Background— Extent and severity of myocardial ischemia are determinants of risk for patients with coronary artery disease, and ischemia reduction is an important therapeutic goal. The Clinical Outcomes Utilizing Revascularization and Aggressive Drug Evaluation (COURAGE) nuclear substudy compared the effectiveness of percutaneous coronary intervention (PCI) for ischemia reduction added to optimal medical therapy (OMT) with the use of myocardial perfusion single photon emission computed tomography (MPS). Methods and Results— Of the 2287 COURAGE patients, 314 were enrolled in this substudy of serial rest/stress MPS performed before treatment and 6 to 18 months (mean=374±50 days) after randomization using paired exercise (n=84) or vasodilator stress (n=230). A blinded core laboratory analyzed quantitative MPS measures of percent ischemic myocardium. Moderate to severe ischemia encumbered ≥10% myocardium. The primary end point was ≥5% reduction in ischemic myocardium at follow-up. Treatment groups had similar baseline characteristics. At follow-up, the reduction in ischemic myocardium was greater with PCI+OMT (−2.7%; 95% confidence interval, −1.7%, −3.8%) than with OMT (−0.5%; 95% confidence interval, −1.6%, 0.6%; P <0.0001). More PCI+OMT patients exhibited significant ischemia reduction (33% versus 19%; P =0.0004), especially patients with moderate to severe pretreatment ischemia (78% versus 52%; P =0.007). Patients with ischemia reduction had lower unadjusted risk for death or myocardial infarction ( P =0.037 [risk-adjusted P =0.26]), particularly if baseline ischemia was moderate to severe ( P =0.001 [risk-adjusted P =0.08]). Death or myocardial infarction rates ranged from 0% to 39% for patients with no residual ischemia to ≥10% residual ischemia on follow-up MPS ( P =0.002 [risk-adjusted P =0.09]). Conclusions— In COURAGE patients who underwent serial MPS, adding PCI to OMT resulted in greater reduction in ischemia compared with OMT alone. Our findings suggest a treatment target of ≥5% ischemia reduction with OMT with or without coronary revascularization.

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.

This study assessed the incremental prognostic implications of normal and equivocal exercise technetium-99m (Tc-99m) sestamibi single-photon emission computed tomography (SPECT) and sought to determine its incremental prognostic value, impact on patient management and cost implications. The prognostic implications of Tc-99m sestamibi SPECT are not well defined, and risk stratification using this test has not been explored. We studied 1,702 patients referred for exercise Tc99m sestamibi SPECT who were followed up for a mean (±SD) of 20 ± 5 months. Patients with previous percutaneous transluminal coronary angioplasty or coronary artery bypass surgery were excluded. The SPECT studies were assessed using semiquantitative visual analysis. Cardiac death and myocardial infarction were considered “hard” events, and coronary angioplasty and bypass surgery >60 days after testing were considered “soft” events. Of the 1,702 patients studied, 1,131 had normal or equivocal scan results. A total of 10 events occurred in this group (1 cardiac death and 1 myocardial infarction [0.2% hard events]; 4 coronary angioplasty and 4 bypass surgery procedures [0.7% soft events]). The rates of hard events and referral to catheterization after SPECT were similarly low in patients with a low (< 0.15), intermediate (0.15 to 0.85) and high (>0.85) post-exercise treadmill test (ETT) likelihood of coronary artery disease. With respect to scan type, patients with normal, probably normal or equivocal scan results had similarly low hard event rates. In the 571 patients with abnormal scan results, there were 43 hard events (7.5%) and 42 soft events (7.4%) (p < 0.001 vs. 1,131 patients with normal scan results for both). When the complete spectrum of scan responses was considered, SPECT provided incremental prognostic value in all patient subgroups analyzed. However, the nuclear scan was cost-effective only in patients with interpretable exercise ECG responses and an intermediate to high post-ETT likelihood of coronary artery disease and in those with uninterpretable exercise ECG responses and an intermediate to high pre-ETT likelihood of coronary artery disease. Normal or equivocal exercise Tc-99m sestamibi study results are associated with a benign prognosis, even in patients with a high likelihood of coronary artery disease. Although incremental prognostic value is added by nuclear testing in all patient subgroups, a testing strategy incorporating nuclear testing proved to be cost-effective only in the groups with an intermediate to high likelihood of coronary artery disease before scanning.

