黃 群， 李 芳， 胡綺莉， 李蕓菲， 孟凡華， 趙小虎

(復(fù)旦大學(xué)附屬上海市第五人民醫(yī)院放射科，上海 200240)

冠心病是指因冠狀動脈狹窄、供血不足而引起心肌機(jī)能障礙或器質(zhì)性病變，嚴(yán)重威脅人類的健康[1]。目前診斷冠心病的“金標(biāo)準(zhǔn)”是數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography， DSA)，但其有創(chuàng)、費(fèi)用高昂，限制了其臨床應(yīng)用[2-3]。冠狀動脈CT血管成像(coronary computed tomography angio-graphy, CCTA)作為非侵入性成像技術(shù)，具有安全無創(chuàng)的優(yōu)點，已廣泛用于診斷和排除冠狀動脈疾病[4-5]。目前CTA對冠狀動脈狹窄程度的評估，多通過肉眼觀察狹窄處管腔大小判斷，但鈣化斑塊產(chǎn)生的線束硬化偽影，使鈣化管壁與含造影劑的管腔缺乏明顯對比，難以準(zhǔn)確判斷冠脈狹窄程度[6-8]。血管腔內(nèi)CT值，可以反映造影劑的通過量，可一定程度反應(yīng)狹窄程度，受圖像空間分辨率、心臟搏動以及鈣化偽影等影響較小[9-10]。直接測量CT值評估冠狀動脈狹窄程度，容易受個體質(zhì)量、心率及個體間圖像采集時間的不一致影響[11]。有研究提出校正管腔內(nèi)CT值差值(definition ofcorrected contrast opaci-fication, DCCO)，能夠克服采集圖像的不均一性，提高CTA對冠狀動脈狹窄程度診斷的準(zhǔn)確性[12-13]。校正管腔內(nèi)CT值差值是指冠狀動脈管腔內(nèi)CT值與同層面主動脈腔內(nèi)CT值的比值差。但既往對DCCO研究相對較少，且對冠脈動脈狹窄程度評估效能結(jié)果不一致[14-16]?？赡芘c研究人群、CT掃描儀器及對比劑種類不同有關(guān)。本研究使用320排動態(tài)容積CT掃描機(jī)器，在一個心動周期即可完成心臟掃描，消除多個心動周期對圖像和數(shù)據(jù)測量的影響，進(jìn)一步探索DCCO及DCCO聯(lián)合CCTA對冠狀動脈狹窄程度評估效能。

1 資料與方法

1.1 一般資料

1.1.1 入組與排除標(biāo)準(zhǔn) 回顧性分析2019年1月—12月在復(fù)旦大學(xué)附屬上海市第五人民醫(yī)院行CCTA和DSA檢查診斷冠狀動脈狹窄的93例患者，男性65例，女性28例，年齡30～89歲，平均(65.2±10.7)歲。納入的標(biāo)準(zhǔn)： (1) 15 d內(nèi)先后行冠狀動脈CTA和DSA檢查，左前降支、左回旋支、右冠狀動脈有狹窄的患者；(2) 兩 項檢查之間未接受干預(yù)治療；(3) CCTA圖像清晰，無明顯錯層和偽影。排除標(biāo)準(zhǔn)： (1) 冠狀動脈主要分支變異、發(fā)育異?；虼嬖诳v深型心肌橋；(2) 同層面校正血管存在病變；(3) 冠狀動脈植入支架后。

1.1.2 納入者分組 納入93例患者，血管包括左冠前降支、左冠回旋支、右冠狀動脈共148支血管。CTA及DSA對冠狀動脈狹窄程度的評估，由兩位5年以上診斷經(jīng)驗的心內(nèi)科醫(yī)師及放射科醫(yī)師采用國際上通用的目測直徑法[17]即血管狹窄的程度=(狹窄段近心端正常血管直徑-狹窄處直徑)/狹窄段近心端正常血管直徑×100%，獨立盲法評估完成，評判者間結(jié)果不一致時進(jìn)行協(xié)商統(tǒng)一。根據(jù)斑塊性質(zhì)分為鈣化組共36支，非鈣化組共112支。以DSA結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)，將狹窄血管分為3組： 輕度狹窄組(狹窄程度<50%)、中度狹窄組(50%≤狹窄程度<75%)、重度狹窄組(狹窄程度≥75%)，見表1。

