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动态计算机断层扫描心肌灌注成像检测冠状动脉疾病

2024年2月14日 更新者:Johns Hopkins University

动态计算机断层扫描心肌灌注成像检测冠状动脉疾病的安全性、可行性和准确性

冠状动脉计算机断层扫描血管造影 (CTA) 是一种广泛使用的高度准确的冠状动脉疾病 (CAD) 检测技术,灵敏度和阴性预测值超过 90% (1-4)。 CTA 检查结果正常的患者预后良好,不需要进一步检测 CAD (5)。 然而,与有创冠状动脉造影 (QCA) 一样,CTA 是一种解剖学检查,除非病变非常严重(>90% 狭窄),否则不能可靠地预测中级狭窄的血流障碍(功能意义)。

因此,在大约 15-25% 的患者中,CTA 后可能需要额外的功能测试,通常以压力测试的形式进行 (6-8)。 压力测试通常通过运动或药物压力和心电图监测来完成,并且通常通过核闪烁扫描仪 (MPI) 对心肌灌注成像或通过超声心动图检测异常收缩。 这需要一个单独的程序,需要时间、费用和有限的风险。 此外,在既往已知患有 CAD 的患者中,单独使用 CTA 是不够的,因为在大多数情况下,存在多个可能是缺血来源的病变。

在过去的 10 年里,这些研究人员和世界各地的其他人开发了一种通过 CT (CTP) 对心肌灌注成像的方法。 该测试是常规心脏计算机断层扫描血管造影 (CCTA) 程序的辅助检查,可以在之后使用常规药物应激剂立即进行。 它在许多单中心试验中证明了准确性,并且在这项大型多中心研究中,CORE320 试验 (9,10) 显示了在预测 QCA 加 MPI 测试的综合结果方面的高精度,并且第二个多中心试验确定了非劣效性心肌 CTP 与核压力测试 (11,12) 相比。 此外,该研究小组发表了心肌 CTP 成像和 SPECT 心肌灌注成像诊断性能的直接比较,并证明了 CTP 成像与 SPECT 相比在有创血管造影显着疾病诊断方面具有更高的诊断性能 (1​​3)。

CTP 图像可以通过两种不同的方法获取:静态或动态。 在 CORE320 研究中,CTP 协议使用静态采集方法。 静态 CTP 方法在短时间内对血池和心肌中的碘分布进行快照,以造影剂团块的上坡或峰值为目标。 这背后的概念是,在对比的上坡处,缺血心肌和远端心肌的衰减值差异最大,这使得能够对心肌灌注缺陷进行定性和半定量评估。 然而,静态 CTP 不允许直接量化心肌血流量 (MBF)。 静态 CTP 的缺点之一在于仅采集了一个数据样本,并且可能会因错过峰值衰减而导致对比剂与组织比值不佳 (14)。 造影剂的输出量和流速可能会影响推注时间。 此外,连续心跳数据的采集会影响衰减梯度,并可能导致碘分布不均匀,模仿灌注缺陷 (15)。 此外,静态 CTP 在检测平衡缺血时受到限制,其中整个心肌的灌注受损,因此没有参考远程心肌用于比较 CTP 解释的半定量或定性静态方法。

动态 CT 灌注成像使用随时间推移的连续成像来记录动脉血池和心肌中碘化造影剂的动力学。 该技术允许对心肌和血池进行多次采样,并通过测量 CT 衰减随时间的变化来创建时间衰减曲线 (TAC)。 TAC 的数学建模允许直接量化 MBF。 尽管具有优势,但动态 CTP 的使用在过去受到限制。 动态 CTP 需要高时间分辨率和大量探测器,以覆盖整个心肌,并在高心率下获得多个连续图像 (16,17)。 但动态 CTP 采集的主要挑战是与该技术相关的高辐射剂量。 然而,随着具有快速机架旋转的尖端 320 探测器 CT 扫描系统的引入,心脏覆盖的问题被消除了 (17)。 第二代 320 行扫描仪还允许通过动态 CTP 采集和相对低剂量的辐射 (18,19) 对 MBF 进行量化。

