光子计数CT在冠状动脉疾病中的诊断性能和临床影响
光子计数CT在冠状动脉疾病中的诊断性能和临床影响
冠状动脉疾病（CAD）是全球主要的致病和死亡原因之一。准确及时诊断CAD对于有效管理疑似CAD患者至关重要。冠状动脉CT血管造影（CCTA）作为非侵入性诊断方法，可以可视化冠状动脉动脉粥样硬化斑块，有助于诊断CAD的解剖严重程度。然而，CCTA在评估CAD方面存在一些局限性，包括特异性受限以及钙化斑块或金属支架引起的伪影，这些都会影响其诊断性能。
光子计数探测器CT（PCD-CT）是一种新兴技术，在诊断CAD方面具有一些优势。与传统的能量积分探测器CT（EID-CT）相比，PCD-CT通过半导体直接将光子能量转换为电信号，从而具有更高的空间分辨率、更低的电子噪声和更少的伪影。这些独特的特点有助于更准确和详细地评估冠状动脉及其动脉粥样硬化斑块。因此，PCD-CT有望成为未来心血管成像的标准。
最近，美国的学者在《美国心脏病学会杂志》（JACC，影响因子：27.206）上发表了最新的研究成果，旨在评估PCD-CT与传统EID-CT在检测阻塞性CAD方面的临床影响和诊断性能。
中心插图 光子计数CT在评估冠状动脉疾病中的临床影响和诊断性能
PCD-CT是一种先进的成像技术，与传统的EID-CT相比，它具有更高的空间分辨率、更低的电子噪声和最小的开花伪影。图中显示了一位患者的代表性CCTA图像，该患者先接受了 EID-CT（左），然后接受了 PCD-CT（右）。图中显示了最小管腔面积（白色箭头）处的CPR和横截面图像。PCD-CT 可生成更清晰的图像，横截面图像中的管腔清晰可见，在冠状动脉周缘钙化的情况下减少了开花伪影，同时在CPR中突出了钙化。在接受CCTA评估CAD的 7833 名连续患者中，与接受 EID-CT 检查的患者（n = 3957）相比，接受 PCD-CT 检查的患者（n = 3876）较少转入有创冠状动脉造影术（ICA），但在转入时更有可能接受血管重建术。以定量冠状动脉造影作为参考标准，PCD-CT在检测阻塞性冠状动脉粥样硬化方面表现出卓越的规格和诊断准确性。
研究收集了2022年至2023年期间在单一中心进行临床指征CCTA的7833名患者的数据。其中3957名(50.5%)接受了传统EID-CT检查，3876名(49.5%)接受了PCD-CT检查。将CCTA结果与随后进行的侵入性冠状动脉造影(ICA)及定量冠状动脉造影(QCA)结果作为参考标准，评估EID-CT和PCD-CT诊断阻塞性冠心病的性能。采用倾向性得分加权(IPTW)调整多变量逻辑回归分析，评估PCD-CT相比EID-CT对患者转诊ICA、接受血管重建以及准确诊断冠心病的影响。对总冠状动脉钙化评分和血管级别钙化评分进行亚组分析。统计分析采用R和STATA软件，P<0.05认为差异有统计学意义。
PCD-CT 对临床实践的影响。CCTA后的有创冠状动脉造影术（ICA）转诊率（A）、CCTA转诊时的血管再通率（B）和不必要的诊断性 ICA 率（C）以条形图表示。
研究发现，与传统EID-CT相比，PCD-CT在诊断阻塞性冠心病方面表现出优异的诊断性能。与EID-CT相比，PCD-CT组患者转诊到ICA的比例较低，但接受血管重建治疗的比例较高。这些结果表明，新型PCD-CT技术可能有助于改善对疑似冠心病患者的临床管理。
*以 QCA 为参考标准，EID-CT 和 PCD-CT 对阻塞性 CAD 的诊断性能。EID-CT (A) 和 PCD-CT (B) 通过CCTA)和定量冠状动脉血管造影术 (QCA) 发现阻塞性冠状动脉疾病 (CAD) 的二乘二或然率表。(C）显示了 EID-CT 和 PCD-CT 的诊断准确性、敏感性、特异性、阳性预测值 (PPV) 和阴性预测值 (NPV)。*P <0.001. **P = 0.002.
