We examined mortality in relation to coronary artery disease (CAD) as assessed by ≥64-detector row coronary computed tomography angiography (CCTA). Although CCTA has demonstrated high diagnostic performance for detection and exclusion of obstructive CAD, the prognostic findings of CAD by CCTA have not, to date, been examined for age- and sex-specific outcomes. We evaluated a consecutive cohort of 24,775 patients undergoing ≥64-detector row CCTA between 2005 and 2009 without known CAD who met inclusion criteria. In these patients, CAD by CCTA was defined as none (0% stenosis), mild (1% to 49% stenosis), moderate (50% to 69% stenosis), or severe (≥70% stenosis). CAD severity was judged on a per-patient, per-vessel, and per-segment basis. Time to mortality was estimated using multivariable Cox proportional hazards models. At a 2.3 ± 1.1-year follow-up, 404 deaths had occurred. In risk-adjusted analysis, both per-patient obstructive (hazard ratio [HR]: 2.60; 95% confidence interval [CI]: 1.94 to 3.49; p < 0.0001) and nonobstructive (HR: 1.60; 95% CI: 1.18 to 2.16; p = 0.002) CAD conferred increased risk of mortality compared with patients without evident CAD. Incident mortality was associated with a dose-response relationship to the number of coronary vessels exhibiting obstructive CAD, with increasing risk observed for nonobstructive (HR: 1.62; 95% CI: 1.20 to 2.19; p = 0.002), obstructive 1-vessel (HR: 2.00; 95% CI: 1.43 to 2.82; p < 0.0001), 2-vessel (HR: 2.92; 95% CI: 2.00 to 4.25; p < 0.0001), or 3-vessel or left main (HR: 3.70; 95% CI: 2.58 to 5.29; p < 0.0001) CAD. Importantly, the absence of CAD by CCTA was associated with a low rate of incident death (annualized death rate: 0.28%). When stratified by age <65 years versus ≥65 years, younger patients experienced higher hazards for death for 2-vessel (HR: 4.00; 95% CI: 2.16 to 7.40; p < 0.0001 vs. HR: 2.46; 95% CI: 1.51 to 4.02; p = 0.0003) and 3-vessel (HR: 6.19; 95% CI: 3.43 to 11.2; p < 0.0001 vs. HR: 3.10; 95% CI: 1.95 to 4.92; p < 0.0001) CAD. The relative hazard for 3-vessel CAD (HR: 4.21; 95% CI: 2.47 to 7.18; p < 0.0001 vs. HR: 3.27; 95% CI: 1.96 to 5.45; p < 0.0001) was higher for women as compared with men. Among individuals without known CAD, nonobstructive and obstructive CAD by CCTA are associated with higher rates of mortality, with risk profiles differing for age and sex. Importantly, absence of CAD is associated with a very favorable prognosis.

Traditional prognostic risk assessment in patients undergoing non-invasive imaging is based upon a limited selection of clinical and imaging findings. Machine learning (ML) can consider a greater number and complexity of variables. Therefore, we investigated the feasibility and accuracy of ML to predict 5-year all-cause mortality (ACM) in patients undergoing coronary computed tomographic angiography (CCTA), and compared the performance to existing clinical or CCTA metrics. The analysis included 10 030 patients with suspected coronary artery disease and 5-year follow-up from the COronary CT Angiography EvaluatioN For Clinical Outcomes: An InteRnational Multicenter registry. All patients underwent CCTA as their standard of care. Twenty-five clinical and 44 CCTA parameters were evaluated, including segment stenosis score (SSS), segment involvement score (SIS), modified Duke index (DI), number of segments with non-calcified, mixed or calcified plaques, age, sex, gender, standard cardiovascular risk factors, and Framingham risk score (FRS). Machine learning involved automated feature selection by information gain ranking, model building with a boosted ensemble algorithm, and 10-fold stratified cross-validation. Seven hundred and forty-five patients died during 5-year follow-up. Machine learning exhibited a higher area-under-curve compared with the FRS or CCTA severity scores alone (SSS, SIS, DI) for predicting all-cause mortality (ML: 0.79 vs. FRS: 0.61, SSS: 0.64, SIS: 0.64, DI: 0.62; P< 0.001). Machine learning combining clinical and CCTA data was found to predict 5-year ACM significantly better than existing clinical or CCTA metrics alone.

