Константин Валерьевич Завадовский — д.м.н., зав. отделом лучевой диагностики.
Киевская ул., д. 111а, Томск, 634009
Kievskaya str, 111a, Tomsk, 634012
Алмагуль Туктаровна Суюндукова — к.ф.м.н., м.н.с. лаборатории регистров сердечно-сосудистых заболеваний, высокотехнологичных вмешательств и телемедицины.
Киевская ул., д. 111а, Томск, 634009
Kievskaya str, 111a, Tomsk, 634012
Сергей Васильевич Мельничук — к.ф.м.н., доцент кафедры общей и экспериментальной физики.
Пр. Ленина, д. 36, Томск, 634050
Lenin Ave., 36, Tomsk, 634050
Алина Николаевна Мальцева — к.м.н., н.с. отделения рентгеновских и томографических методов диагностики.
Киевская ул., д. 111а, Томск, 634009
Kievskaya str, 111a, Tomsk, 634012
Аяна Семеновна Дашеева — аспирант отделения рентгеновских и томографических методов диагностики.
Киевская ул., д. 111а, Томск, 634009
Kievskaya str, 111a, Tomsk, 634012
Андрей Викторович Мочула — к.м.н., с.н.с. лаборатории радионуклидных методов исследования.
Киевская ул., д. 111а, Томск, 634009
Kievskaya str, 111a, Tomsk, 634012
Даниил Олегович Проскуряков — аспирант кафедры радиоэлектроники.
Пр. Ленина, д. 36, Томск, 634050
Lenin Ave., 36, Tomsk, 634050
Владимир Петрович Демкин — д.ф.м.н., профессор кафедры общей и экспериментальной физики.
Пр. Ленина, д. 36, Томск, 634050
Lenin Ave., 36, Tomsk, 634050
Цель. Оценить информативность трехмерной физико-математической модели локальной гемодинамики, основанной на данных мультиспиральной компьютерно-томографической коронарной ангиографии (МСКТ-КАГ), для неинвазивного определения функциональной значимости стенозов коронарных артерий (КА).
Материал и методы. В исследование включены 15 пациентов (средний возраст 57,6±8,9 лет) со стабильной ишемической болезнью сердца. Всем выполнена МСКТ-КАГ, и 9 пациентам перфузионная сцинтиграфия миокарда (ПСМ). На основе МСКТ изображений строились 3D-модели КА, в которых численно рассчитывался фракционный резерв кровотока (CT-FFR) в покое и при смоделированной гиперемии (МГ) с использованием COMSOL Multiphysics®. Результаты моделирования сопоставлялись со степенью стеноза и признаками ишемии по данным ПСМ.
Результаты. Проанализировано 76 сосудистых сегментов коронарного русла. Значения CT-FFR МГ были статистически значимо ниже (p<0,001) в сегментах со стенозами ≥50% (0,53 [0,37-0,65]) и ≥70% (0,47 [0,34-0,55]) по сравнению с необструктивными поражениями <50% (0,88 [0,83-0,96]) и <70% (0,87 [0,81-0,95]). Выявлена отрицательная корреляция между степенью стеноза и CT-FFR МГ (ρ=-0,485, p<0,05). ROC-анализ показал высокую диагностическую точность CT-FFR МГ для стенозов ≥50% (AUC=0,9; чувствительность 93,7%; специфичность 86,7%) и ≥70% (AUC=0,9; чувствительность 100%; специфичность 83,6%). В сосудистых регионах с наличием дефектов перфузии по данным ПМС значения CT-FFR МГ были значимо ниже (0,49±0,21 vs 0,82±0,18, p<0,001). Логистический анализ показал, что снижение CT-FFR МГ ≤0,68 ассоциировано с повышением шанса наличия регионарной ишемии (отношение шансов 0,497; 95% доверительный интервал: 0,33-0,73; p<0,001).
Заключение. Результаты пилотного исследования подтверждают, что трехмерная модель CT-FFR, на основе МСКТ-КАГ, обладает высокой информативностью для оценки анатомической и функциональной значимости стенозов КА и может быть использована для неинвазивной диагностики ишемии миокарда.
Aim. To evaluate the informative value of a 3D physicomathematical model of local hemodynamics based on coronary computed tomography angiography (CCTA) data for noninvasive determination of the functional significance of coronary artery (CA) stenosis.
Material and methods. The study included 15 patients (mean age 57,6±8,9 years) with stable coronary artery disease (CAD). All patients underwent CCTA, and 9 patients underwent myocardial perfusion scintigraphy (MPS). Based on the CCTA images, 3D coronary artery models were constructed, in which fractional flow reserve (CT-FFR) was calculated at rest and during simulated hyperemia using COMSOL Multiphysics®. The modeling results were compared with the stenosis degree and ischemia signs based on the MPS data.
Results. A total of 76 coronary vascular segments were analyzed. CT-FFR in simulated hyperemia values were significantly lower (p<0,001) in segments with stenosis ≥50% (0,53 [0,37-0,65]) and ≥70% (0,47 [0,34-0,55]) compared to non-obstructive lesions <50% (0,88 [0,83-0,96]) and <70% (0,87 [0,81-0,95]). A negative correlation was found between the stenosis degree and CT-FFR in simulated hyperemia (ρ=-0,485, p<0,05). ROC analysis demonstrated high diagnostic accuracy of CT-FFR in simulated hyperemia for stenoses ≥50% (AUC=0,9; sensitivity 93,7%; specificity 86,7%) and ≥70% (AUC=0,9; sensitivity 100%; specificity 83,6%). In vascular regions with perfusion defects according to MPS data, CT-FFR in simulated hyperemia were significantly lower (0,49±0,21 vs 0,82±0,18, p<0,001). Logistic analysis showed that a decrease in CTFFR in simulated hyperemia ≤0,68 was associated with an increased odds of regional ischemia (odds ratio 0,497; 95% confidence interval 0,33-0,73; p<0,001).
Conclusion. The pilot study results confirm that the three-dimensional CT-FFR model, based on CCTA, is highly informative for assessing the anatomical and functional significance of coronary artery stenoses and can be used for non-invasive diagnosis of myocardial ischemia.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.