張英雄

（建始縣人民醫(yī)院放射影像科，湖北 建始 445300）

冠心病是冠狀動(dòng)脈血管發(fā)生動(dòng)脈粥樣硬化性改變，導(dǎo)致血管狹窄、堵塞，造成心肌缺氧、缺血、壞死的一種心臟病，嚴(yán)重危害患者的身心健康，因此，對(duì)冠心病盡早診斷并采取有效的干預(yù)措施是提升冠心病整體治療效果的關(guān)鍵步驟。冠狀動(dòng)脈CT 血管成像安全可靠，無(wú)創(chuàng)傷，可以準(zhǔn)確觀察病變血管狹窄程度，并且準(zhǔn)確評(píng)估斑塊性質(zhì)，在臨床上被廣泛應(yīng)用[1-2]。冠狀動(dòng)脈CT 血管成像診斷冠心病需要臨床醫(yī)師對(duì)掃描圖像進(jìn)行后處理，人力資源需求較大。隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，醫(yī)療輔助診斷和人工智能技術(shù)相結(jié)合，已經(jīng)逐步應(yīng)用于冠狀動(dòng)脈CT 血管成像疾病診斷中，有助于緩解醫(yī)療資源壓力[3]。本研究旨在探究人工智能（AI）軟件與人工后處理在冠狀動(dòng)脈CT 血管成像中的應(yīng)用效果，并比較其圖像質(zhì)量，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料回顧性分析2020 年10 月至2022 年8 月建始縣人民醫(yī)院收治的200 例疑似冠狀動(dòng)脈狹窄患者的臨床資料，均同時(shí)接受兩種處理方式，依據(jù)不同處理方式命名為人工組（人工后處理）和AI 組（AI 處理）。所有研究對(duì)象均接受冠狀動(dòng)脈CT 血管成像檢查。其中男性105例，女性95 例；年齡25～85 歲，平均（56.14±6.25）歲；心率48～100 次/min，平均（68.45±7.52）次/min。納入標(biāo)準(zhǔn)：①出現(xiàn)胸悶、胸痛等癥狀，均為自由心率，且心率變異相≤5 次/min；②能夠順利進(jìn)行冠狀動(dòng)脈CT 血管成像檢查；③既往有心臟手術(shù)史。排除標(biāo)準(zhǔn)：①生命體征不穩(wěn)定；②碘劑過(guò)敏；③無(wú)法正常配合檢查。建始縣人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)對(duì)本研究進(jìn)行詳細(xì)審核是否符合規(guī)范要求，已批準(zhǔn)進(jìn)行。

1.2 檢查方法

1.2.1 冠狀動(dòng)脈CT 血管成像檢查 為研究對(duì)象講解冠狀動(dòng)脈CT 血管成像檢查過(guò)程，咨詢是否存在碘過(guò)敏史，并作對(duì)比劑過(guò)敏皮試，防止意外情況。使用螺旋CT 機(jī)（美國(guó)GE 公司，型號(hào)：Optima CT660）進(jìn)行冠狀動(dòng)脈CT 血管成像檢查，掃描前3 min，無(wú)硝酸甘油禁忌證者舌下含服0.5～1.0 mg 硝酸甘油片（山西振東安欣生物制藥有限公司，國(guó)藥準(zhǔn)字H14020584，規(guī)格：0.5 mg/片），禁止佩戴金屬異物，防護(hù)好性腺，并訓(xùn)練患者吸氣、屏氣?；颊咂脚P在雙源CT 檢查床上，雙手舉過(guò)頭頂，在患者屏氣狀態(tài)下自患者氣管分叉下方1 cm 處掃描至心臟膈面水平。掃描參數(shù)設(shè)置：機(jī)架轉(zhuǎn)速（S/R）：0.35 電壓（kVP）：80（BMI<23），100（2332）固定毫安（心電門控mAs）螺距：0.16－0.24：1（根據(jù)心率自動(dòng)調(diào)整）準(zhǔn)直器寬度（mm）：64×0.625 重建層厚/層距（mm）：0.625/0.625 迭代算法：ASiR Level 30－80%。在患者右側(cè)靜脈處埋置18G 套管針，使用雙筒高壓注射器注注射對(duì)比劑碘佛醇（350 mgI/mL），注射量：60 mL，注射流速：5 mL/s，完成后以相同注射速度注射30 mL 生理鹽水。使用對(duì)比劑智能追蹤觸發(fā)技術(shù)，升主動(dòng)脈管腔內(nèi)為監(jiān)測(cè)點(diǎn)，觸發(fā)閾值60 HU，到達(dá)閾值后7 s 觸發(fā)掃描。所有圖像均使用冠脈運(yùn)動(dòng)凍結(jié)技術(shù)重建，以便獲得冠脈成像最佳期相。