在这项研究中,研究人员旨在评估与静态 CTP 方法相比,低辐射剂量动态心肌 CT 灌注检测血液动力学显着冠状动脉疾病的可行性、安全性和准确性。

研究概览

详细说明

这将是一项前瞻性研究,比较低剂量动态与静态 CTP 结合 CTA 检测血流动力学显着的冠状动脉狭窄。 该研究的目的是评估 CTA 后低剂量动态 CTP 的可行性、安全性和准确性。

该研究将招募患有冠状动脉疾病并有冠状动脉造影或 CT 血管造影指征的患者。 转诊患者将通过电话评估是否符合条件,然后进行面对面访谈。 如果确定参与者有资格参加研究,将向专利提供 CTA-CTP 和碘造影剂的知情同意书。 患者有权拒绝参与研究,在这种情况下,参与者将根据临床指南接受常规护理。 在参与者同意参与研究后,将从患者那里收集基线信息。 基线数据收集将在患者接受 CTA-CTP 的同一天进行。 患者在 CT 扫描台上后,CTA-CTP 采集不到 60 分钟。 将患者带到 CT 扫描仪前的患者准备时间取决于患者的心率以及将患者的心率降低到适合 CTA-CTP 采集的水平所需的时间。 血样将在 CTA-CTP 采集的同一天从患者身上采集。 患者将在参与者接受 CTA-CTP 的同一天出院回家。

b.研究参与者所需的研究持续时间和研究访问次数。 为了研究的目的,只需要一次访问,在此期间将完成 CTA-CTP 采集,将收集基线信息并抽取血液样本。 研究参与者将在获得 CTA-CTP 后 3 天通过电话联系以进行跟进。

CT 成像协议

患者将放置两根 18-20 规格的静脉内管线,其中一根最好位于肘前静脉内,用于造影剂给药。 在 CT 扫描之前,患者将通过静脉注射生理盐水(250 - 500 毫升)进行水化。 患者将仰卧在扫描仪台上,并连接到 12 导联心电图监测仪和自动血压监测仪。 基线心电图、心率和血压将由一名研究调查员记录和审查。 由于心前导联产生的伪影,将移除 12 根 ECG 导联和电极,并在扫描期间使用连接到扫描仪监控系统的 3 导联系统继续进行心律监测。 在腺苷输注和 CT 成像期间,医生将始终在场。 患者可以在 CT 前一小时接受口服和/或静脉注射剂量的美托洛尔。 如果心率>60 次/分钟,将口服 75 毫克(最大 80 毫克)美托洛尔。 如果在扫描采集时心率仍然 >60 次/分钟,则静脉注射 β 受体阻滞剂(美托洛尔、普萘洛尔或兰地洛尔)每 5 分钟 2.5 - 5.0 mg 将在血压耐受的情况下达到 <60 次/分钟的心率在医生的监督下。 将在前后视图和侧视图中获得用于确定扫描范围的侦察图像。 收缩压≥110 的患者将接受舌下速效短效硝酸盐(例如 硝酸甘油、硝酸异山梨酯)。 然后将要求患者屏住呼吸(大约 10-15 秒),并且将进行非对比 CT 成像,从头颅开始到冠状动脉口并延伸到尾端到心尖以获得冠状动脉钙化评分. 将进行 CT 血管造影以评估静息时的冠状动脉和心肌灌注。 将检查血压并开始静脉输注腺苷 (0.14 mg/kg/min) 并持续监测心率和节律。 腺苷输注 5 分钟后,将在 4-5 毫升/秒静脉内碘化造影剂 (ISOVUE®-370) 输注期间进行对比增强 CT 灌注成像。 整个方案的造影剂总剂量不会超过 140 毫升,并且将根据患者的体型而定。 患者将被要求在扫描过程中屏住呼吸。 扫描完成后,将立即停止腺苷输注。 停用腺苷后将重复十二导联心电图和血压测量,并由医生复查。 如果主管医师认为合适,在整个扫描后的总体积为 250 至 500 毫升的情况下,将在恢复期间继续使用生理盐水进行静脉内水化。

