冠状动脉疾病 (CAD) 是全世界最常见的死亡原因,本病的早期诊断和及时治疗非常重要。冠状动脉钙化评分 (CACS),也称为 Agatston 评分,是最常用的评估患者 CAD 负担的方法。CACS是动脉粥样硬化的标志物,它不仅与冠状动脉狭窄的严重程度有关,而且是重要的预后因素,也是心肌梗死和心源性猝死等心血管事件的强有力的独立预测因子。
临床上,可识别冠状动脉钙化的影像学方法主要有两种:心电图(ECG)门控非对比增强心脏计算机断层扫描(CT)和非门控胸部CT。传统上,CACS 主要由放射科医生使用半自动软件在心脏 CT 上确定,其中包括手动识别和勾画冠状动脉钙化病变。这是目前在 CT 上量化冠状动脉钙化的标准和最广泛使用的方法。对于胸部CT,医院每天都会产生大量来自患者或健康检查的数据。在胸部 CT 上很容易发现或排除冠状动脉钙化,但放射科医师的诊断报告中并未常规提供有关 CACS 的可量化信息,因为获取这些信息需要专业知识、时间和专业设备。尽管如此,在胸部 CT 上获得 CACS 的定量信息具有重要的临床价值,即不会增加患者的辐射剂量或经济负担,又可作为确定CAD风险类别、实施预防CAD的方法以及为选择进一步检查方法提供依据。
本研究纳入了重庆医科大学附属第二医院2018年11月至2021年1月期间,符合纳排标准的901名患者及其基线特征。手动 CACS 评估基于心脏 CT 数据,采用工作站(syngo.via 4.1 版,西门子医疗;VitreaCore 4.0 版,东芝医疗系统;SmartScore 4.0,GE Healthcare)进行分析。AI-CACS评估基于非门控胸部CT数据,采用AI-CACS 软件(CACScoreDoc,数坤科技,北京)实现。散点图描绘了 AI-CACS 和手动 CACS 之间的相关性, Spearman 相关系数 (ρ=0.893)。Bland-Altman 图显示了 AI-CACS 和手动 CACS 的偏差和 95% 的一致性限制。AI-CACS 和手动 CACS 之间风险类别的一致性通过 Kappa 分析进行评估,显示 (κ)=0.679 (p<0.001)。AI-CACS软件在不同厂家的三类ct机上确定的风险类别没有显著差异(p=0.7543)。
散点图描绘了 AI-CACS 和手动 CACS 之间的相关性
胸部 CT 的 AI-CACS (A1-A3) 与心脏 CT 的手动 CACS (B1-B3)。A1 的 CACS 与 B1 的一致(88.06 对 89.0)。由于严重的运动伪影,A2 的 CACS 低于 B2(204.41 对 526.20)。由于二尖瓣钙化的错误识别,A3 的 CACS 高于 B3(255.32 vs. 5.40)。
如上图所示,尽管AI-CACS 软件具有去除伪影的能力,但是由于运动伪影对胸部 CT 的干扰,或某些病灶的错误识别, AI-CACS 和手动 CACS 仍然很难获得相等的值。可喜的是,AI-CACS 软件在确定 CAD 的风险类别方面具有更大的临床应用价值,本研究的结果显示两种方法之间的风险类别一致性良好。
本文以传统的基于心脏CT数据的人工测量为标准,基于使用三类CT机获得的胸部CT数据,利用比较大的病例样本,研究了AI-CACS软件的风险分类性能,结果表明就风险类别而言,AI-CACS 和手动 CACS 之间存在良好的相关性和一致性。在不增加辐射剂量和经济负担的情况下,基于胸部CT数据使用AI软件在短时间内获取CACS是可行的。AI-CACS软件算法具有良好的临床通用性,可应用于不同厂家的CT机。
J. Xu, J. Liu, N. Guo, L. Chen, W. Song, D. Guo, Y. Zhang, Z. Fang, Performance of artificial intelligence-based coronary artery calcium scoring in non-gated chest CT, European Journal of Radiology (2021)
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