表1 3組患者人口學(xué)資料Tab.1 Demographic data of three groups of patients

1.2 方法

1.2.1 CT檢查方法及掃描參數(shù) 設(shè)備： 佳能Aquilion one 320排動態(tài)容積CT，患者體位： 腳先進(jìn)，仰臥位；掃描范圍： 氣管隆突下1 cm至心臟膈面下1～2 cm，采用團(tuán)注對比劑追蹤技術(shù)，于左心室水平降主動脈設(shè)定觸發(fā)閾值為180 HU，達(dá)到閾值后觸發(fā)掃描。掃描參數(shù)： volume采集模式，球管轉(zhuǎn)速為0.275 s/圈。管電壓120 kV，管電流采用毫安自動調(diào)節(jié)技術(shù)，重建層厚0.5 mm。心率控制： 為獲得理想的冠狀動脈圖像，患者靜坐15分鐘后測量心率，對心率>70次/min者，口服β受體阻滯劑(倍他樂克)降低心率。檢查前右側(cè)肘中靜脈留置20 G套管針并進(jìn)行呼吸訓(xùn)練，使每次呼吸動作一致，采用雙通道高壓注射器，以流速4.5～5.5 mL/s 注入40～60 mL非離子型對比劑碘克沙醇(320 mg I/mL)后以相同速率注入生理鹽水30 mL。

1.2.2 CTA圖像后處理 將原始CCTA圖像傳至后處理工作站，利用自動冠狀動脈分析軟件進(jìn)行后處理，對患者冠狀動脈的主要分支進(jìn)行最大密度投影(maximal intensity projection, MIP)、曲面重建(curved plannar reconstruction, CPR)和容積再現(xiàn)(volume rendering, VR)重建。

1.2.3 DCCO值測量 為避免多節(jié)段病變及由于管腔細(xì)小形成的容積效應(yīng)，研究選取局限節(jié)段性病變血管為研究對象。在血管拉直圖上狹窄近端和遠(yuǎn)端3、6、9 mm處定位測量點，則自動顯示冠狀動脈管腔橫斷面，于橫斷面血管腔中心畫感興趣區(qū)(region of interest, ROI)，ROI盡量大且避開血管壁，每個定位點測量三次并記錄均值，進(jìn)一步求得狹窄近端、遠(yuǎn)端管腔CT值均值，分別用A1、A2表示。以相同方法同時測量冠狀動脈定位點水平冠狀動脈CTA橫斷面圖像相對應(yīng)同層降主動脈CT值，分別用B1、B2表示，見圖1。DCCO=A1/B1-A2/B2。

圖1 DCCO值測量方法示意圖Fig.1 The methods of DCCO measurementa為右冠狀動脈曲面重建圖，短線所示刻度為橫軸位測量標(biāo)定點；d、c、b為距離狹窄段近端3、6、9 mm處以血管橫軸位測得的CT值；e、f、g為距離狹窄段遠(yuǎn)端3、6、9 mm處以血管橫軸位測得的CT值；h.同層面校正血管腔CT值的測量

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1 CCTA評估冠狀動脈狹窄程度準(zhǔn)確性

DSA結(jié)果顯示，輕度狹窄組54支，中度狹窄組50支，重度狹窄組44支；CCTA目測法診斷結(jié)果顯示，輕度狹窄組49支，中度狹窄組49支，重度組50支，見表2。CCTA對冠狀動脈狹窄程度診斷的準(zhǔn)確率： 輕度狹窄組為57.4%，中度狹窄組為74%，重度狹窄組為70.4%。

表2 CCTA和DSA診斷結(jié)果對比Tab.2 Comparison ofdiagnostic results between CCTA and DSA

2.2 輕度、中度、重度狹窄組組間DCCO值比較

冠狀動脈狹窄段近、遠(yuǎn)側(cè)DCCO值隨著狹窄程度的增加而增大，重度狹窄組為(0.21±0.02)，大于中度狹窄組(0.13±0.18)，大于輕度狹窄組(0.06±0.01)；中度狹窄組(0.13±0.18)大于輕度狹窄組(0.06±0.01)，組間DCCO值差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(t1=-2.816P1=0.006,t2=-5.129P2=0.000,t3=-2.694P3=0.009)。

