320排動態(tài)容積CT評估鈣化斑塊對診斷冠狀動脈狹窄程度的影響

謝福榮，許化致，姜億一，曹國全，吳恩福

（溫州醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院 放射科，浙江 溫州 325015）

·論 著·

320排動態(tài)容積CT評估鈣化斑塊對診斷冠狀動脈狹窄程度的影響

謝福榮，許化致，姜億一，曹國全，吳恩福

（溫州醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院 放射科，浙江 溫州 325015）

目的：分析不同程度鈣化斑塊對320排動態(tài)容積CT冠狀動脈成像（320-CCTA）評估冠脈狹窄的影響。方法：回顧性分析161例接受320-CCTA檢查，并于4周內接受冠狀動脈造影（CAG）檢查的冠心病疑診患者的臨床資料。以CAG為“金標準”，判斷320-CCTA診斷伴不同程度鈣化斑塊冠狀動脈狹窄的準確性；對照CAG結果，繪制320-CCTA的受試者工作特征曲線（ROC曲線）并計算曲線下面積（AUC）值。結果：161例320-CCTA圖像質量為4分121例（占75.2%），3分40例（占24.8%）。全部病例無階梯偽影及運動偽影。182（占7.9%）冠脈節(jié)段中發(fā)現不同程度鈣化斑塊，其中輕度鈣化斑塊136（占5.9%）、中度鈣化斑塊39（占1.7%）、重度鈣化斑塊7（占0.3%）。320-CCTA診斷冠狀動脈狹窄≥50%的敏感性、特異性：非鈣化斑組為98.3%、81.3%，混合斑塊組為100%、86.2%，輕度鈣化78.6%、99.2%，中度鈣化90%、86.2%，重度鈣化100%、66.7%，其ROC曲線AUC值分別為0.90、0.93、0.89、0.88和0.83。結論：受重度鈣化影響，320-CCTA診斷冠脈狹窄≥50%的準確性有所降低，但總體上具有較高的準確性。

體層攝影術，X線計算機；冠狀動脈造影；斑塊；曲線下面積

冠狀動脈粥樣硬化性心臟病指冠狀動脈粥樣硬化使血管腔狹窄或阻塞，或/和因冠狀動脈功能性改變（痙攣）導致心肌缺血低氧或壞死而引起的心臟病，統(tǒng)稱為冠狀動脈性心臟病，簡稱冠心病。我國城鄉(xiāng)人群冠心病住院率逐年上升，且發(fā)病年齡具有年輕化趨勢[1]。隨著螺旋CT技術發(fā)展，冠狀動脈CT血管成像（coronary computed tomography angiography，CCTA）已經成為冠心病首選無創(chuàng)性檢查，在低、中危冠心病患者的篩查中起重要的作用[2]，但如何準確評估中、重度鈣化斑塊管腔狹窄仍是CCTA的挑戰(zhàn)。

本研究旨在分析320排動態(tài)容積CT冠脈成像（320-CCTA）診斷冠狀動脈狹窄的準確性，評估不同成分斑塊、不同程度鈣化斑塊的影響。

1 資料和方法

1.1 一般資料 回顧性分析2012年7月-2013年2月本院擬診為冠狀動脈性心臟病的161例患者資料，男104例，女57例，年齡37～85歲，平均（62.58±9.3）歲；表現為胸痛64例，胸悶90例，陣發(fā)性意識不清7例；伴糖尿病33例，高脂/膽固醇血癥51例，高血壓116例。所有病例均先行320-CCTA，并在隨后4周內完成常規(guī)冠狀動脈造影（invasive coronary angiography，CAG）。

1.2 320-CCTA檢查

1.2.1 檢查過程：采用雙筒高壓注射器經肘靜脈注入碘海醇（350 mg I/mL）50～80 mL，流速為5.0 mL/s，注射完畢后再以同樣流速注入0.9%氯化鈉溶液40 mL，掃描模式為Volume采集，管電壓為120 kV，管電流根據患者體型設為350～580 mA，掃描視野為FOV-M，轉速為0.35 s，探測器準直為320 mm×0.5 mm，增強掃描應用SureStart造影劑追蹤技術，自動觸發(fā)掃描。所有患者均采用回顧性心電門控掃描。