Background —The incremental prognostic value of post-stress left ventricular ejection fraction (EF) and volume over perfusion has not been investigated. Methods and Results —We identified 1680 consecutive patients who underwent rest Tl-201/stress Tc-99m sestamibi gated single photon emission computed tomography (SPECT) and who were followed-up for 569±106 days. Receiver-operator characteristics analysis defined an EF<45%, an end-systolic volume (ESV) >70 mL, and an end-diastolic volume >120 mL as optimal thresholds, yielding moderate sensitivity and high specificity in the prediction of cardiac death. Patients with an EF≥45% had mortality rates <1%/year, despite severe perfusion abnormalities, whereas patients with an EF<45% had high mortality rates, even with only mild/moderate perfusion abnormalities (9.2%/year; P <0.00001). Similarly, an ESV≤70 mL was related to a low cardiac death rate (<1.2%/year), even for patients with severe perfusion abnormalities, whereas patients with an ESV>70 mL and only mild/moderate perfusion abnormalities had high death rates (8.2%/year; P <0.00001). Patients with an EF<45% and an ESV≤70 mL had low cardiac death rates (1.7%/year); those with an EF<45% but an ESV>70 mL had high death rates (7.9%/year; P <0.02). Multivariate Cox proportional hazards regression showed that perfusion variables and ESV were independent predictors of overall coronary events, whereas EF and ESV demonstrated incremental prognostic values over prescan and perfusion information in predicting cardiac death and cardiac death or myocardial infarction. Conclusions —Post-stress EF and ESV by gated-SPECT have incremental prognostic values over prescan and perfusion information in predicting cardiac death, and they provide clinically useful risk stratification.

Objectives. This study assessed the validity of a novel approach to myocardial perfusion scintigraphy that provides the opportunity to avoid the drawbacks of standard same-day rest/stress technetium-99m sestamibi myocardial perfusion studies by using separate-acquisition dual-isotope rest thallium-201 and exercise technetium-99m sestamibi single-photon emisson computed tomography (SPECT). Background. Standard seme-day rest/stress technetium-99m sestamibi myocardial perfusion studies are cumbersome, associated with a potential decrease in perceived stress defect severity compared with thallium-201 due to the presence of rest technetium-99m sestamibi and may be enable to differentiate hibernating from infarcted myocardium. Methods. The dual-isotope procedure was performed in 63 patients without previous myocardial infarction undergoing coronary angiography to evaluate sensitivity and specificity for coronary artery disease and in 107 patients with a low (<5%) likelihood of coronary artery disease to evaluate normalcy rate. To validate defect reversibility, the dual-isotope SPECT study was compared with stress/rest technetium-99m sestamibi SPECT studies in a separate group of 31 patients with previous documented myocardial infarction who underwent a rest technetium-99m sestamibi study in addition to the dual-isotope SPECT study. Results. In angiographic correlations, dual-isotope SPECT demonstrated high sensitivity for detecting patients with ≥50% stenosis (91 %, 55 patients) and ≥70% stenosis (96%, 52 patients). In a small group of patients, high specificity was also observed (75% for <50% stenosis [8 patients] and 82% for <70% stenosis [11 patients]). A very high normalcy rate of 95% was also found. In the patient group assessed for defect reversibility, in zones with no previous myocardial infarction, segmental agreement for defect type between rest thallium-201 and rest technetium-99m sestamibi studies was 97% (kappa = 0.79, p < 0.001). In myocardial infarct zones, segmental agreement for defect type was 98% (kappa = 0.93, p < 0.001). Image quality was generally good to excellent. Conclusions. Our findings demonstrate that separate-acquisition dual-isotope myocardial perfusion SPECT is accurate for coronary artery disease detection, correlates well with reststress sestamibi studies for assessment of defect reversibility and results in good to excellent image quality. This approach provides an excellent method for the combined assessment of stress myocardial perfusion and myocardial viability.

AimsAlthough pre-revascularization ischaemia testing is recommended, the interaction between the extent of ischaemia and myocardial scar with performance of revascularization on patient survival is unclear.

The aim of this study was to determine the predictors of risk and the temporal characteristics of risk associated with normal myocardial perfusion single photon emission computed tomography (MPS). No empiric data exist regarding predictors of risk after normal MPS and their temporal characteristics. Follow-up (mean: 665 ± 200 days, 96% complete) of 7,376 consecutive patients with normal exercise or adenosine MPS identified 78 hard events (HE) (45 cardiac deaths, 33 non-fatal myocardial infarction; 1.1% cumulative HE rate, 0.6%/year). Cox proportional hazards analysis was used to identify predictors of HE. Parametric survival analysis was used to model predicted time to HE. The HE rates were greater in patients with versus without previous coronary artery disease (CAD). The Cox proportional hazards model identified pharmacologic stress, known CAD, diabetes mellitus (DM), male gender, and increasing age, with interactions between stress type and previous CAD (lower risk in patients without previous CAD undergoing exercise stress vs. all others) and between DM and gender (higher risk in DM females vs. all others) as the model most predictive of HE. The highest risk subgroups had a maximal event rate of 1.4% to 1.8%/year. Parametric survival models revealed that in patients without previous CAD the level of risk was uniform with time, but in patients with known CAD, risk increased with time (e.g., risk in the first year was less than in the second year, hence, a dynamic temporal component of risk was present). Multiple clinical factors add incremental prognostic value in patients with normal MPS, affecting their risk and its temporal pattern, and may alter the appropriate timing of repeat testing, hence establishing the existence of a “warranty” period for normal MPS studies.