2.3 CCTA、DCCO及DCCO聯(lián)合CCTA對狹窄程度≥50%和狹窄程度≥75%診斷效能比較

分別以狹窄程度≥50%、狹窄程度≥75%為陽性事件繪制ROC曲線： CCTA、DCCO、DCCO+CCTA診斷冠狀動脈狹窄程度ROC曲線下面積分別為0.691、0.699、0.767和0.761、0.717、0.821(圖2～3)；DCCO最佳截斷值分別為0.131、0.135，靈敏度分別為0.511、0.635，特異度分別為0.815、0.75，陽性預(yù)測值分別為0.753、0.774，陰性預(yù)測值分別為0.712、0.688，見表3。

圖2 以狹窄≥50%為陽性事件的ROC曲線Fig.2 ROC curve for positive events with a narrow degree of 50%CCTA、DCCO、DCCO+CCTA曲線下面積分別為0.691、0.699、0.767

圖3 以狹窄≥75%為陽性事件的ROC曲線Fig.3 ROC curve for positive events with a narrow degree of 75%CCTA、DCCO、DCCO+CCTA曲線下面積分別為0.761、0.717、0.821

表3 DCCO評估狹窄程度效能對比Tab.3 Efficacy of DCCO in the evaluation of stenosis degree

2.4 DCCO、CCTA在鈣化組、非鈣化組中評估狹窄程度準(zhǔn)確性對比

當(dāng)DCCO最佳截斷值為0.131、0.135時，DCCO對鈣化組、非鈣化組狹窄程度的診斷效能均高于CCTA，見表4～5及圖4。

表4 DCCO、CCTA對狹窄程度診斷效能對比Tab.4 Comparison of DCCO and CCTA in the diagnosis of stenosis degree (cut off值=0.131)

表5 DCCO、CCTA對狹窄程度診斷效能對比Tab.5 Comparison of DCCO and CCTA in the diagnosis of stenosis degree (cut off值=0.135)

圖4 鈣化斑塊血管CCTA和DSA診斷對比結(jié)果Fig.4 Comparing the diagnosis results of CCTA and DSA in calcified plaqueA為DSA診斷20～30%狹窄，輕度狹窄(紅色箭頭)；B為 CCTA顯示鈣化斑塊，診斷重度狹窄；DCCO為0.054，提示輕度狹窄；該結(jié)果提示DCCO相較常規(guī)冠狀動脈CTA在評估冠狀動脈鈣化病變處狹窄程度有一定優(yōu)勢

3 討 論

正常冠狀動脈腔內(nèi)CT值從近心端至遠(yuǎn)心端呈逐漸下降趨勢，冠狀動脈發(fā)生狹窄后，狹窄近遠(yuǎn)端CT值差異可在一定程度上反映血管狹窄導(dǎo)致的血流變化情況?？紤]到冠狀動脈管腔CT值受到所使用對比劑濃度、流速和用量以及患者心功能情況、心動周期長短等因素影響，本研究以DSA結(jié)果為參照標(biāo)準(zhǔn)，對比分析輕度、中度、重度狹窄組之間DCCO值差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著狹窄程度增加，狹窄段近遠(yuǎn)側(cè)DCCO值逐漸增大，且不同狹窄組之間DCCO值均具有統(tǒng)計學(xué)意義。通過繪制ROC曲線，獲得DCCO最佳截斷值發(fā)現(xiàn)，當(dāng)狹窄程度≥75%時，DCCO及DCCO+CCTA對冠狀動脈狹窄程度的診斷效能大于狹窄程度≥50%時的診斷效能，DCCO在鈣化組、非鈣化組評估狹窄程度的準(zhǔn)確性優(yōu)于CCTA。綜上可見，DCCO及DCCO+CCTA可一定程度提高CCTA對冠狀動脈狹窄程度診斷的準(zhǔn)確率，為CCTA診斷冠狀動脈狹窄程度提供量化指標(biāo)，有利于指導(dǎo)患者是否需要進(jìn)行DSA檢查。

