基于機(jī)器學(xué)習(xí)的CT-FFR可為CCTA用于TAVR術(shù)前排除CAD增加價(jià)值

研究亮點(diǎn)對(duì)需TAVR的高驗(yàn)前概率CAD患者，碘普羅胺增強(qiáng)CCTA檢查結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)CT-FFR，可改善僅CCTA的診斷效能，減少老年患者TAVR術(shù)前進(jìn)行ICA排除CAD的需求，為臨床提供更有信心的決策依據(jù)。研究背景經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣置換術(shù)（TranscatheterAorticValveReplacement,TAVR）常用于癥狀嚴(yán)重的主動(dòng)脈瓣狹窄患者，是無(wú)法接受常規(guī)手術(shù)進(jìn)行主動(dòng)脈瓣置換患者的標(biāo)準(zhǔn)治療方案，也是可接受手術(shù)治療的替代治療方案。目前，接受TAVR治療患者常為老年人，其伴隨疾病高發(fā)如冠狀動(dòng)脈疾?。–oronaryArteryDisease,CAD），故在TAVR術(shù)前，推薦進(jìn)行有創(chuàng)冠脈造影（InvasiveCoronaryAngiography,ICA）進(jìn)行排除CAD。歐美學(xué)會(huì)推薦用CCTA替代ICA用于排除特定患者CAD，而CT也用于TAVR術(shù)前規(guī)劃，以減少?lài)g(shù)期并發(fā)癥，并且越來(lái)越多研究表明CCTA可有效評(píng)估TAVR治療對(duì)象的CAD；另有一些研究表明，由于CCTA的高陰性預(yù)測(cè)值（NegativePredictiveValue,NPV），在TAVR術(shù)前進(jìn)行CCTA篩查CAD具有安全性和有效性。與此相對(duì)，CCTA具有相對(duì)較低的特異性和陽(yáng)性預(yù)測(cè)值（PositivePredictiveValue，PPV），由于TAVR治療患者群CAD高發(fā)，因此可能導(dǎo)致相對(duì)較高的假陽(yáng)性。CCTA衍生血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)（cCTA-derivedFractionalFlowReserve,CT-FFR）有助于進(jìn)一步評(píng)估冠狀動(dòng)脈狹窄特征，預(yù)測(cè)其對(duì)血流動(dòng)力的影響，有助于臨床決策，特別是對(duì)中等程度狹窄。但傳統(tǒng)CT-FFR的計(jì)算昂貴且需分析時(shí)間長(zhǎng)，而基于機(jī)器學(xué)習(xí)的CT-FFR（Machine-learning,MLbasedCT-FFR）可即刻進(jìn)行計(jì)算分析，與基于流體動(dòng)力的傳統(tǒng)計(jì)算方法相比，其結(jié)果具有可比性。目前，CT-FFR僅用于評(píng)估特定原發(fā)性CAD。研究目的評(píng)估對(duì)TAVR術(shù)前高驗(yàn)前概率CAD老年患者，基于機(jī)器學(xué)習(xí)CT-FFR進(jìn)一步改善CCTA用于排除CAD能力。研究方法研究納入460例TAVR術(shù)前進(jìn)行CCTA的患者，388例患者在3個(gè)月內(nèi)進(jìn)行了ICA（A組），72例患者無(wú)明顯的阻塞性CAD未進(jìn)行ICA（B組），A組中216例進(jìn)行CT-FFR（圖1）。研究使用碘普羅胺370進(jìn)行CCTA（5ml/s，70ml），使用回顧性非門(mén)控掃描方式。閱片者進(jìn)行CCTA和CT-FFR評(píng)估時(shí)對(duì)ICA結(jié)果盲化，將冠脈依據(jù)18段劃分，對(duì)直徑＞1.5mm的節(jié)段進(jìn)行評(píng)估，直徑≥50%為明顯管腔狹窄。如檢測(cè)到明顯狹窄，而管腔無(wú)法評(píng)估，則該段被定義為CAD+，患者水平采用該患者最狹窄處病變?；跈C(jī)器學(xué)習(xí)的CT-FFR在cFFRversion3.2.0（非商業(yè)化，西門(mén)子）進(jìn)行計(jì)算。CT-FFR值≤0.8確診為血流動(dòng)力改變的CAD，＞0.8則未患CAD，每根血管和每位患者CT-FFR取該患者病變血管最小值。研究結(jié)果?基線(xiàn)及人口學(xué)特征460例患者皆為老年人,年齡(79.6±7.4）歲，51.7%為女性，272例患者CCTA確診為CAD（CAD+）。其中，基于機(jī)器學(xué)習(xí)的CT-FFR在79.4%（216/272）患者中具有可行性，其他患者由于圖像質(zhì)量（37），冠脈解剖異常（19）無(wú)法進(jìn)行?？