加速负荷心血管磁共振在冠心病诊断中的非劣效性研究：一项前瞻性随机诊断准确性试验

《European Heart Journal - Cardiovascular Imaging》：Accelerated stress CMR for the detection of significant coronary artery disease: a prospective randomized diagnostic accuracy study

本研究针对标准负荷-静息灌注心血管磁共振（CMR）扫描时间长、患者耐受性差的问题，开展了一项前瞻性随机诊断准确性试验，比较加速负荷灌注CMR方案与标准方案的诊断性能。结果显示，加速方案将扫描时间从43分钟缩短至19分钟，且在血管水平达到非劣效诊断准确度（差异+0.7%至+3.4%），患者耐受性显著提升。该研究为优化CMR工作流程、提高临床可及性和成本效益提供了有力证据。

　　

冠状动脉疾病（CAD）是全球范围内导致死亡和残疾的主要原因之一，给医疗卫生系统带来了沉重的经济负担。对于疑似CAD的患者，腺苷负荷心血管磁共振（CMR）成像作为一种准确的非侵入性诊断工具，已成为指导是否进行有创冠状动脉造影（ICA）的重要“看门人”。标准的负荷-静息灌注CMR协议虽然诊断性能卓越，但其扫描过程耗时较长（通常需要45-50分钟，占用60分钟的时间段），这对于无法长时间平卧或难以完成多次屏气的患者而言颇具挑战性。此外，CMR设备的区域可及性差异也限制了其广泛应用。因此，开发能够在现有基础设施内应用的、缩短的CMR协议具有强烈的现实需求。这不仅能提高患者的耐受性，还能增加患者吞吐量，从而提升效率、成本效益和可及性。

随着加速、自由呼吸功能电影成像和瘢痕成像技术的进步，以及先进运动校正算法的应用，加速的负荷灌注协议如今已成为可能。尽管其可行性已得到初步证实，但此类方法是否能保持诊断性能和可靠性尚需进一步验证。在此背景下，研究人员开展了这项前瞻性随机临床研究，旨在以有创血流储备分数（FFR）为参考标准，比较加速的单纯负荷灌注协议与标准的负荷-静息灌注CMR在检测显著CAD方面的诊断准确性。

本研究主要采用了以下关键技术方法：研究前瞻性招募了167例因新发疑似心绞痛转诊进行临床指示性ICA的连续成年患者，最终150例完成了两项CMR协议和ICA。所有CMR扫描均在3特斯拉磁共振系统上完成。标准协议包括屏气稳态自由进动（SSFP）序列采集长轴和短轴电影成像、双序列T1加权饱和恢复梯度回波序列进行负荷和静息灌注成像（对比剂总剂量0.15 mmol/kg）、以及屏气T1加权分段反转恢复序列进行晚期钆增强（LGE）成像。加速协议则进行了优化：仅进行负荷灌注成像（对比剂剂量0.075 mmol/kg）、使用自由呼吸实时电影序列进行短轴堆栈采集、采用自由呼吸单次激发T1加权梯度回波序列（相位敏感反转恢复）进行LGE成像（对比剂总剂量0.1 mmol/kg）。CMR图像由两位经验丰富的观察者进行定性分析。显著CAD的定义为心外膜血管（直径≥2 mm）FFR≤0.80，或在未进行FFR的情况下定量血流比（QFR）≤0.80。统计分析包括非劣效性检验等。

Subject characteristics

最终分析的150例患者平均年龄为66±10岁，71%为男性，CAD患病率为51%。CMR功能分析显示左心室容积和收缩功能正常。

Hemodynamic response to adenosine

腺苷负荷期间的血流动力学反应（心率、血压）在标准协议和加速协议之间无显著差异。

Scan duration

加速CMR协议的扫描时间显著短于标准扫描（19±5分钟 vs. 43±8分钟，p<0.001），平均节省24分钟。

Scan tolerability

与标准扫描相比，更多的患者（81% vs. 58%）认为加速扫描“舒适”，且更少患者（4% vs. 59%）感觉加速扫描“时间过长”。

Image quality

两种协议的图像质量均良好。标准扫描的电影、LGE和负荷灌注序列被评为“优秀”的比例分别为90%、81%和75%。加速扫描的相应比例分别为85%、75%和77%。无序列因质量差而无法分析。

Detection of significant coronary artery disease by CMR

Per vessel analysis

在以ICA为参考标准的首要分析（每血管分析）中，与标准CMR相比，加速协议达到了预设的5%非劣效界值。对于读者1，诊断准确度分别为82.0% vs. 82.7%，平均差异+0.7%（95% CI: -2.7%, 4.0%），非劣效性p=0.001。对于读者2，诊断准确度分别为82.4% vs. 85.8%，平均差异+3.4%（95% CI: -0.1%, 6.8%），非劣效性p<0.001。在考虑了患者内血管聚集性后，结果保持一致。

Per patient analysis

在次要分析（每患者分析，共识阅读）中，标准CMR的诊断准确度为84.0%，敏感性76.3%，特异性91.9%。加速负荷CMR的诊断准确度为88.6%，敏感性84.2%，特异性93.2%。两种协议在患者水平的诊断准确度无显著差异（平均差异4.6%[95% CI: -1.5%, 11.0%], p=0.189）。

Interobserver variability

定性分析的观察者间一致性在患者水平（Kappa系数 0.85 vs. 0.88）和血管水平（Kappa系数 0.70 vs. 0.72）均表现良好。

本研究结论表明，与标准负荷灌注CMR相比，加速负荷灌注CMR协议在血管水平达到了非劣效的诊断准确性，同时显著缩短了扫描时间（超过20分钟）并改善了患者耐受性。这代表了首个前瞻性、随机、配对设计的、以有创标准为参考的加速负荷灌注CMR试验。加速成像有潜力通过以下方式改善CMR的可及性、效率和成本效益：缩短扫描时间以提高吞吐量；因扫描时间缩短和对比剂用量减少（通过省略静息灌注节省三分之一）而降低成本；以及通过更短、自由呼吸的扫描协议提升患者舒适度。省略静息灌注并未导致诊断准确性下降，这与越来越多的证据表明静息灌注提供的额外诊断价值有限的观点一致。然而，这种效率的提升需要权衡潜在的诊断取舍，例如自由呼吸单次激发LGE和实时电影成像可能对图像质量、瘢痕检测和可重复性产生影响。本研究也存在局限性，例如单中心设计、排除了血运重建后患者、未在所有病例中常规进行有创FFR、未评估微血管功能障碍、采用定性而非定量灌注分析、以及仅在3特斯拉系统上进行验证等。因此，在推荐临床实施并评估其对患者结局的潜在影响之前，需要在更广泛的临床人群中进行更大规模的多中心试验进一步验证。

总之，这项研究证实了加速CMR协议在保持高诊断性能的同时，能够显著提升检查效率与患者体验，为CMR在临床中的更广泛应用提供了重要依据。未来的研究应探索将加速CMR纳入常规临床实践后的长期影响。