翁婷雯 毛定飚 金 倞 李 銘 曲新凱

冠狀動(dòng)脈血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)(fractional flow reserve, FFR)是在有創(chuàng)冠狀動(dòng)脈造影(簡(jiǎn)稱冠脈造影)的前提下，從功能學(xué)方面評(píng)估冠狀動(dòng)脈病變的一項(xiàng)重要方法。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，在有創(chuàng)冠脈造影的同時(shí)測(cè)定FFR值，是診斷冠狀動(dòng)脈狹窄病變引起血流動(dòng)力學(xué)異常的金標(biāo)準(zhǔn)[1]。然而，F(xiàn)FR是有創(chuàng)檢查，檢查時(shí)需要注射腺苷類血管擴(kuò)張藥物，且壓力導(dǎo)絲價(jià)格昂貴，導(dǎo)致該檢查在中國(guó)的普及率<1%?；诠跔顒?dòng)脈CTA(CCTA)技術(shù)發(fā)展的CT-FFR為冠狀動(dòng)脈狹窄的無(wú)創(chuàng)功能學(xué)評(píng)價(jià)提供了有效的方法。CT-FFR技術(shù)融合了CCTA影像和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(computational fluid dynamic，CFD)技術(shù)，估算各支冠狀動(dòng)脈的FFR值[2]。近年來(lái)，應(yīng)用人工智能技術(shù)——機(jī)器學(xué)習(xí)計(jì)算虛擬FFR的軟件(machine learning based coronary fractional flow reserve, cFFRML)在國(guó)內(nèi)上市并逐步投入臨床應(yīng)用。這項(xiàng)技術(shù)的計(jì)算速度非?？?，與傳統(tǒng)CFD模式每個(gè)病例需計(jì)算數(shù)小時(shí)相比，提速近百倍[3]。本研究通過(guò)人工智能技術(shù)計(jì)算CT-FFR，分析CT-FFR值與心血管終點(diǎn)事件發(fā)生的相關(guān)性，評(píng)估該值對(duì)穩(wěn)定型冠狀動(dòng)脈性心臟病(簡(jiǎn)稱冠心病)患者的心血管終點(diǎn)事件的預(yù)測(cè)作用。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 納入2013年12月—2014年6月在復(fù)旦大學(xué)附屬華東醫(yī)院接受CCTA檢查，并提示為冠狀動(dòng)脈中度病變的患者76例。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡≥40歲，CCTA結(jié)果提示單支或多支冠狀動(dòng)脈狹窄，狹窄程度(狹窄程度=靶病變血管的直徑/正常血管直徑×100%)為30%～70%。排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往行冠狀動(dòng)脈介入治療或冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)；②疑似急性冠狀動(dòng)脈綜合征。

1.2 方法 回顧性分析入選患者的CCTA圖像和病史資料。應(yīng)用CT-FFR軟件對(duì)入選患者的CCTA圖像進(jìn)行分析并計(jì)算。同時(shí)，回顧患者在行CCTA檢查后5年內(nèi)心血管終點(diǎn)事件的發(fā)生情況。心血管終點(diǎn)事件定義為全因死亡、發(fā)生心肌梗死、接受緊急血運(yùn)重建和隨訪CCTA檢查提示冠狀動(dòng)脈病變明顯進(jìn)展。冠狀動(dòng)脈病變明顯進(jìn)展定義為后次CT檢查提示冠狀動(dòng)脈斑塊數(shù)量較前次增多或同支血管同處病變導(dǎo)致管腔狹窄程度較前次增加。將出現(xiàn)心血管終點(diǎn)事件者納入試驗(yàn)組，未出現(xiàn)終點(diǎn)事件者納入對(duì)照組。參考多項(xiàng)傳統(tǒng)CT-FFR的臨床研究[4-6]結(jié)果，本研究將CT-FFR臨界值設(shè)定為0.8。采用單因素logistic回歸分析CT-FFR值≤0.8與患者心血管終點(diǎn)事件發(fā)生的相關(guān)性。將CT-FFR值≤0.8、年齡、性別納入多因素logistic回歸分析，分析三者與終點(diǎn)事件發(fā)生的相關(guān)性。