蛇M(jìn)行和無(wú)法進(jìn)行基于機(jī)器學(xué)習(xí)CT-FFR評(píng)估兩組僅在心率、圖像質(zhì)量和心率變異性上存在差異，其他參數(shù)未有差異（表1）。?CCTA、基于機(jī)器學(xué)習(xí)的CT-FFR和CCTA聯(lián)合基于機(jī)器學(xué)習(xí)的CT-FFR診斷表現(xiàn)A組診斷效能分析CCTA聯(lián)合基于機(jī)器學(xué)習(xí)CT-FFR正確排除節(jié)段為CAD(CAD-)比例為85.6%（4236/4947節(jié)段），假陽(yáng)性率為9.2%（455節(jié)段）；僅CCTA正確排除節(jié)段為CAD的比例為80.6%（3989/4947），假陽(yáng)性率為14.2%（702節(jié)段）。CCTA聯(lián)合機(jī)器學(xué)習(xí)CT-FFR在患者水平、血管和冠脈節(jié)段水平改善診斷準(zhǔn)確性相似（+3.4%、+3.7%和+3.4%）（表2）。A組中基于機(jī)器學(xué)習(xí)的CT-FFR亞組診斷效能分析216例進(jìn)行基于機(jī)器學(xué)習(xí)的CT-FFR評(píng)估的患者中，假陽(yáng)性率降低（△+17例患者），特異性和整體診斷準(zhǔn)確性提高（+6%）。但CT-FFR增加了假陰性率（4例患者），見(jiàn)表3。A組亞組診斷效能分析（不含未進(jìn)行CT-FFR的56例患者）排除未進(jìn)行CT-FFR的56例患者，進(jìn)行診斷效能分析，結(jié)果如下，患者水平CCTA和CCTA聯(lián)合基于機(jī)器學(xué)習(xí)CT-FFR的敏感性、特異性、PPV和NPV分別為97.2%/93.6%，50.7%/58.3%，49.1%/52.3%，97.4%/94.9%。整體診斷準(zhǔn)確性方面，由于基于機(jī)器學(xué)習(xí)CT-FFR加入，提高了3.9%（表4）。研究結(jié)論通過(guò)TAVR術(shù)前CCTA，進(jìn)行基于機(jī)器學(xué)習(xí)的CT-FFR，可以正確再分類(lèi)相當(dāng)比例具有形態(tài)學(xué)改變的阻塞性CAD患者，可能會(huì)改善CCTA診斷表現(xiàn)。因此，CT-FFR有潛力進(jìn)一步減少TAVR術(shù)前高風(fēng)險(xiǎn)老齡患者對(duì)ICA需求。專(zhuān)家點(diǎn)評(píng)CT-FFR是新興技術(shù)，可無(wú)創(chuàng)評(píng)估冠狀動(dòng)脈疾病，提供解剖和生理影像評(píng)估結(jié)果，研究表明其可以提高CCTA診斷準(zhǔn)確性，特別對(duì)于中等程度狹窄CAD患者[6]。CT-FFR采用傳統(tǒng)評(píng)估方法貴且耗時(shí)較長(zhǎng)，而本研究采用既往驗(yàn)證過(guò)的基于機(jī)器學(xué)的CT-FFR，可在幾秒內(nèi)給出評(píng)估結(jié)果。雖有研究表明，與ICA定義FFR≤0.8的缺血性CAD相比，CCTA聯(lián)合CT-FFR與單獨(dú)CCTA診斷缺血性CAD相比，具有更高的診斷準(zhǔn)確性，但本研究關(guān)注TAVR手術(shù)的老年患者中，具有高驗(yàn)前概率CAD的人群。TAVR術(shù)前需進(jìn)行CT檢查用于術(shù)前規(guī)劃減少手術(shù)并發(fā)癥和排除CAD患者，因此對(duì)該類(lèi)人群進(jìn)行CCTA檢查具有臨床必須性。CCTA用于排除CAD具有高敏感性，但其結(jié)合CT-FFR進(jìn)行評(píng)估CAD，可改善其診斷準(zhǔn)確性[2-3，6]。本研究基于TAVR術(shù)前一次掃描完成2項(xiàng)臨床需求：TAVR術(shù)前規(guī)劃、排除CAD患者，不需要額外再次進(jìn)行增強(qiáng)CT檢測(cè)。雖然本研究非常巧妙將具有臨床必須性影像學(xué)檢查CCTA、新技術(shù)機(jī)器學(xué)習(xí)CT-FFR和必須人群需TAVR手術(shù)高驗(yàn)前概率CAD老年患者，通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)呐R床設(shè)計(jì)，驗(yàn)證了CT-FFR聯(lián)合CCTA可提高CCTA診斷準(zhǔn)確性，但本研究也存有一定缺陷，研究中由于冠狀動(dòng)脈解剖異常以及圖像質(zhì)量原因（由于禁忌證患者未服用β受體阻滯劑）無(wú)法進(jìn)行CT-FFR評(píng)估；并且研究中對(duì)已排除CAD人群未進(jìn)行ICA檢查，可能會(huì)增加研究的PPV，降低NPV；而且本研究中人群為老年人，冠脈病變中存有鈣