1.2.2 圖像后處理：選擇心動周期5%～95%時相間隔10%重組10組冠狀動脈圖像，層厚0.5 mm，間距0.5 mm。選擇冠狀動脈顯示最佳組。采用Vitrea FX軟件進行后處理重組圖像，行容積重現、最大密度投影、多平面重建及曲面重建；對有斑塊節(jié)段，進行軸位重建顯示。

1.3 分析方法

1.3.1 冠脈分段及CCTA圖像質量評分：根據美國心臟協(xié)會分類指南[7]將冠狀動脈分為15段。根據Frank J的CCTA圖像質量評價標準，分為4個等級。4分：優(yōu)秀，3分：良好，2分：可接受，1分：不可接受。

1.3.2 冠狀動脈狹窄程度判斷標準以及斑塊性質分類：按照美國心臟協(xié)會推薦的冠狀動脈分段方法，采用5分制目測半定量方法評估冠狀動脈狹窄程度：正常為0分，狹窄＜25%為1分，狹窄25%～50%為2分，狹窄50%～75%為3分，狹窄75%～100%為4分。斑塊分為非鈣化斑塊（noncalcified plaque，NCP，包括軟斑塊、纖維斑塊），混合斑塊（mixture plaque，MP，鈣化＜50%），鈣化斑塊（calcified plaque，CP，鈣化≥50%），根據鈣化斑塊的軸位覆蓋范圍分為輕度鈣化（LCP，＜90°），中度鈣化（MCP，90°～180°），重度鈣化斑（SCP，＞180°）。對所有直徑≥1.5 mm的冠狀動脈節(jié)段進行分析，測量管腔狹窄率。狹窄率=（狹窄段近心端正常血管直徑-最狹窄處直徑）/狹窄段近心端正常血管直徑×100%。320-CCTA圖像由2位放射科醫(yī)師進行分析，有分歧時由2人商議后判定。CAG結果由2位心內科醫(yī)師目測或利用定量工具分析血管狹窄程度。

1.4 統(tǒng)計學處理方法 采用SPSS17.0軟件進行統(tǒng)計分析。對CAG及320-CCTA結果進行Kappa一致性檢驗（Kappa≥0.75兩者一致性較好；0.75＞Kappa≥0.4兩者一致性一般；Kappa＜0.4兩者一致性較差）。參照CAG結果，繪制320-CCTA的受試者工作特征曲線（ROC曲線）并計算曲線下面積（AUC）值（AUC值在0.7～0.9時有一定準確性；AUC值＞0.9時有較高的準確性）。

2 結果

2.1 320-CCTA圖像質量 圖像質量4分121例（占75.2%），圖像質量3分40例（占24.8%）。全部患者未見階梯偽影。根據美國心臟協(xié)會的分類指南將冠狀動脈分為15個節(jié)段，本組161例320-CCTA共有2 305（占95.4%）冠狀動脈節(jié)段可做定量評價，有110（占4.6%）冠脈節(jié)段未顯示。

2.2 320-CCTA與CAG結果 全部161例CAG檢出冠狀動脈狹窄≥50%患病率為64.6%（104/161），無顯著狹窄占35.4%（57/161）；單支血管病變75例（占46.6%），2支血管病變16例（占9.9%），3支血管病變13例（占8.1%）。

320-CCTA顯示無斑塊節(jié)段1 920（占83.3%），NCP節(jié)段106（占4.6%），MP節(jié)段97（占4.2%），LCP節(jié)段136（占5.9%），MCP節(jié)段39（占1.7%），SCP節(jié)段7（占0.3%）。CAG檢測LCP、MCP、SCP節(jié)段冠脈狹窄≥50%陽性率分別為10.3%（14/136）、25.6%（10/39）、57.1%（4/7），SCP節(jié)段冠脈狹窄≥50%陽性率明顯高于LCP、MCP節(jié)段。

2.3 320-CCTA診斷冠脈狹窄≥50%準確性 見表1-2。

表1 不同類別斑塊對320-CCTA診斷準確性影響

表2 不同血管、圖像質量等級對320-CCTA診斷準確性影響

3 討論

目前在眾多冠心病檢查方法中，CAG仍是診斷冠心病的“金標準”，并可對阻塞性冠狀動脈病變進行介入治療。隨著螺旋CT技術以及心電門控掃描技術的發(fā)展，CCTA在冠心病診斷中有替代CAG的趨勢。美國心臟協(xié)會于2009年達成共識，對于高危冠心病患者，由于鈣化等影響準確性，以及介入治療的需要，為提高患者檢查效率、降低醫(yī)療負擔，建議首選CAG；對于輕、中危冠心病患者，CCTA有很高的特異性、陰性預測值，可大大降低CAG的檢查率，但CCTA是否具有預測心血管事件、指導臨床對病變的干預尚缺乏足夠的研究證據[2]。心率（心律）的限制、有效輻射劑量、診斷鈣化斑塊管腔狹窄準確性等是制約CCTA運用的主要因素。本研究旨在分析320-CCTA診斷冠心病的準確性，評估不同程度冠脈鈣化的影響。

