目標：開發(fā)一種基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）的無碘對比劑（ICA）CT血管成像（CTA）模型（CTA-GAN），通過平掃CT（NCCT）生成合成CTA圖像（Syn-CTA），并評估其在頸部和腹部血管疾病診斷中的圖像質(zhì)量及準確性。避免碘對比劑帶來的過敏反應(yīng)、腎功能損傷等風險，降低檢查成本和時間。

研究設(shè)計、設(shè)置和參與者：一項回顧性多中心研究，內(nèi)部數(shù)據(jù)集來自：解放軍總醫(yī)院（2017–2022年）的1749例頸/腹部配對NCCT-CTA掃描（訓練集1137例、驗證集400例、測試集212例）。外部驗證集來自：湖南腦科醫(yī)院（2018–2023年）的42例腹部配對掃描。

結(jié)果：內(nèi)部測試集Syn-CTA與真實CTA高度相似（NMAE=0.011, PSNR=32.07 dB, SSIM=0.919），顯著優(yōu)于對照模型。外部驗證集性能穩(wěn)定（NMAE=0.013, PSNR=31.58 dB, SSIM=0.906）。

內(nèi)部測試集總體準確率94%（F1=91%），動脈瘤敏感度87%、夾層90%、粥樣硬化94%。

外部驗證集總體準確率86%（F1=83%），動脈瘤敏感度100%，但夾層敏感度降至67%（4例夾層漏診）。

定量評估結(jié)果

核心結(jié)論：Syn-CTA圖像與真實CTA高度相似，且顯著優(yōu)于傳統(tǒng)模型。內(nèi)部測試集：CTA-GAN：NMAE=0.011（誤差最低），PSNR=32.07 dB（信噪比最高），SSIM=0.919（結(jié)構(gòu)相似性最優(yōu)）。對比模型：RegGAN（NMAE=0.014）和pix2pix（NMAE=0.026）的性能顯著落后于CTA-GAN。外部驗證集CTA-GAN保持穩(wěn)定（NMAE=0.013，SSIM=0.906），證明模型泛化能力較強。

視覺質(zhì)量評估

核心結(jié)論：95%的Syn-CTA圖像獲評"優(yōu)質(zhì)"（評分=3），與真實CTA無統(tǒng)計學差異（P=0.35）。

模型評價

核心結(jié)論：Syn-CTA對血管病變的診斷準確性達臨床可用水平，但夾層診斷存在挑戰(zhàn)。動脈粥樣硬化，狹窄部位（圖5A箭頭）和斑塊細節(jié)精準還原。主動脈瘤，瘤體擴張形態(tài)與附壁血栓（圖3B箭頭）清晰可見。主動脈夾層，真實CTA中內(nèi)膜瓣（圖3C箭頭）在Syn-CTA中完整呈現(xiàn)，而NCCT無法顯示。