结合冠状动脉造影和灌注成像的 320 探测器 CT 方案

  1. 将使用以下方案进行冠状动脉钙化扫描:

    • 没有对比。
    • CT 成像:管电压 = 120kV,管电流 = 140 毫安 (mA),机架转速 = 0.35 秒,切片厚度 = 0.5 毫米,行数 = 256-320,范围 = 128-160 毫米。 X 射线管将打开总共 0.35 秒。 估计辐射剂量 = 1.5 毫西弗 (mSv)。
  2. 静息冠状动脉成像 静息灌注和冠状动脉成像将在 4-5 毫升/秒静脉内碘化造影剂 (ISOVUE®-370) 输注期间进行。 其余的 CTA 动态 CTP 图像将开始使用测试推注采集和动态 CTP 的最佳时间的准确量化和增强 CTA 采集,并将使用 ECG 触发方法持续 20-30 秒,以允许仅在 70-70 秒内采集图像R-R 间期的 80%,但不是连续的。 动态 CTP 图像采集的参数如下: 对于 <60 bpm 的心率,管电压将为 80 kV,管电流将为 100mA。 其他参数有:龙门旋转=0.275, 范围=120mm。 CTA 和静态 CTP 成像将在动态 CTP 期间以相同的管电压 (80kV) 但管电流为 600mA 在 R-R 间隔的 70-80% 内作为升压扫描进行。 加强时间将从测试推注采集中量化。 静息CTA和静息动静态CTP采集的平均辐射剂量为3.69mSv。
  3. 负荷心肌灌注成像 休息图像采集后 20 分钟 将检查血压并开始静脉输注腺苷,并持续监测心率和节律。 腺苷输注 5 分钟后,将在 4-5 毫升/秒静脉内碘化造影剂 (ISOVUE®-370) 输注期间进行对比增强 CT 灌注成像。 压力动态 CTP 图像将开始使用测试推注采集和动态 CTP 最佳时间的准确量化和增强 CTA 采集,并将使用 ECG 触发方法持续 20-30 秒,以允许仅在 70-80% 内采集图像R-R 间隔,但不是连续的。 应力动态 CTP 图像采集的参数如下: 对于 <80 bpm 的心率,管电压将为 80 kV,管电流将为 100mA。 其他参数有:龙门旋转=0.275, 范围=120mm。 应力静态 CTP 成像将在应力动态 CTP 期间以相同的管电压 (80kV) 但 600mA 的管电流在 R-R 间隔的 70-80% 内作为升压扫描进行。 加强时间将从测试推注采集中量化。 应力动态和静态CTP采集的平均辐射剂量为5.17mSv。

整个心脏计算方案的估计平均辐射剂量为 10.55 mSv,不得超过 15mSv。 β受体阻滞剂将用于控制心率,从而将辐射剂量保持在可合理实现的尽可能低的水平。 造影剂总剂量不会超过 140 毫升。 根据患者体型,每次静息扫描和负荷扫描将使用 50-70 毫升碘化造影剂。

如果 CT 原始数据在约翰霍普金斯大学不可读,原始数据的副本(匿名且没有患者标识符)将被转移到东芝医疗系统公司,以便在这些孤立的案例中为图像重建提供工程支持。 东芝医疗系统将执行图像重建并将原始数据和重建后的图像数据返回给约翰霍普金斯大学进行图像分析。

在 CT 后 3 周内,将由当地合格的、机构认可的心脏病专家检查 CT 是否有非心脏发现,并及时向患者的临床医生和患者报告,最好是在 30 天随访之前或期间.

