【原】Radiology！[张龙江/张俊杰教授团队] 基于冠状动脉CT影像组学技术诊断易损斑块及预测心血管事件

新用户4064dVjo 2023-07-22 发布于北京

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1. 研究背景与目的

急性冠脉综合征主要由斑块发生破裂、侵蚀引起。早期精准诊断容易破裂的“易损斑块”对临床风险评估和预后有重要意义。无创的冠状动脉CT血管成像（CCTA）技术是评估稳定性冠心病的一线检查手段。CCTA影像上解剖学特征能够对斑块易损性进行一定程度的评估，但传统CCTA解剖学特征主要依赖医生主观经验进行视觉分析，可重复性及诊断准确性较低。近年来，影像组学技术在医学影像研究领域显示出巨大潜力，利用影像组学技术有望提高CCTA图像上的诊断效能并对临床实践产生积极的影响。

2. 研究结果

2.1 研究对象

影像组学模型的开发与测试（研究1，回顾性，多中心）涉及开发数据集（Development set，南京市第一医院）纳入225例冠状动脉疾病患者，内部测试集（Internal test set，南京市第一医院）及外部测试集（External test set，南京医科大学附属淮安市第一人民医院 & 北京协和医院）分别纳入43例患者和31例患者。模型预后评估队列（研究2，前瞻性，南京大学医学院附属金陵医院[东部战区总医院]）包括708例患者。中位随访3年，61例（9%）发生了 MACE，包括14例全因死亡、17例心肌梗死和30例计划外血运重建患者（图1）。模型开发数据集及预后评估队列患者基线特征见表1与表2。

图1. 影像组学模型开发、测试、预后评估

表1. 研究1（影像组学模型开发与测试）纳入对象的基线临床特征

表2. 研究2（影像组学模型预后评估）纳入对象的基线临床特征

2.2 模型建立和验证

（1）病变特征：模型开发数据集纳入225例患者的419个斑块，其中包含331个易损斑块（根据血管内超声结果来确定，表现为回声衰减斑块或透声斑块）。易损斑块组和非易损斑块组之间的解剖学特征参数存在显着差异（表 3）。

表3. 模型开发数据集CCTA基线斑块特征

（2）影像组学诊断效能：图2显示了影像组学模型、传统高危斑块模型和血管狭窄模型诊断易损斑块效能。影像组学模型在训练集、验证集、内部测试集、外部测试集诊断AUC分别为0.81，0.75，0.80和0.77。在高危斑块模型中加入斑块定量特征参数（斑块总体积、非钙化斑块体积和坏死核心体积）可显著提高单独高危斑块模型诊断易损斑块的AUC（0.73 vs 0.58；P <.001），再加入影像组学模型后可进一步提高诊断AUC（0.81 vs 0.73）（P < .001）（图3）。

图2. 影像组学模型、传统高危斑块模型和血管狭窄模型诊断易损斑块效能

图3

2.3 模型预后评估

（1）病变特征: 在708例患者的1020个斑块中，有438个被分类为影像组学诊断阳性（最佳截断值为0.53），详见表4。

表4. 模型预后评估队列CCTA基线斑块特征

（2）单因素和多因素分析：在708例患者中，357例被列为影像组学诊断阳性患者（最佳截断值为1.07）。Kaplan-Meier生存曲线见图5A，结合高危斑块和显著性狭窄进一步分层分别见图5B及5C。Cox回归分析显示影像组学阳性/高危斑块阳性患者的MACE风险是影像组学阴性/高危斑块阴性患者的4倍（风险比[HR]，4.0；P < .001）。与影像组学阴性/显著狭窄阴性患者相比，影像组学阳性/显著狭窄阳性患者发生MACE的风险大约高4倍（HR，4.0；P < .001）。在单变量分析中，斑块解剖特征（包括狭窄程度、最小管腔面积、非钙化斑块体积、斑块负荷、高危斑块、影像组学）与 MACE 相关（表 5）。多变量分析矫正解剖学特征后，MACE的独立预测因子为影像组学（HR，2.0；P = .005）和高危斑块（HR，2.0；P = .03) ，矫正临床因素后结果类似（表5）。当将MACE限定为硬终点（心源性死亡、心肌梗死和急性冠脉综合征导致的计划外血运重建）时，Fine-Gray竞争风险模型影像组学阳性患者较影像组学阴性患者预后更差（P <.001）（图 5D）。影像组学阳性患者发生MACE的风险是影像组学阴性患者的2倍（subHR，2.1；P < .001）。矫正解剖学特征（subHR，1.9；P < .001) 和临床风险因素（subHR，2.5；P < .001）后影像组学仍是独立预测因子。