The purpose of this study was to compare the efficiency, cost, and safety of a diagnostic strategy employing early coronary computed tomographic angiography (CCTA) to a strategy employing rest-stress myocardial perfusion imaging (MPI) in the evaluation of acute low-risk chest pain. In the United States, >8 million patients require emergency department evaluation for acute chest pain annually at an estimated diagnostic cost of >$10 billion. This multicenter, randomized clinical trial in 16 emergency departments ran between June 2007 and November 2008. Patients were randomly allocated to CCTA (n = 361) or MPI (n = 338) as the index noninvasive test. The primary outcome was time to diagnosis; the secondary outcomes were emergency department costs of care and safety, defined as freedom from major adverse cardiac events in patients with normal index tests, including 6-month follow-up. The CCTA resulted in a 54% reduction in time to diagnosis compared with MPI (median 2.9 h [25th to 75th percentile: 2.1 to 4.0 h] vs. 6.3 h [25th to 75th percentile: 4.2 to 19.0 h], p < 0.0001). Costs of care were 38% lower compared with standard (median $2,137 [25th to 75th percentile: $1,660 to $3,077] vs. $3,458 [25th to 75th percentile: $2,900 to $4,297], p < 0.0001). The diagnostic strategies had no difference in major adverse cardiac events after normal index testing (0.8% in the CCTA arm vs. 0.4% in the MPI arm, p = 0.29). In emergency department acute, low-risk chest pain patients, the use of CCTA results in more rapid and cost-efficient safe diagnosis than rest-stress MPI. Further studies comparing CCTA to other diagnostic strategies are needed to optimize evaluation of specific patient subsets. (Coronary Computed Tomographic Angiography for Systematic Triage of Acute Chest Pain Patients to Treatment [CT-STAT]; NCT00468325)

This study sought to describe the impact of statins on individual coronary atherosclerotic plaques.Although statins reduce the risk of major adverse cardiovascular events, their long-term effects on coronary atherosclerosis remain unclear.We performed a prospective, multinational study consisting of a registry of consecutive patients without history of coronary artery disease who underwent serial coronary computed tomography angiography at an interscan interval of ≥2 years. Atherosclerotic plaques were quantitatively analyzed for percent diameter stenosis (%DS), percent atheroma volume (PAV), plaque composition, and presence of high-risk plaque (HRP), defined by the presence of ≥2 features of low-attenuation plaque, positive arterial remodeling, or spotty calcifications.Among 1,255 patients (60 ± 9 years of age; 57% men), 1,079 coronary artery lesions were evaluated in statin-naive patients (n = 474), and 2,496 coronary artery lesions were evaluated in statin-taking patients (n = 781). Compared with lesions in statin-naive patients, those in statin-taking patients displayed a slower rate of overall PAV progression (1.76 ± 2.40% per year vs. 2.04 ± 2.37% per year, respectively; p = 0.002) but more rapid progression of calcified PAV (1.27 ± 1.54% per year vs. 0.98 ± 1.27% per year, respectively; p < 0.001). Progression of noncalcified PAV and annual incidence of new HRP features were lower in lesions in statin-taking patients (0.49 ± 2.39% per year vs. 1.06 ± 2.42% per year and 0.9% per year vs. 1.6% per year, respectively; all p < 0.001). The rates of progression to >50% DS were not different (1.0% vs. 1.4%, respectively; p > 0.05). Statins were associated with a 21% reduction in annualized total PAV progression above the median and 35% reduction in HRP development.Statins were associated with slower progression of overall coronary atherosclerosis volume, with increased plaque calcification and reduction of high-risk plaque features. Statins did not affect the progression of percentage of stenosis severity of coronary artery lesions but induced phenotypic plaque transformation. (Progression of AtheRosclerotic PlAque DetermIned by Computed TomoGraphic Angiography Imaging [PARADIGM]; NCT02803411).

The association of atherosclerotic features with first acute coronary syndromes (ACS) has not accounted for plaque burden. The purpose of this study was to identify atherosclerotic features associated with precursors of ACS. We performed a nested case-control study within a cohort of 25,251 patients undergoing coronary computed tomographic angiography (CTA) with follow-up over 3.4 ± 2.1 years. Patients with ACS and nonevent patients with no prior coronary artery disease (CAD) were propensity matched 1:1 for risk factors and coronary CTA–evaluated obstructive (≥50%) CAD. Separate core laboratories performed blinded adjudication of ACS and culprit lesions and quantification of baseline coronary CTA for percent diameter stenosis (%DS), percent cross-sectional plaque burden (PB), plaque volumes (PVs) by composition (calcified, fibrous, fibrofatty, and necrotic core), and presence of high-risk plaques (HRPs). We identified 234 ACS and control pairs (age 62 years, 63% male). More than 65% of patients with ACS had nonobstructive CAD at baseline, and 52% had HRP. The %DS, cross-sectional PB, fibrofatty and necrotic core volume, and HRP increased the adjusted hazard ratio (HR) of ACS (1.010 per %DS, 95% confidence interval [CI]: 1.005 to 1.015; 1.008 per percent cross-sectional PB, 95% CI: 1.003 to 1.013; 1.002 per mm3 fibrofatty plaque, 95% CI: 1.000 to 1.003; 1.593 per mm3 necrotic core, 95% CI: 1.219 to 2.082; all p < 0.05). Of the 129 culprit lesion precursors identified by coronary CTA, three-fourths exhibited <50% stenosis and 31.0% exhibited HRP. Although ACS increases with %DS, most precursors of ACS cases and culprit lesions are nonobstructive. Plaque evaluation, including HRP, PB, and plaque composition, identifies high-risk patients above and beyond stenosis severity and aggregate plaque burden.