C。盲法,包括试验盲法或非盲法的理由(如果适用)。

动态和静态CTP图像将被分开分析,当用每种方法分析CTP图像时,读者将不知道另一种方法的结果。 然而,读者可以在使用静态或动态方法读取 CTP 图像时访问 CTA 解释的结果。

d.参与者将不会接受常规护理或将停止当前治疗的理由。

该研究将只招募有 CTA 或侵入性冠状动脉造影指征的患者,并将接受这些测试。 因此,将向参与者提供常规护理。

7.学习统计

一种。 主要结果变量。 主要结果指标将是动态 CTP-CTA 与静态 CTP-CTA 相比检测血液动力学显着冠状动脉狭窄的可行性、安全性和准确性。 血流动力学显着的冠状动脉狭窄定义为在静态 CTP 图像中至少有一根血管狭窄 ≥ 50% 并伴有灌注缺陷。

在初次访问时,未能完成 CTP 协议将构成一项不完整的研究,此类患者将被排除在符合协议的分析之外。 所有完成 CTP 协议并提供知情同意的患者都将被纳入符合协议的分析中。 来自未完成 CTP 协议的所有同意患者的所有数据将包含在意向诊断分析中。

将为所有变量提供描述性统计数据,包括测试适应症、人口统计学、患者病史、CTA 测试信息、动态和静态 CTP 信息。 分类变量将总结为计数和百分比。 所有连续变量将总结为平均值+/-标准偏差,然后是中位数、最小值和最大值以及需要时的第 25、75 个百分位数。

主要安全结果[死亡、心肌梗死、不稳定型心绞痛、室性心动过速、心搏停止、严重心动过缓、过敏性皮肤反应、过敏性呼吸反应、低血压、过敏反应和造影剂肾病]的频率将全部总结;将计算这些结果的比例的 95% 二项式置信区间。 涉及 CTP 并发症的额外安全结果将按频率和比例的 95% 置信区间进行总结。 辐射剂量和效率测量(涉及 CTP 程序的持续时间)将总体总结为中位数以及第 25 个和第 75 个百分位数。 还将提供最小值和最大值。 研究人员可以酌情使用列联表方法、t 检验或 Wilcoxon 秩和探索患者特征 [人口统计学(性别、年龄)、既往病史或适应症] 与二元安全结果之间可能存在的关联。 可以使用非参数方法探索辐射剂量与患者特征之间的关联。 研究人员还可以探索 CTA 狭窄类别(0%、1-49%、50-100%)与动态和静态 CTP 结果之间的可能关系。 在 30 天图表审查中记录的临床事件的发生将使用包含 CTP 类别自然排序的列联表方法与 CTP 最终结果的类别(正常、可能正常、模棱两可、可能异常和异常)相关联。

具有足够图像质量以解释动态 CTP 图像的研究频率将作为可行性衡量标准进行报告。 该可行性指数也将在心肌节段级别进行报告,并且将报告具有足够动态 CTP 图像质量的左心室 (LV) 节段的频率。

动态 CTP 解释的读者间和读者内再现性将酌情使用 kappa 统计、类内相关系数和 Bland-Altman 图进行评估。

用于检测血流动力学显着冠状动脉狭窄的动态 CTP 的准确性将基于接受者操作特征 (ROC) 曲线 (AUC) 下的面积,并将静态 CTP 结果作为比较器。 动态与静态 CTP 的相关性也将在分类(卡方检验)和连续(Spearman 相关系数)量表中进行评估。

研究类型

介入性

阶段

  • 不适用

联系人和位置

本节提供了进行研究的人员的详细联系信息,以及有关进行该研究的地点的信息。

学习地点

    • Maryland
      • Baltimore、Maryland、美国、21218
        • Johns Hopkins Unversity School of Medicine

参与标准

研究人员寻找符合特定描述的人,称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。

资格标准

适合学习的年龄

45年 至 85年 (成人、年长者)

接受健康志愿者

描述

纳入标准:

  • 有创冠状动脉造影或CT血管造影的临床指征
  • 记录的冠状动脉疾病定义为存在以下一项或多项:
  • 通过有创冠状动脉造影或 CT 血管造影记录 CAD
  • 有典型的稳定型心绞痛病史,并在同意前接受冠状动脉疾病指南指导治疗≥1个月
  • 扫描前 48 小时内无活动性急性冠脉综合征的不稳定型心绞痛住院史
  • 难治性心绞痛定义为普通体力活动明显受限或无法进行普通体力活动而无不适,有心肌缺血的客观证据和尽管进行了最佳药物治疗、生活方式改变治疗和血运重建治疗仍持续存在症状
  • 能够理解并愿意签署知情同意书。

