《中国心血管健康与疾病报告2021》显示,我国冠心病患者数已超1139万。几乎每5个成年人中就有1个患心血管疾病,每10秒就有1人死于心血管疾病,且冠心病患病率、死亡率逐年上升。
在接受有创性冠状动脉造影(Invasive Coronary Angiography,ICA)的患者中,约20%-25%的病例被诊断为慢性完全闭塞(Chronic Total Occlusion,CTO)病变,作为冠心病介入中难度最高的一类的病变,大部分介入治疗的成功率在70%~75%之间,且该病变并发症多,手术治疗时间也远远长于其他病变。CCTA检查可以提供医生闭塞长度、钙化程度、曲率等CTO病灶信息,以指导临床选择最合适的治疗手段。为此,必须完整精准地重建出冠脉树,包含CTO(无显影剂充盈)以及其之后正常显影的血管,这为自动重建方面的工作带来了巨大的挑战。
传统的工作站重建,在远端CTO病变血管没有自动识别出来的情况下需要手动逐步进行重建,耗时耗力;一般的冠脉AI人工智能算法对CTO病变重建失败率较高,医生往往还需要返回工作站进行手动重建。如何颠覆传统算法局限,实现重建精度与效率的实质突破?
2022年,知名放射学期刊《Radiology》(IF=29.1)发表了联影智能与上海市第一人民医院合作完成的CTO病变人工智能算法创新研究成果《Deep LearningSegmentation And ReconstructionFor CT of Chronic Total CoronaryOcclusion》。

在该研究中,共纳入211名患者共240例CTO病变血管。实验结果显示:基于联影智能冠脉AI人工智能算法的自动分割和重建成功率为95%,远远高于传统工作站48%的成功率;在后处理时间方面,联影智能冠脉AI人工智能算法仅需121.38±20.33秒,而传统后处理工作站需456.20±68.36秒,即最多可缩短80%重建时长,极大提升效率;在定量衡量CTO病灶的指标J-CTO CT分数上,联影智能冠脉AI人工智能和传统工作站几乎无统计意义上的差别(area under curve:0.761 and 0.756,p=0.547)。

CTO重建结果比较
极致重建冠脉CTO的秘密,在于本研究开发的冠脉AI人工智能创新分割算法。该冠脉AI人工智能算法融入了冠脉与心脏的解剖结构,为冠脉分割提供了上下文信息;同时将冠脉的局部特征和整体特征相结合,保证了冠脉分割尤其是显影不清晰的CTO位置分割的完整性、准确性以及连续性。该冠脉AI人工智能算法是目前唯一经临床研究证明,对于CTO病变达到高成功率的血管重建算法。

联影智能冠脉AI人工智能算法流程图
联影智能CTA冠脉AI人工智能分析系统已搭载该算法,实现精准重建冠脉,支持血管360°旋转观察,除CTO病变以外,还适用于起源异常、术后搭桥、冠状动脉瘘等特殊病例。该CTA冠脉AI人工智能分析系统还提供斑块分析与狭窄评估,智能识别支架、心肌桥,自动计算钙化积分、冠周脂肪FAI值,同时提供便捷操作的血管编辑工具,可实现一键胶片排版与归档并生成结构化报告,极大优化传统阅片流程。

联影智能CTA冠脉AI人工智能分析系统
对于该CTA冠脉AI人工智能分析系统的临床价值,上海市第一人民医院放射科主任张佳胤表示,“CTO重建的难度非常大,对算法要求极高。我们与联影智能合作开发了非常有效的人工智能模型,帮助我们优化CTO病变的术前解剖学评价,能够极大简化临床流程。本次冠脉AI人工智能科研成果能被国际顶级放射学期刊收录,也印证了其意义和价值。科学研究的最终目的是为临床诊疗带来更先进、有效的方法来治愈患者,未来希望将这套冠脉产品及重建算法从放射科推广到心导管室,帮助心内科更好地去做疾病分析。同时,也希望基于AI探索更多的研究方向,如用CTA图像和造影融合,更好地帮助介入过程中实时识别具体的闭塞的长度、走形和形态学指标,提高手术的成功率。”