The purpose of this study was to describe the prevalence and severity of coronary artery disease (CAD) in relation to prognosis in symptomatic patients without coronary artery calcification (CAC) undergoing coronary computed tomography angiography (CCTA). The frequency and clinical relevance of CAD in patients without CAC are unclear. We identified 10,037 symptomatic patients without CAD who underwent concomitant CCTA and CAC scoring. CAD was assessed as <50%, ≥50%, and ≥70% stenosis. All-cause mortality and the composite endpoint of mortality, myocardial infarction, or late coronary revascularization (≥90 days after CCTA) were assessed. Mean age was 57 years, 56% were men, and 51% had a CAC score of 0. Among patients with a CAC score of 0, 84% had no CAD, 13% had nonobstructive stenosis, and 3.5% had ≥50% stenosis (1.4% had ≥70% stenosis) on CCTA. A CAC score >0 had a sensitivity, specificity, and negative and positive predictive values for stenosis ≥50% of 89%, 59%, 96%, and 29%, respectively. During a median of 2.1 years, there was no difference in mortality among patients with a CAC score of 0 irrespective of obstructive CAD. Among 8,907 patients with follow-up for the composite endpoint, 3.9% with a CAC score of 0 and ≥50% stenosis experienced an event (hazard ratio: 5.7; 95% confidence interval: 2.5 to 13.1; p < 0.001) compared with 0.8% of patients with a CAC score of 0 and no obstructive CAD. Receiver-operator characteristic curve analysis demonstrated that the CAC score did not add incremental prognostic information compared with CAD extent on CCTA for the composite endpoint (CCTA area under the curve = 0.825; CAC + CCTA area under the curve = 0.826; p = 0.84). In symptomatic patients with a CAC score of 0, obstructive CAD is possible and is associated with increased cardiovascular events. CAC scoring did not add incremental prognostic information to CCTA.

Background— Guidelines for the management of patients with suspected coronary artery disease (CAD) rely on the age, sex, and angina typicality–based pretest probabilities of angiographically significant CAD derived from invasive coronary angiography (guideline probabilities). Reliability of guideline probabilities has not been investigated in patients referred to noninvasive CAD testing. Methods and Results— We identified 14048 consecutive patients with suspected CAD who underwent coronary computed tomographic angiography. Angina typicality was recorded with the use of accepted criteria. Pretest likelihoods of CAD with ≥50 diameter stenosis (CAD50) and ≥70 diameter stenosis (CAD70) were calculated from guideline probabilities. Computed tomographic angiography images were evaluated by ≥1 expert reader to determine the presence of CAD50 and CAD70. Typical angina was associated with the highest prevalence of CAD50 (40 in men, 19 in women) and CAD70 (27 men, 11 women) compared with other symptom categories ( P <0.001 for all). Observed CAD50 and CAD70 prevalences were substantially lower than those predicted by guideline probabilities in the overall population (18 versus 51 for CAD50, 10 versus 42 for CAD70; P <0.001), driven by pronounced differences in patients with atypical angina (15 versus 47 for CAD50, 7 versus 37 for CAD70) and typical angina (29 versus 86 for CAD50, 19 versus 71 for CAD70). Marked overestimation of disease prevalence by guideline probabilities was found at all participating centers and across all sex and age subgroups. Conclusion— In this multinational study of patients referred for coronary computed tomographic angiography, determination of pretest likelihood of angiographically significant CAD by the invasive angiography-based guideline probabilities greatly overestimates the actual prevalence of disease.

Background— The predictive value of coronary computed tomographic angiography (cCTA) in subjects without chest pain syndrome (CPS) has not been established. We investigated the prognostic value of coronary artery disease detection by cCTA and determined the incremental risk stratification benefit of cCTA findings compared with clinical risk factor scoring and coronary artery calcium scoring (CACS) for individuals without CPS. Methods and Results— An open-label, 12-center, 6-country observational registry of 27 125 consecutive patients undergoing cCTA and CACS was queried, and 7590 individuals without CPS or history of coronary artery disease met the inclusion criteria. All-cause mortality and the composite of all-cause mortality and nonfatal myocardial infarction were measured. During a median follow-up of 24 months (interquartile range, 18–35 months), all-cause mortality occurred in 136 individuals. After risk adjustment, compared with individuals without evidence of coronary artery disease by cCTA, individuals with obstructive 2- and 3-vessel disease or left main coronary artery disease experienced higher rates of death and composite outcome ( P <0.05 for both). Both CACS and cCTA significantly improved the performance of standard risk factor prediction models for all-cause mortality and the composite outcome (likelihood ratio P <0.05 for all), but the incremental discriminatory value associated with their inclusion was more pronounced for the composite outcome and for CACS (C statistic for model with risk factors only was 0.71; for risk factors plus CACS, 0.75; for risk factors plus CACS plus cCTA, 0.77). The net reclassification improvement resulting from the addition of cCTA to a model based on standard risk factors and CACS was negligible. Conclusions— Although the prognosis for individuals without CPS is stratified by cCTA, the additional risk-predictive advantage by cCTA is not clinically meaningful compared with a risk model based on CACS. Therefore, at present, the application of cCTA for risk assessment of individuals without CPS should not be justified.

We assessed whether combinations of cardiometabolic risk factors independently predict coronary plaque progression (PP) and major adverse cardiovascular events in patients with stable coronary artery disease.