320-CCTA擁有16 cm寬幅探測器，實現全心臟0時相差成像，提升Z軸空間及時間分辨率；結合其自適應迭代劑量減低技術，達到減低輻射劑量的同時維持影像噪聲質地的優(yōu)秀表現[3]；本組資料中圖像質量4分占75.2%，圖像質量3分占24.8%，所有CCTA圖像無階梯偽影。CCTA的圖像質量是CT設備參數、掃描技術以及檢查者生理指標（體型、心率/心律、呼吸等）的綜合體現，決定其診斷冠狀動脈病變的準確性。本組資料中320-CCTA圖像質量4分和3分診斷冠心病AUC值分別為0.91、0.81，準確性差異有統(tǒng)計學意義；當CCTA圖像質量為3分時，評估冠脈狹窄需排除假象的可能（見圖1）。由于心臟運動中回旋支、右側冠脈近中段運動速度快以及血管走向垂直掃描走向等因素，基于血管分析，CCTA評估左側冠脈主干、前降支準確率最高，回旋支、右側冠脈近中段準確性有所降低[4]。本組資料中，右側冠脈、前降支的320-CCTA診斷冠心病的AUC值分別為0.92、0.89，有較高準確性，回旋支AUC值為0.81，有一定準確性，與文獻相符。使用Vitreal工作站可批量處理不同時相圖像數據，多時相實時對比，選取最佳時相。本組病例所有檢查均于5%～95% R-R間期間隔10%重建10組時相數據，根據需要增加1%間隔時相數據，如60%～70% R-R間期間隔1%重建10組數據。

圖1 CCTA圖像質量影響診斷準確性

冠狀動脈粥樣斑塊鈣化總發(fā)生率可達70%～80%，在CCTA檢查中發(fā)現含鈣化冠狀動脈病變占全部病變的49%[5]。鈣化積分（agatston calcium scoring，ACS）是檢測冠狀動脈管壁鈣化程度的重要方法，可一定程度提示、診斷冠心病及預測冠心病事件。以被檢查者的ACS＞150作標準預測冠脈顯著狹窄（冠脈狹窄≥50%）的特異性（為95%）達到CCTA水平，敏感性為29%，當被檢查者的ACS＞400時，可提示冠脈顯著性狹窄的存在[6]。由于管腔正性重構以及斑塊鈣化時體積減小，大部分鈣化斑塊并不導致管腔狹窄（見圖2）。本研究中基于冠脈節(jié)段分析，LCP、MCP、SCP節(jié)段中冠脈狹窄≥50%的陽性率分別為10.3%（14/136）、25.6%（10/39）、57.1%（4/7），顯示軸位鈣化斑塊覆蓋的范圍增加，冠心病發(fā)病率明顯上升。有研究顯示，不同形態(tài)鈣化斑塊冠狀動脈顯著狹窄發(fā)生率有顯著差別，點狀鈣化幾乎不致冠脈顯著狹窄，殼狀、彌漫性鈣化冠心病陽性率明顯升高[7]。向心性斑塊一般為動脈中、外膜增厚，由于外膜纖維化和增厚導致動脈縮窄，使血管發(fā)生負性重構；偏心性斑塊對側血管壁血管內皮相對完整，由于對一氧化氮的敏感反應，以及斑塊中的脂質誘發(fā)的巨噬細胞浸潤和明膠酶譜活性增高均促使血管壁發(fā)生外向擴張形成正性重構[8]。當血管軸位鈣化斑塊范圍越大，如殼狀、彌漫性鈣化，血管發(fā)生負性重構概率增大。