以往CCTA評估冠狀動脈狹窄程度是通過觀察狹窄處管腔大小來判斷，但當(dāng)遇到多發(fā)鈣化病變或高密度的鈣化會產(chǎn)生暈狀偽影(blooming artifact)，甚至?xí)斐晒芮槐徽诒危瑢?dǎo)致CCTA難以評估冠脈狹窄[1,6,18]。研究[19-21]顯示，57.8%的鈣化斑塊所在管腔無狹窄或輕度狹窄，由于CCTA對鈣化斑塊較敏感，常過度評估冠狀動脈的狹窄程度，鈣化是導(dǎo)致CCTA診斷冠心病假陽性的主要原因。本研究根據(jù)斑塊性質(zhì)，將樣本分為鈣化組及非鈣化組進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對于鈣化組及非鈣化組，DCCO測量法在中度及重度狹窄組的診斷效能均優(yōu)于CCTA。本研究通過測量狹窄段近、遠(yuǎn)側(cè)管腔內(nèi)CT值并進(jìn)行校正，相較觀察直徑法，在鈣化組中，避免了鈣化偽影的干擾，在非鈣化組中，可以減少手動測量管腔直徑導(dǎo)致的人為誤差等因素，有助于提高冠狀動脈狹窄評估的準(zhǔn)確率。本研究發(fā)現(xiàn)DCCO不僅適用于鈣化斑塊導(dǎo)致冠狀動脈狹窄的管腔狹窄程度的評估，對于非鈣化斑塊同樣適用，且測量簡單、可重復(fù)，易于在臨床推廣。

Chow等[15]發(fā)現(xiàn)，不同冠狀動脈狹窄程度患者，狹窄段近遠(yuǎn)側(cè)DCCO值具有顯著差異，隨狹窄程度增加，DCCO值逐漸增大，且DCCO值可較為準(zhǔn)確判別冠狀動脈狹窄程度，其診斷靈敏度與特異度分別為83.0%和91.0%。研究進(jìn)一步利用DCCO值評估冠狀動脈支架植入術(shù)后管腔再狹窄程度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，DCCO值在支架植入后無狹窄、再狹窄程度<50%、再狹窄程度≥50%等3組患者間具有顯著差異, 提示冠狀動脈支架遠(yuǎn)側(cè)管腔CT密度值衰減是支架再狹窄的重要CT征象[22-23]。這些結(jié)果與本研究原理相同，結(jié)果基本一致，提示DCCO值有望用于冠脈動脈狹窄程度評估。

梁杉等[24]對233支主要冠狀動脈(右冠狀動脈、左前降支、左回旋支)研究發(fā)現(xiàn)重度狹窄組近遠(yuǎn)端DCCO值與中度狹窄組差異無統(tǒng)計學(xué)意義，與本研究結(jié)果重度狹窄組近遠(yuǎn)端DCCO值與中度狹窄組差異具有統(tǒng)計學(xué)意義不一致。其可能原因： (1) 使用的掃描機(jī)器不同： 梁杉等[24]使用的是第2代雙源CT(SOMATOM Definition Flash)未能消除多次心動周期采集圖像致管腔內(nèi)造影劑濃度不同從而影響管腔CT值；本研究掃描設(shè)備為Aquilion one 320排動態(tài)容積CT，具有160 mm寬體探測器，一個心動周期內(nèi)即可完成圖像采集，避免了圖像采集時相差這一影響因素，相對以往結(jié)果，測量的數(shù)據(jù)更可靠；(2) CCTA 和DSA兩種檢查時間間隔不相同，梁杉等[24]研究中間隔≥30 d，可能因為病情進(jìn)展影響?yīng)M窄程度的評估。本研究的納入對象為15 d內(nèi)先后行冠狀動脈CTA及DSA檢查者，時間窗較短，一定程度上減少了病情變化對本研究的影響。(3) 本研究樣本量相較其樣本量較少，因此結(jié)果需要大樣本量證實。

本研究的局限性： (1) 盡管本研究對斑塊性質(zhì)進(jìn)行了分組并發(fā)現(xiàn)DCCO測量法能夠一定程度提高對鈣化斑塊狹窄程度的評估，但純鈣化斑塊樣本較少，其臨床價值還需大樣本研究證實。(2) 盡管研究應(yīng)用了校正的方法來進(jìn)行各參數(shù)的評估，但個體間影響因素較多，結(jié)果仍可能存在偏差。

根據(jù)本研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)冠狀動脈狹窄程度≥50%和≥75%時，DCCO及DCCO+CCTA較常規(guī)CCTA的診斷效能均有所提高，冠狀動脈斑塊的性質(zhì)，對于DCCO診斷效能并無明顯影響，可一定程度上減少輕度狹窄患者接受DSA檢查，減少患者經(jīng)濟(jì)損失及身體損傷，對臨床指導(dǎo)患者是否需要行DSA檢查提供幫助。