与传统的 EID-CT 相比，这是目前评估 PCD-CT 在评估 CAD 方面的临床影响和诊断性能的最大单中心、全病例研究。作者报告了以下重要发现。首先，在 7833 名连续接受CCTA 评估的患者中，与接受 EID-CT 扫描的患者相比，接受 PCD-CT 扫描的患者转诊至后续 ICA 的频率较低。其次，在转诊至后续 ICA 的患者中，PCD-CT 组比 EID-CT 组更常进行血管重建。第三，与 EID-CT 组相比，PCD-CT 组在初始冠状动脉 CTA 后进行非必要的诊断性 ICA 的比例较低。第四，以 QCA 作为参考标准，EID-CT 和 PCD-CT 在诊断阻塞性 CAD 方面的灵敏度和 NPV 都很高。但 PCD-CT 的特异性、PPV 和诊断准确性均优于 EID-CT。最后，与 EID-CT 组相比，PCD-CT 组医生在阅读 CT 扫描时将病变评为不确定的病变更少。
CCTA越来越多地被用作评估疑似CAD患者的初步诊断工具，最近的指南也将其推荐为一类适应症。尽管CCTA因其在排除明显CAD方面的高敏感性，成为有效且安全的初步诊断工具，并且被视为ICA的“守门员”，但其局限性之一在于不同研究中相对较低且可变的特异性和阳性预测准确性。一项由Knuuti等人进行的荟萃分析显示，以ICA作为参照标准，CCTA诊断阻塞性CAD的敏感性高达97%，但特异性仅为78%。这种局限性主要由两个因素造成：首先，解剖结构的严重程度并不总是与病变的功能意义相关；其次，CCTA的分辨率有限，且开花伪影或运动伪影可能导致对狭窄严重程度的高估，从而增加假阳性率，尤其是在存在钙化斑块或金属支架的情况下。相关研究还发现，CAC（冠状动脉钙化）总分越高，CCTA诊断阻塞性CAD的特异性就越低。
PCD-CT 是一种新近获得批准的先进 CT 技术，与传统的 EID-CT 相比，它能显著提高空间分辨率，同时降低信号噪声并最大限度地减少伪影。Simon 等人最近的一项研究（n =812）表明，与 EID-CT 相比，PCD-CT 的这些优势可以降低 ICA 的转诊率，从而影响临床决策。
在当前的研究中，使用PCD-CT评估的患者转诊至ICA的比例（9.9%）显著低于使用EID-CT评估的患者（13.1%；P < 0.001）。转诊至ICA的比例与Simon等人之前的研究相似，后者报告中PCD-CT组的转诊比例为9.2%。此外，尽管使用PCD-CT转诊到ICA的患者较少，但在使用CCTA进行初步评估的患者中，EID-CT组和PCD-CT组的血管再通率相似。这些结果表明，PCD-CT能够减少疑似CAD患者接受不必要的ICA诊断，从而提高诊断和治疗效果。
本研究中，PCD-CT产生临床影响的主要原因有两个。首先，尽管PCD-CT组的CAC总分与EID-CT组相似，但PCD-CT组中钙化斑块的频率更高，且被CT阅读医生评定为不确定的病变更少。其次，PCD-CT的诊断性能超越了EID-CT。根据已有数据，这是最大规模比较PCD-CT和EID-CT在评估阻塞性CAD方面诊断性能的研究。虽然EID-CT和PCD-CT都表现出极佳的灵敏度和阴性预测值（NPV），但PCD-CT的特异性、阳性预测值（PPV）和诊断准确性均高于EID-CT。鉴于研究队列中阻塞性CAD的发病率相对较低，EID-CT和PCD-CT的高NPV并不令人意外。然而，PCD-CT在所有患者中的特异性为98.0%，PPV为83.3%，同样表现出色。这些结果进一步解释了为何PCD-CT的转诊率低于EID-CT，而接受血管重建的可能性更高。
在基于血管水平CAC评分（≤100 AU与>100 AU）的亚组分析中，与EID-CT相比，PCD-CT在诊断准确性和特异性方面的改进在CAC评分>100 AU的血管中更为显著。虽然CAC评分大于400 AU的血管数量不足以进行准确评估，但在该亚组中，两种CT模式的诊断效果均可接受，且PCD-CT的优势趋势依然存在。此外，与EID-CT组相比，PCD-CT组的钙化斑块发生率更高。该差异的确切原因尚不清楚，因为患者被分配到PCD-CT组或EID-CT组并不受患者相关因素或CAC评分的影响。不过，在高CAC总分组（>400 AU）和低CAC总分组（≤400 AU）中均观察到了患者转诊至ICA的降低。因此，PCD-CT的临床意义可能并不限于CAC总分高的患者，值得进一步研究。
在当前的研究中，PCD-CT组的总辐射水平高于EID-CT组。未来研究需要评估其他采集方案是否能达到与PCD-CT类似的效果。值得注意的是，研究中使用的心脏专用转换系数为0.026 mSv/mGy/cm，与传统的转换系数0.014 mSv/mGy/cm相比，更准确地反映了CCTA的辐射剂量。此外，尽管PCD-CT组的总造影剂量较高，但与EID-CT组相比，PCD-CT组的造影剂流速（决定造影剂密度）实际上较低。与本研究中使用的EID-CT等容积扫描仪相比，覆盖率较低的PCD-CT扫描仪在使用“步进-曝光”方案时必须使用较高的整体造影剂剂量。
本研究存在一些局限性，如传统EID-CT和PCD-CT并未在同一组患者上进行，无法直接比较两种技术的诊断性能，限制了得出定论的能力，未能直接比较EID-CT和PCD-CT的诊断性能，以及可能存在选择偏倚等。
在这项大规模单中心研究中，PCD-CT 在检测阻塞性 CAD 方面表现出卓越的诊断性能。与普通 EID-CT 相比，PCD-CT 后转诊至 ICA 的患者更少，但转诊的患者更有可能接受血管重建手术。这些结果表明，新的 PCD-CT 技术可以改善疑似 CAD 患者的临床治疗。我们需要进一步研究来验证我们的单中心研究结果。
文献原文：
Sakai K, Shin D, Singh M, Malik S, Dakroub A, Sami Z, Weber J, Cao JJ, Parikh R, Chen L, Sosa F, Cohen DJ, Moses JW, Shlofmitz RA, Collet C, Shlofmitz E, Jeremias A, Khalique OK, Ali ZA. Diagnostic Performance and Clinical Impact of Photon-Counting Detector Computed Tomography in Coronary Artery Disease. J Am Coll Cardiol. 2024 Oct 23:S0735-1097(24)09956-X. doi: 10.1016/j.jacc.2024.10.069.
本文原文来自澎湃新闻