圖2 320-CCTA對不同程度鈣化斑塊冠脈狹窄顯示

CCTA可以從不同方位、技術觀察管腔、管壁情況，直接顯示粥樣硬化斑塊，定量評估管腔狹窄。由于受鈣化的線束硬化偽影和部分容積偽影影響，CCTA易高估鈣化斑塊冠脈狹窄程度，準確性下降。本組資料示NCP、LCP、MCP、SCP的320-CCTA診斷冠脈狹窄≥50%的AUC值分別為0.90、0.89、0.88、0.83，顯示320-CCTA診斷不同程度鈣化冠狀動脈狹窄有一定準確性。隨著鈣化斑塊的弧形覆蓋范圍的增加，302-CCTA的診斷效能下降。德國Vavere等[9]根據冠脈軸位覆蓋范圍分級鈣化斑塊，64排CT診斷NCP、LCP、MCP、SCP冠脈狹窄≥50%的AUC值分別為0.86、0.85、0.82、0.81，同樣提示鈣化斑塊的軸位覆蓋范圍影響CCTA診斷管腔狹窄的準確性。鈣化斑塊所致的線束硬化偽影、部分容積偽影是影響CCTA對冠脈管腔顯示的主要因素，線束硬化偽影主要與鈣化斑的致密度以及厚度相關[10]，掃描射線方向的鈣化厚度越大，射線衰減增加，線束硬化偽影增高?；⌒吴}化斑塊在掃描射線方向上有一定重疊，并且呈部分包繞血管之勢，其部分容積偽影、線束硬化偽影對管腔的影響將更加明顯。Ong等[11]報道ACS＜142時，64排CCTA診斷冠心病的敏感性、特異性分別為85.4%、98.1%，ACS＞142時，分別為79.9%、92.8%，2組差異無統(tǒng)計學意義，可能由于ACS＞142時冠心病的陽性率增高。筆者分析ACS作為冠脈鈣化的體積總和，不能體現鈣化對管腔狹窄以及對CCTA準確評估管腔的影響，鈣化斑塊的軸位覆蓋范圍將是一個有意義的指標。

總之，鈣化斑塊血管軸位覆蓋范圍與管腔狹窄有一定相關性，亦能很好地體現鈣化對CCTA診斷冠脈狹窄的影響；320-CCTA能對鈣化斑塊狹窄進行準確評估，大弧形鈣化斑塊、環(huán)形鈣化斑塊對CCTA準確性有一定影響。

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（本文編輯：吳健敏）

Impact of calcified plaque on the diagnostic accuracy in detecting coronary stenosis using 320-slice MDCT

XIE Furong, XU Huazhi, JIANG Yiyi, CAO Guoquan, WU Enfu. Department of Radiology, the First Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University, Wenzhou, 325015

Objective: To investigate the diagnostic accuracy of 320-slice dynamic volume coronary CT angiography (320-CCTA) in detecting coronary stenosis and to analyze the impact of coronary calcium in different calcification burden groups. Methods: The retrospective analysis enrolled 161 cases undergoing 320-CCTA and thereafter invasive coronary angiography (CAG) within 4 weeks for suspected coronary artery disease. Compared to CAG, the pretest probability of coronary stenosis was analyzed; the receiver operation characteristic (ROC) curve and area under curve of ROC (AUC) were used for statistical analyses. Results: Of 161 patients, 121 cases (75.2%) with optimal imaging quality (scale 4), 40 patients (24.8%) with adequate quality (scale 3). No any stairstep artifact or motion artifact in all cases. A total of 182 (7.9%) segments had some degree of calcification, of all segments, 136 (5.9%) had lightly calcification, 39 (1.7%) had moderate calcification, 7 (0.3%) had severely calcification. The sensitivity and specificity of 320-CCTA for detecting coronary stenosis were at least 50%: noncalcified plaque group (NCP) 98.3%, 81.3%, mixture plaque group (MP) 100%, 86.2%, lightly calcified plaque group (LCP) 78.6%, 99.2%, moderately calcified plaque group (MCP) 90%, 86.2%, severely calcified plaque group (SCP) 100%, 66.7%, the AUC was 0.90, 0.93, 0.89, 0.88, 0.83, respectively. Conclusion: Generally 320-CCTA provides high diagnostic accuracy; but the accuracy will be decreased due to severely calcification.

tomography, x-ray computed; coronary angiography; plaque; AUC

R814.42

A

10.3969/j.issn.2095-9400.2015.08.006

2014-10-14

溫州市公益性科技計劃項目（Y20140613）。

謝福榮（1982-），男，江西于都人，住院醫(yī)師，在職碩士生。

吳恩福，主任醫(yī)師，碩士生導師，Email：wzwef@163. com。