排除标准:

  • 已知对含碘造影剂过敏
  • 造影剂肾病病史
  • 多发性骨髓瘤或既往器官移植史
  • 血清肌酐升高 (> 1.5mg/dl) 或计算的肌酐清除率 < 60 ml/min(使用 Cockcroft-Gault 公式)
  • 房颤或不受控制的快速性心律失常,或晚期房室传导阻滞(二级或三级心脏传导阻滞)
  • 严重症状性心力衰竭的证据(NYHA III 级或 IV 级);已知或疑似中度或重度主动脉瓣狭窄
  • 既往冠状动脉旁路手术或其他心脏手术
  • 最近 6 个月内进行过冠状动脉介入治疗 (PCI)
  • 已知或怀疑对 β 受体阻滞剂有不耐受或禁忌症,包括:
  • 已知对 β 受体阻滞剂过敏
  • 中度至重度支气管痉挛性肺病史(包括中度至重度哮喘)
  • 在过去一年中使用吸入支气管扩张剂的严重肺病(慢性阻塞性肺病)
  • 研究者认为有问题的任何其他病史或病症的存在
  • 高辐射暴露史定义为扫描前 18 个月内≥2 次核或 CT 研究或≥5.0 reml
  • 患者在同意前 48 小时内是否患有活动性急性冠脉综合征?

    • 入院时典型的长时间(>20 分钟)静息心绞痛
    • 心绞痛等效症状与缺血和心肌酶异常相容
    • 长时间静息胸痛(>20 分钟)在入院前得到解决,加上之前的缺血性心电图改变
    • 静息胸痛 < 20 分钟,在之前 48 小时内用硝酸盐缓解,加上之前的缺血性 ECG 变化。
    • 如果以上任何一项为“是”,请计算心肌梗塞溶栓 (TIMI) 风险评分:

      • 如果 TIMI 风险评分 ≥ 5 或 72 小时前患者的心肌酶升高被排除在外。
      • 如果 TIMI 风险评分 <5 且心肌酶正常,则包括患者。
    • 如果以上都不是,则包括患者。
  • 成像视野内的植入式心律转复除颤器(但不包括起搏器)
  • 血管扩张应激剂的禁忌症:

    • 收缩压 (SBP)<90mmHg, - 最近使用双嘧达莫和含​​双嘧达莫的药物 - - 最近使用甲基黄嘌呤类药物(氨茶碱和咖啡因) - - 不稳定的急性心肌梗塞 (MI) 或急性冠脉综合征 -
    • 严重窦性心动过缓 (<40 bpm)
  • 体重指数大于 30

学习计划

本节提供研究计划的详细信息,包括研究的设计方式和研究的衡量标准。

研究是如何设计的?

设计细节

  • 主要用途:诊断
  • 分配:不适用
  • 介入模型:单组作业
  • 屏蔽:无(打开标签)

武器和干预

参与者组/臂
干预/治疗
实验性的:干预组

接受动态计算机断层扫描心肌灌注成像的参与者。

干预:诊断测试:动态计算机断层扫描血管造影成像

这将是一项前瞻性研究,比较低剂量动态与静态 CTP 结合 CTA 检测血流动力学显着的冠状动脉狭窄。 患者将有两个 18-20 号静脉注射管用于造影剂给药。 将完成以下图像序列:冠状动脉钙化扫描(非造影)、静息冠状动脉成像(以 4-5 mL/sec 静脉输注 ISOVUE-370)、静息采集成像 20 分钟后的负荷心肌灌注成像(血压将检查然后开始输注腺苷共 5 分钟;输注腺苷 5 分钟后,将在 4-5 mL/sec ISOVUE-370 输注期间进行 CT 灌注成像)。 总估计辐射剂量:10.551 mSv。
其他名称:
  • 心肌计算机断层扫描灌注 - 静态
  • 心肌计算机断层扫描灌注 - 动态

研究衡量的是什么?