1.2.2 圖像后處理 通過(guò)軟件ADW4.6 進(jìn)行原始圖像前處理，人工組將前處理后的圖像進(jìn)行后處理操作，采用多平面重組（MRP）、曲面重組（CRP）、容積再現(xiàn)（VR）等方法進(jìn)行圖像重建，測(cè)量、評(píng)估冠脈血管狹窄程度并給出診斷報(bào)告。AI 組通過(guò)CoronaryDoc 輔助診斷軟件直接自動(dòng)處理原始圖像并給出報(bào)告。

1.2.3 冠狀動(dòng)脈造影檢查 患者平躺在檢查床上，局部麻醉，通過(guò)橈動(dòng)脈或股動(dòng)脈進(jìn)行穿刺，放置鞘管，造影導(dǎo)管由鞘管經(jīng)穿刺部位送到冠狀動(dòng)脈開(kāi)口處。加壓注入對(duì)比劑，觀察冠狀動(dòng)脈走行、結(jié)構(gòu)、有無(wú)動(dòng)脈粥樣硬化病變、狹窄程度等。

1.3 觀察指標(biāo)①兩組后處理方法下MRP 圖像評(píng)分。包括右冠狀動(dòng)脈（RCA）、左前降支（LAD）及回旋支（LCX）評(píng)分，圖像處理后由2 名資深醫(yī)師對(duì)圖像進(jìn)行評(píng)分，RCA、LAD、LCX 圖像評(píng)分均按照5 分法進(jìn)行評(píng)定：4 分：血管邊緣清晰，無(wú)運(yùn)動(dòng)偽影，優(yōu)質(zhì)圖像對(duì)比；3 分：有輕度運(yùn)動(dòng)偽影，不影響血管評(píng)價(jià)，可接受圖像對(duì)比；2 分：有較多運(yùn)動(dòng)偽影，圖像評(píng)價(jià)困難，圖像對(duì)比度低；1 分：無(wú)法評(píng)價(jià)，血管顯示不清；0 分：識(shí)別命名錯(cuò)誤圖像。0～2 分判定為無(wú)法診斷圖像，3～4 分判定為可診斷圖像[4]。②兩組后處理方法下CPR 圖像評(píng)分。評(píng)分方法同①。③兩組VR 圖像質(zhì)量的主觀評(píng)價(jià)。由2 位資深影像科醫(yī)師采用單盲法評(píng)估VR 圖像質(zhì)量，若出現(xiàn)意見(jiàn)分歧重新進(jìn)行評(píng)價(jià)，協(xié)商后取得統(tǒng)一意見(jiàn)。VR 圖像質(zhì)量分為3 個(gè)級(jí)別：心臟三維解剖結(jié)構(gòu)顯示清晰，無(wú)靜脈污染、雜質(zhì)，冠脈各主支血管及分支連續(xù)走行、無(wú)遮擋視為優(yōu)；有一項(xiàng)不滿足于優(yōu)質(zhì)圖像者視為良；冠脈血管有缺如或者誤添加多余血管，不合格圖像視為差[5]。統(tǒng)計(jì)兩組圖像質(zhì)量缺陷因素情況。④對(duì)比分析典型病例VR 與CPR 圖像經(jīng)AI 與人工后處理后的圖像特征。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 20.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件分析，計(jì)數(shù)資料以[例(%)]表示，兩組間比較采用χ2檢驗(yàn)；計(jì)量資料均先經(jīng)S-W 法檢驗(yàn)證實(shí)均符合正態(tài)分布且方差齊，以()表示，兩組間比較采用t檢驗(yàn)。以P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組后處理方法MRP 圖像評(píng)分比較人工組MRP圖像LCX 評(píng)分高于AI 組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；兩組MRP 圖像RCA、LAD 評(píng)分比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），見(jiàn)表1。

表1 兩組后處理方法MRP 圖像評(píng)分比較(分，)

表1 兩組后處理方法MRP 圖像評(píng)分比較(分，)

注：RCA：右冠狀動(dòng)脈；LAD：左前降支；LCX：左回旋支。MRP：多平面重組。

2.2 兩組后處理方法CPR 圖像評(píng)分比較兩組CPR 圖像LCX、RCA、LAD 評(píng)分比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P>0.05），見(jiàn)表2。

表2 兩組后處理方法CPR 圖像評(píng)分比較(分，)

表2 兩組后處理方法CPR 圖像評(píng)分比較(分，)

注：CPR：曲面重組。

2.3 兩組VR 圖像質(zhì)量的主觀評(píng)價(jià)比較兩組VR 圖像質(zhì)量評(píng)級(jí)、圖像質(zhì)量缺陷因素比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P>0.05），見(jiàn)表3。

表3 兩組VR 圖像質(zhì)量的主觀評(píng)價(jià)比較[例(%)]