1.3 CT-FFR值的計(jì)算 將研究對(duì)象CCTA的醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信(DICOM)圖像導(dǎo)出后上傳至深圳科亞醫(yī)療科技有限公司的影像平臺(tái)，應(yīng)用人工智能CT-FFR評(píng)估軟件(深脈分?jǐn)?shù))計(jì)算各支冠狀動(dòng)脈血管的CT-FFR值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用Sigmaplot 12統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件。相關(guān)性分析采用單因素和多因素logistic回歸分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 研究對(duì)象的一般情況 76例患者中，男64例，女12例；平均年齡為(63.99±10.75)歲，男性平均年齡為(62.92±10.95)歲，女性平均年齡為(69.67±7.69)歲。

2.2 研究對(duì)象行CCTA檢查后5年內(nèi)心血管終點(diǎn)事件的發(fā)生率 發(fā)生心血管終點(diǎn)事件20例(納入試驗(yàn)組)，其中全因死亡4例，發(fā)生心肌梗死2例，接受緊急血運(yùn)重建5例，冠狀動(dòng)脈病變明顯進(jìn)展9例。余56例納入對(duì)照組。兩組患者的年齡和性別構(gòu)成見表1。

表1 兩組患者年齡、性別構(gòu)成

2.3 心血管終點(diǎn)事件發(fā)生的單因素logistic回歸分析 在發(fā)生心血管終點(diǎn)事件的人群中，CT-FFR值≤0.8的患者11例，>0.8的患者9例。單因素logistic回歸分析結(jié)果顯示，CT-FFR值≤0.8是心血管終點(diǎn)事件發(fā)生的危險(xiǎn)因素；年齡、性別均不是心血管終點(diǎn)事件發(fā)生的危險(xiǎn)因素。見表2。

表2 單因素logistic回歸分析結(jié)果

2.4 心血管終點(diǎn)事件發(fā)生的多因素回歸分析 多因素logistic回歸分析結(jié)果顯示，CT-FFR值≤0.8是心血管終點(diǎn)事件發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，年齡、性別不是心血管終點(diǎn)事件的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。見表3。

表3 多因素logistic回歸分析結(jié)果

3 討 論

作為無(wú)創(chuàng)性檢查，CCTA用于評(píng)估冠狀動(dòng)脈形態(tài)、狹窄程度和動(dòng)脈斑塊性質(zhì)的敏感度和陰性預(yù)測(cè)值均較高[7]。CCTA僅從解剖學(xué)角度對(duì)冠狀動(dòng)脈病變進(jìn)行評(píng)價(jià)，而對(duì)冠狀動(dòng)脈血管狹窄是否引起心肌缺血，即有無(wú)血流動(dòng)力學(xué)的改變無(wú)法得出結(jié)論[8]。多項(xiàng)研究[9-10]結(jié)果表明，干預(yù)沒有功能意義的狹窄病變并不能使患者獲益?？梢?，從功能學(xué)角度評(píng)價(jià)冠心病心肌缺血程度和預(yù)后較單從結(jié)構(gòu)上評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈的狹窄程度更為重要。FFR是在有創(chuàng)冠狀動(dòng)脈造影的前提下，利用壓力導(dǎo)絲測(cè)量冠狀動(dòng)脈狹窄遠(yuǎn)端的平均壓力(Pd)、冠狀動(dòng)脈開口部的平均壓力(Pa)，兩者比值即FFR值，是從功能角度評(píng)估冠狀動(dòng)脈病變的一項(xiàng)重要方法。已有多項(xiàng)研究[10-13]證明，F(xiàn)FR是評(píng)估冠狀動(dòng)脈狹窄功能學(xué)切實(shí)可行的有效的方法，已成為診斷冠狀動(dòng)脈狹窄病變引起血流動(dòng)力學(xué)異常的金標(biāo)準(zhǔn)[1]。由于FFR是有創(chuàng)檢查，需額外負(fù)荷擴(kuò)血管藥物，故在國(guó)內(nèi)尚未將其作為常規(guī)檢查項(xiàng)目。近年來(lái)，基于CCTA技術(shù)發(fā)展的CT-FFR為冠狀動(dòng)脈狹窄的無(wú)創(chuàng)功能學(xué)評(píng)價(jià)提供了有效的方法。這種無(wú)創(chuàng)虛擬FFR技術(shù)的診斷效能得到了多項(xiàng)大規(guī)模多中心臨床研究的驗(yàn)證[14-16]。CT-FFR的應(yīng)用可減少非必要的有創(chuàng)冠脈造影，且具有較高的衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)學(xué)效益[4,17]。傳統(tǒng)CT-FFR平均計(jì)算耗時(shí)3～6 h，計(jì)算效率低下，近年誕生了基于人工智能技術(shù)的CT-FFR，使此類無(wú)創(chuàng)虛擬FFR的計(jì)算效率大大提高[3]。本研究用于計(jì)算CT-FFR值的軟件即基于大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)模式，合成大量冠狀動(dòng)脈解剖影像進(jìn)入平臺(tái)，通過(guò)不同的冠狀動(dòng)脈樹，以及各種冠狀動(dòng)脈狹窄的解剖學(xué)表現(xiàn)形成各種豐富多樣的影像學(xué)樣本，再將通過(guò)CFD模式計(jì)算得出的冠狀動(dòng)脈樹各點(diǎn)的FFR值納入該平臺(tái)，通過(guò)深度學(xué)習(xí)的模式讓計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)各種解剖學(xué)改變與相應(yīng)的CT-FFR值之間的關(guān)系，繼而通過(guò)該平臺(tái)來(lái)計(jì)算冠狀動(dòng)脈樹各處的虛擬FFR值。已有臨床研究[18-19]證實(shí)了其與傳統(tǒng)CT-FFR的相關(guān)性。