主要结果指标

结果测量
措施说明
大体时间
治疗中出现的不良事件发生率(安全性和耐受性)
大体时间:手术后 30 天
治疗紧急不良事件的发生,包括过敏反应、对药物应激剂的不良反应、造影剂肾病
手术后 30 天

次要结果测量

结果测量
措施说明
大体时间
联合 CTA 动态 CTP 的受试者工作特征曲线下面积 (AUC),用于检测患者水平的血流动力学显着冠状动脉狭窄
大体时间:手术当天
在患者层面:联合 CTA-动态 CTP 的受试者工作特征曲线下面积 (AUC) 用于检测血流动力学显着的冠状动脉狭窄,联合 CTA-静态 CTP 定义为至少一根血管狭窄 ≥ 50% 并伴有相关灌注静态CTP缺陷。
手术当天
用于检测患者水平灌注缺陷的动态 CTP 受试者工作特征曲线下面积 (AUC)
大体时间:手术当天
在患者层面:与静态 CTP 相比,用于检测灌注缺陷的动态 CTP 的受试者工作特征曲线下面积 (AUC)。
手术当天
联合 CTA 动态 CTP 的接受者操作特征曲线下面积 (AUC),用于检测血管水平的血流动力学显着冠状动脉狭窄。
大体时间:手术当天
在血管水平:联合 CTA-动态 CTP 的受试者工作特征曲线下面积 (AUC) 用于通过联合 CTA-静态 CTP 检测血流动力学显着的冠状动脉狭窄定义了冠状动脉病变,狭窄≥50% 并伴有相关灌注缺陷在静态 CTP 中的同一动脉中。
手术当天
用于检测血管水平灌注缺陷的动态 CTP 接受者操作特征曲线 (AUC) 下的面积。
大体时间:手术当天
在血管层面:与静态 CTP 相比,用于检测灌注缺陷的动态 CTP 的接受者操作特征曲线 (AUC) 下面积。
手术当天
总停留时间(小时)
大体时间:手术后1-7天
总住院时间,包括入院时的住院时间(小时)。
手术后1-7天
考试时间(小时)
大体时间:考试开始后 24 小时
从开始到完成 CCTA 和 CTP 测试的时间(小时)
考试开始后 24 小时
口译时间(小时)
大体时间:开始测试解释后 1-4 小时
解释测试的时间(小时)
开始测试解释后 1-4 小时
可解释图像的频率
大体时间:手术当天
具有足够图像质量以解释动态 CTP 图像的研究频率
手术当天
可解释心肌节段的频率
大体时间:手术当天
具有足够动态 CTP 图像质量以供解释的心肌节段的频率
手术当天
动态 CTP 图像解释的读者间再现性
大体时间:考试后1-7天
使用一致性相关系数的动态 CTP 图像解释的读者间再现性
考试后1-7天
动态 CTP 图像解释的读者内再现性
大体时间:考试后1-7天
使用一致性相关系数的动态 CTP 图像解释的读者内再现性
考试后1-7天

合作者和调查者

在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。

调查人员

  • 首席研究员:Joao AC Lima, MD、Johns Hopkins School of Medicine

出版物和有用的链接

负责输入研究信息的人员自愿提供这些出版物。这些可能与研究有关。

一般刊物

研究记录日期

这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查,以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。

研究主要日期

学习开始 (实际的)

2018年3月30日

初级完成 (实际的)

2022年5月8日

研究完成 (实际的)

2022年5月8日

研究注册日期

首次提交

2017年10月17日

首先提交符合 QC 标准的

2017年10月24日

首次发布 (实际的)

2017年10月27日

研究记录更新

最后更新发布 (实际的)

2024年2月16日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2024年2月14日

最后验证

2024年2月1日

更多信息

与本研究相关的术语

药物和器械信息、研究文件

研究美国 FDA 监管的药品

研究美国 FDA 监管的设备产品

是的

在美国制造并从美国出口的产品

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