2.4 典型病例冠狀動(dòng)脈CT 血管成像圖像特征VR 法圖像重建后處理，其中AI 后處理圖像，圖像質(zhì)量?jī)?yōu)，血管顯示清晰，心臟表面無(wú)雜質(zhì)，見(jiàn)圖1-A；人工后處理圖像，圖像質(zhì)量良，冠脈主干顯示佳，分支等小血管無(wú)法顯示，部分血管與靜脈貼合緊密，無(wú)法祛除，見(jiàn)圖1-B。CPR 法圖像重建后處理，其中AI 后處理圖像中RCA 整體顯示清晰，更易區(qū)分病灶位置，如遠(yuǎn)段鈣化斑塊，見(jiàn)圖2-A。人工后處理圖像中RCA，圖像顯示整體模糊，遠(yuǎn)段鈣化斑塊顯示欠清晰，見(jiàn)圖2-B。MPR 法圖像重建后處理，其中AI 后處理圖像中LAD 近段狹窄位置更易檢出，清晰可見(jiàn)，見(jiàn)圖3-A。人工后處理圖像中LAD 近段狹窄位置顯示不清晰，不易檢出，見(jiàn)圖3-B。

圖1 VR 法圖像重建后處理

圖2 RCA 的CPR 法圖像重建后處理

圖3 MPR 法圖像重建后處理

3 討論

心血管疾病在中老年人群中發(fā)病率非常高，如何盡早發(fā)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈狹窄并對(duì)斑塊定性是臨床上非常關(guān)注的話題。冠狀動(dòng)脈CT 血管成像可以清晰地顯示冠狀動(dòng)脈血管數(shù)量及分段解剖結(jié)構(gòu)，血管和組織的對(duì)比度展示也較為清晰，診斷準(zhǔn)確性較高，隨著醫(yī)療影像數(shù)據(jù)的不斷增長(zhǎng)、計(jì)算機(jī)能力的提高，以及影像工作量的急速增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)了AI 在影像診斷領(lǐng)域的應(yīng)用[6]。

目前，AI 應(yīng)用于X 線、超聲、MRI 等多種醫(yī)療影像中，其輔助診斷疾病種類也越來(lái)越多。ADW4.6 工作站進(jìn)行智能前處理，自動(dòng)完成病例前期準(zhǔn)備工作，對(duì)解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行識(shí)別、分割、隔離顯示。智能自動(dòng)切割遮擋冠狀動(dòng)脈顯示的其他部分，使血管充分暴露，方便人工后處理操作。ADW4.6 具有冠狀動(dòng)脈標(biāo)記、狹窄測(cè)量等功能，冠狀動(dòng)脈CT 血管成像人工后處理時(shí)，無(wú)需再進(jìn)行繁雜的圖像處理[7-8]。CoronaryDoc 輔助診斷軟件AI 心血管疾病智能輔助診斷系統(tǒng)，通過(guò)獲取數(shù)據(jù)、血管分割、中心線提取、血管分段、圖像后處理、人機(jī)交互等流程獲得圖像結(jié)果。具有處理速度快、圖像診斷同步確認(rèn)、智能結(jié)構(gòu)化報(bào)告等優(yōu)點(diǎn)[9]。本研究中，人工組MRP 圖像LCX 評(píng)分高于AI 組；而兩組MRP 圖像RCA、LAD 及CPR 圖像LCX、RCA、LAD 評(píng)分，以及VR 圖像質(zhì)量評(píng)級(jí)、圖像質(zhì)量缺陷因素比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明AI 與人工后處理在冠狀動(dòng)脈CT 血管成像中的圖像質(zhì)量相仿，各有優(yōu)缺點(diǎn)。分析原因可能是，AI 后處理雖然可以實(shí)現(xiàn)后處理流程自動(dòng)化，但可能由于AI 訓(xùn)練集的數(shù)據(jù)來(lái)自多個(gè)中心的不同設(shè)備的數(shù)據(jù)，不可避免會(huì)出現(xiàn)處理錯(cuò)誤的情況，對(duì)于特殊病例的圖像處理仍需人工后處理進(jìn)行。初始圖像較為良好的病例，AI 后處理可以直接使用，后處理影像較好；初始圖像一般的病例，使用人工后處理較好；初始圖像差的病例，兩種后處理方式無(wú)太大差別[10]。就目前而言，AI 后處理可以縮短工作流程，但其圖像質(zhì)量、冠脈狹窄檢出情況與人工后處理差異并不顯著，且部分特殊病例無(wú)法準(zhǔn)確診斷，因此，AI 后處理并無(wú)法完全代替人工后處理，兩者結(jié)合可以提高其在冠狀動(dòng)脈CT 血管成像中應(yīng)用效果。

綜上，AI 與人工后處理在冠狀動(dòng)脈CT 血管成像中的圖像質(zhì)量相仿，兩者結(jié)合可以提高其在冠狀動(dòng)脈CT 血管成像中應(yīng)用效果。但由于本研究結(jié)果的驗(yàn)證均來(lái)自建始縣人民醫(yī)院病例的數(shù)據(jù)，且為回顧性、單中心研究，結(jié)果可能存在偏倚，尚需進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量選取范圍，進(jìn)行前瞻性、多中心的隨機(jī)對(duì)比研究，對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行更深入系統(tǒng)驗(yàn)證及優(yōu)化。