塊體積及鈣化斑塊體積（圖1）。

圖1 FFRCT及斑塊特征測(cè)量示意圖Figure 1 Schematic diagram of plaque characteristics and fractional reserve flow measurements

MPI 圖像分析：使用定量灌注門(mén)控SPECT（QPS）軟件分析心肌灌注圖像，根據(jù)美國(guó)心臟協(xié)會(huì)（American Heart Association，AHA）17節(jié)段評(píng)分法進(jìn)行分析，心肌灌注評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：0 分，血流灌注正常；1分，輕度減低；2分，中度減低；3分，重度減低；4分，血流灌注缺損。將負(fù)荷狀態(tài)下17 節(jié)段評(píng)分相加獲得總負(fù)荷積分（summed stress score，SSS），SSS 與總靜息積分（summed rest score，SRS）相減獲得總積分差（summed difference score，SDS），根據(jù)SSS 及SDS結(jié)果判定：SSS＜4、SDS＜2 為灌注正常，4≤SSS＜8、2≤SDS≤4為輕度灌注減低，8≤SSS＜12、5≤SDS≤8為中度灌注減低，SSS≥12、SDS＞8為重度灌注減低。

采用EMORY大學(xué)心臟工具包進(jìn)行相位分析技術(shù)，測(cè)定收縮期和舒張期相位時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差（standard difference，SD）和帶寬（band width，BW）（圖2）。

圖2 舒張期直方圖Figure 2 Diastolic histogram

1.2.4 隨訪

所有患者均采用電話(huà)及查閱住院病歷資料相結(jié)合的隨訪方式。以?xún)煞N檢查均完成的檢查日期為隨訪起點(diǎn)，以MACE作為隨訪終點(diǎn)，主要包括心源性死亡、非致死性心肌梗死和晚期（CCTA 及MPI 后60 d）血運(yùn)重建術(shù)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 23.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。經(jīng)正態(tài)性檢驗(yàn)，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，否則用中位數(shù)（四分位數(shù)）［M（P25，P75）］表示，兩組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)或Mann?WhitneyU檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)及百分比表示，使用Fisher精確檢驗(yàn)或卡方檢驗(yàn)進(jìn)行比較。采用受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線分析得到的Youden指數(shù)作為最優(yōu)閾值，并獲得各參數(shù)預(yù)測(cè)MACE的診斷效能。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般情況

80 例符合標(biāo)準(zhǔn)且成功完成隨訪者納入研究。年齡（64.20±9.82）歲，其中男48例，左前降支（LAD）病變58 例（72.5%），左回旋支（LCX）病變5 例（6.3%），右冠狀動(dòng)脈（RCA）病變10 例（12.5%）。隨訪時(shí)間53.5～63.0個(gè)月中位隨訪時(shí)間58.3個(gè)月，隨訪期間共有11 例（13.8%）出現(xiàn)MACE，皆行晚期血運(yùn)重建術(shù)。除高血壓外（P＜0.05），MACE組和無(wú)事件組（對(duì)照組）在糖尿病、吸煙及冠心病家族史方面均不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。

2.2 MACE影響因素的單因素分析

FFRCT及冠脈斑塊特征單因素分析對(duì)MACE 的預(yù)測(cè)價(jià)值見(jiàn)表1，共9 項(xiàng)定量參數(shù)，其中FFRCT、斑塊長(zhǎng)度、斑塊總體積、非鈣化斑塊體積、纖維斑塊體積在兩組間具有差異。

表1 FFRCT及冠脈斑塊特征對(duì)MACE的預(yù)測(cè)價(jià)值Table 1 The predictive value of FFRCT and plaque characteristics for MACE ［M（P25，P75）］

由表2 可 知，SSS≥4 組的MACE 發(fā)生率大于SSS＜4 組（16.67%vs.13.23%），SDS≥2 組的MACE發(fā)生率大于SDS＜2 組（22.22%vs.11.29%），但差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表2 MPI心肌灌注分析對(duì)MACE的預(yù)測(cè)價(jià)值Table 2 The predictive value of MPI for MACE［n（%）］

在相位分析對(duì)MACE 的預(yù)測(cè)價(jià)值分析中（表3），靜息狀態(tài)下舒張期SD 及BW 在兩組間有差異（P＜0.05），而靜息狀態(tài)下收縮期、負(fù)荷狀態(tài)下收縮/舒張期SD 及BW 在MACE 組和無(wú)事件組間均無(wú)明顯差異（均P＞0.05）。

表3 相位分析對(duì)MACE的預(yù)測(cè)價(jià)值Table 3 The predictive value of phase analysis for MACE

2.3 MACE影響因素的多因素分析

多因素回歸分析發(fā)現(xiàn)FFRCT≤0.68 是MACE 的獨(dú)立危險(xiǎn)因子［OR=10.67（1.59～71.52），P＜0.05］。而斑塊長(zhǎng)度、斑塊總體積、非鈣化斑塊體積、纖維斑塊體積以及靜息舒張期SD、靜息舒張期BW 皆非MACE的獨(dú)立危險(xiǎn)因子（P＞0.05）。

2.4 ROC曲線分析

各影像學(xué)參數(shù)對(duì)MACE的診斷效能見(jiàn)圖3及表4，在相位分析中，靜息狀態(tài)下舒張期SD對(duì)預(yù)測(cè)MACE的敏感性較高（87.5%）但特異性較低（54.8%）；而FFRCT及斑塊長(zhǎng)度對(duì)預(yù)測(cè)MACE 的敏感性雖低于前者（分別為70.0%、75.0%），但特異性相對(duì)較好（分別為82.6%、69.6%）。ROC 曲線下面積比較，F(xiàn)FRCT及斑塊長(zhǎng)度對(duì)MACE 的預(yù)測(cè)價(jià)值為0.80、0.81，SD 及BW的預(yù)測(cè)價(jià)值為0.62、0.56。

