基于迭代重建的冠状动脉CT斑块分析及血流动力学模拟对临界病变血运重建的影响研究

Necessity of coronary revascularization in the treatment of intermediate coronary lesions depends on invasive hemodynamic measurements and plaque character analysis, which is restricted in the clinic. Technical advances in multi-slice spiral CT and computational fluid mechanics provide new solutions for the noninvasive recognition of vulnerable plaques and hemodynamic simulations. Nevertheless, whether the technical advances influence treatment strategy-making remains poorly understood. Using virtual histology-intravascular ultrasound as a control, this study investigated the value of low-dose coronary CT angiography with iterative reconstruction algorithm in the qualitative and quantitative recognition of vulnerable plaques, and determined the change rules of hemodynamic parameters in the resting state as the degree of coronary artery disease progresses and the diagnostic value of the change rules for myocardial ischemia. In addition, the threshold for use of hemodynamic parameters simulated by computational fluid mechanics in the diagnosis of myocardial ischemia was established. The application value of plaque characterization by low-dose coronary CT angiography together with hemodynamic parameters in guiding treatment strategies for intermediate coronary lesions was also evaluated. All these are expected to provide noninvasive and highly efficient solutions for determining treatment strategies for intermediate coronary lesions.

冠状动脉临界病变是否进行血运重建需依赖血流动力学测定及斑块性质分析，因有创及费用昂贵，临床应用受限。多层螺旋CT及计算流体力学的进展为无创识别易损斑块及血流动力学模拟提供了新的手段，然而其对治疗决策的影响尚不明确。我们拟通过与虚拟组织学血管内超声的对比，优化低剂量冠脉CTA扫描机重建参数，探讨基于迭代重建的低剂量冠状动脉CTA定性、定量识别易损斑块的价值；探求静息态血流动力学指标随冠状动脉狭窄程度变化的规律及诊断心肌缺血的价值。建立应用计算流体力学方法模拟的血流动力学指标诊断心肌缺血的界值。评价低剂量冠状动脉CTA斑块特征分析及CT血流动力学模拟指标联合应用指导临界病变治疗的价值。以期为临界病变治疗决策的制定提供无创、高效的手段。

冠状动脉临界病变是否进行血运重建需依赖血流动力学测定及斑块性质分析，因有创及费用昂贵，临床应用受限。多层螺旋CT及计算流体力学的进展为无创识别易损斑块及血流动力学模拟提供了新的手段，然而其对治疗决策的影响尚不明确。. 本项目在前期研究基础上，建立了基于迭代重建的个体化低辐射及低对比剂剂量CCTA扫描方案；评价了在“双低”扫描条件下，迭代重建对不同冠脉斑块显示情况的影响；探讨目前常用的CT判定心肌缺血的指标静息态收缩期CT心肌灌注，腺苷负荷动态CT心肌灌注成像在诊断猪慢性心肌缺血的准确性。探讨了TAG,TAG-CCO,及TAG-CCO+CCTA在判定冠脉功能性缺血中的诊断价值。建立了基于CCTA图像模拟FFRCT及iFRCT的方法，并通过数值模拟和实验研究验证其可行性，进而评价了iFRCT对冠脉临界病变功能性狭窄的诊断价值。. 研究结果显示，建立了适合不同体质数人群的应用迭代重建算法的“双低”扫描方案，可以在剂量降低40%，碘负荷降低36.9%的条件下保持良好图像质量。明确了迭代重建技术可以显著改善钙化斑块的显示，提高对钙化部位狭窄诊断的准确性，从而为不同性质斑块所致狭窄的血流动力学分析奠定了基础。明确了静息态收缩期心肌CT灌注与动态负荷心肌灌注有相似的诊断慢性心肌缺血的价值。但是TAG,TAG-CCO对功能性缺血狭窄的诊断价值有限。通过血流动力学模拟研究，建立了较为准确模拟FFRCT及iFRCT的方法,证实iFRCT 与FFR之间有显著的线性相关（r=0.805，P<0.001）。iFRCT对显著钙化斑块及非显著钙化斑块所致狭窄的诊断效能没有显著差异(P=0.613)。冠脉 CTA 结合iFRCT显著提升了对冠脉缺血性狭窄的诊断能力。其诊断准确性提高至86.36%，特异度提高至 85.7%，PPV 值提高至 77.78%。. 本项目的研究结果不仅确认了“双低”扫描在显示冠脉斑块上的价值，而且建立了无创血流动力学模拟iFRCT的方法，初步确定了iFRCT作为新的血流动力学模拟指标，可以作为冠脉PCI治疗“看门人”的价值，该技术的应用有望在不增加辐射及对比剂剂量的条件下，使冠状动脉CTA检查成为探查解剖学狭窄和功能性缺血于一体的一站式检查方式。