本研究通過(guò)回顧冠狀動(dòng)脈中度病變患者5年前CCTA圖像計(jì)算得出的CT-FFR值，分析其是否為心血管終點(diǎn)事件發(fā)生的危險(xiǎn)因素。傳統(tǒng)CT-FFR的臨床研究[4-6]顯示，CT-FFR值≤0.8相較CCTA圖像顯示的血管管腔狹窄，能更明確地預(yù)示是否需要血運(yùn)重建和有無(wú)心血管主要不良事件發(fā)生，以CT-FFR值≤0.8為界值來(lái)界定是否需要進(jìn)一步行有創(chuàng)冠脈造影，能減少不必要的有創(chuàng)檢查。本研究發(fā)生心血管終點(diǎn)事件的患者中，CT-FFR≤0.8者明顯多于>0.8的患者；多因素logistic回歸分析排除了年齡和性別的因素，得出CT-FFR值≤0.8是心血管終點(diǎn)事件發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素的結(jié)論。這與近期發(fā)表的關(guān)于應(yīng)用傳統(tǒng)CT-FFR值預(yù)測(cè)心血管終點(diǎn)事件的研究[4,6,20]結(jié)果一致。本研究應(yīng)用人工智能技術(shù)支持的CT-FFR計(jì)算方法，進(jìn)一步證明，用這種簡(jiǎn)便高效的軟件也可得出與傳統(tǒng)軟件相似的結(jié)果，對(duì)臨床工作具有指導(dǎo)意義。

本研究存在的不足：①現(xiàn)階段僅進(jìn)行了回顧性研究，且病例數(shù)較少，需進(jìn)行大樣本量的前瞻性研究來(lái)進(jìn)一步提高研究結(jié)果的可信度。②由于回顧的年限較久遠(yuǎn)，病史采集尚不完善，多因素分析中納入的因素較少，今后做前瞻性研究時(shí)可完善患者病史。

綜上所述，本研究通過(guò)回顧5年前影像學(xué)資料，經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析后明確了CT-FFR值≤0.8可能對(duì)穩(wěn)定型冠心病患者的心血管終點(diǎn)事件起到重要的預(yù)測(cè)作用，對(duì)此類患者可以進(jìn)行該檢查，以進(jìn)一步指導(dǎo)臨床工作。

(該論文經(jīng)審稿，已入選“春蕾杯”科研論文評(píng)比)