圖3 MPI及CCTA參數(shù)對(duì)預(yù)測(cè)MACE的ROC線Figure 3 The ROC curve of MPI and CCTA for pridicting MACE

表4 FFRCT、冠脈斑塊特征及相位分析對(duì)MACE的的診斷效能Table 4 The diagnosis efficacy of FFRCT，plaque charac?teristics and phase analysis on MACE

3 討論

本研究將CCTA獲得的FFRCT、斑塊定量特征與MPI獲得的SSS、SDS、相位分析參數(shù)進(jìn)行比較，分析它們對(duì)CAD 患者發(fā)生MACE 的預(yù)測(cè)效能。結(jié)果表明，F(xiàn)FRCT聯(lián)合斑塊定量特征對(duì)于MACE的預(yù)測(cè)效能高于MPI。

基于CCTA 數(shù)據(jù)應(yīng)用人工智能獲得FFRCT通過(guò)單次檢查達(dá)到解剖和功能相結(jié)合的新技術(shù)。NXT子研究結(jié)果顯示［13］，經(jīng)過(guò)4.7 年的隨訪，F(xiàn)FRCT≤0.8者M(jìn)ACE事件發(fā)生率較高（HR=0.92），而FFRCT正常人群中無(wú)1例發(fā)生心源性死亡或心肌梗死。本研究挑選了CCTA狹窄率在40%～70%的CAD患者，弱化了解剖狹窄率在CAD患者危險(xiǎn)度分層中的作用，突出了FFRCT的價(jià)值。結(jié)果表明，MACE事件組患者平均FFRCT值顯著低于無(wú)事件組，這與先前的研究結(jié)果一致。這可能因?yàn)镕FRCT≤0.8 時(shí)，下游心肌細(xì)胞發(fā)生功能性缺血，供氧與需氧失去平衡，從而引發(fā)MACE［14］。同時(shí)，在眾多斑塊定量特征參數(shù)中，發(fā)現(xiàn)MACE 組中斑塊長(zhǎng)度、總斑塊體積和非鈣化斑塊體積顯著高于無(wú)事件組，這可能與斑塊負(fù)荷增大時(shí)，斑塊內(nèi)出血及非鈣化成分增多，斑塊更易脫落阻塞血管，引發(fā)MACE有關(guān)［15］。

以往研究表明，MPI 在CAD 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中具有一定價(jià)值［16-18］。Yao 等［19］研究發(fā)現(xiàn)，SSS 是預(yù)測(cè)冠心病患者M(jìn)ACE發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，在70歲以上人群中，與SSS≤8 的患者相比，SSS＞8 的人群MACE發(fā)生率顯著提高。本研究雖未發(fā)現(xiàn)MACE事件組與無(wú)事件組間SSS 值具有明顯差異，但SSS≥4 組的MACE 發(fā)生率大于SSS＜4 組，這可能與樣本量較小，病變狹窄程度均為中等，SSS值中重度異常者較少有關(guān)。相位分析中SD 及BW 是公認(rèn)的評(píng)價(jià)左室運(yùn)動(dòng)同步性的兩個(gè)重要因素。正常人的MPI相位圖顯示為一個(gè)兩側(cè)對(duì)稱(chēng)且窄而尖的峰，而伴有左室運(yùn)動(dòng)不同步的患者相位圖顯示的峰相增寬且不對(duì)稱(chēng)，SD及BW值明顯增高［20-21］。本研究結(jié)果顯示，兩組人群在收縮期靜息狀態(tài)及負(fù)荷狀態(tài)下SD 及BW 值均無(wú)明顯差異，而在舒張期中，僅在靜息狀態(tài)下SD及BW具有明顯差異，但特異性均較低，推測(cè)可能與舒張功能異常往往較收縮功能異常出現(xiàn)更早、更敏感有關(guān)［11］。

CCTA 及MPI 是診斷冠心病的常用方法，臨床適應(yīng)證有所不同。研究表明，當(dāng)以有創(chuàng)FFRCT作為金標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)具有血流動(dòng)力學(xué)意義的狹窄時(shí)，MPI 與FFRCT診斷準(zhǔn)確率相當(dāng)（68%vs.70%），但FFRCT的敏感性明顯高于MPI（91%vs.41%）［22］。相位分析的敏感性高于傳統(tǒng)灌注信息，本研究中靜息狀態(tài)下舒張期SD 值預(yù)測(cè)MACE 的敏感性高于FFRCT及斑塊特征，但特異性較低，因此總的預(yù)測(cè)效能較低。左室運(yùn)動(dòng)不同步不僅發(fā)生在冠脈病變?nèi)巳褐?，同時(shí)也可發(fā)生在任何原因如高血壓及代謝性疾病［9］導(dǎo)致的心功能不全患者中，而本研究中MACE 組的高血壓比例恰恰高于無(wú)事件組，這可能是導(dǎo)致相位分析特異性較低的原因。

本研究存在一定局限性。首先，本研究為回顧性研究且樣本量較小，尚需大樣本、前瞻性數(shù)據(jù)驗(yàn)證。其次，高危斑塊特征并沒(méi)有納入本研究，因此MACE 事件其他可能的危險(xiǎn)因素未體現(xiàn)在研究中。最后，納入人群中未完全排除可能存在的心律失常，這也將影響相位分析的結(jié)果。

綜上，本研究聯(lián)合FFRCT及斑塊特征參數(shù)與基于MPI 圖像的灌注分析及相位分析相比較，發(fā)現(xiàn)CCTA所獲得的參數(shù)對(duì)MACE的預(yù)測(cè)效能優(yōu)于MPI。