校正的管腔內(nèi)對比度衰減梯度對冠狀動脈功能性狹窄診斷價值的初步研究

王玉科，侯陽，馬躍

（中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院放射科，遼寧沈陽110004）

校正的管腔內(nèi)對比度衰減梯度對冠狀動脈功能性狹窄診斷價值的初步研究

王玉科，侯陽，馬躍

（中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院放射科，遼寧沈陽110004）

目的：以血流儲備分?jǐn)?shù)（FFR）為“金標(biāo)準(zhǔn)”，比較校正的管腔內(nèi)對比度衰減梯度（TAG with corrected contrast opacification，TAG-CCO）與管腔內(nèi)對比度衰減梯度（Transluminal contrast attenuation gradient，TAG）在診斷冠狀動脈功能性狹窄上的差異。探討TAG聯(lián)合冠狀動脈CTA（CCTA）及TAG-CCO聯(lián)合CCTA診斷功能性狹窄的應(yīng)用價值。方法：回顧性分析冠狀動脈狹窄患者18例，26支血管。各患者均做CCTA、冠狀動脈造影檢查及FFR測定，測量TAG及TAG-CCO值。以血管為單位，將FFR≤0.80作為診斷功能性狹窄的標(biāo)準(zhǔn)，分為功能性狹窄組和無功能性狹窄組，比較組間TAG及TAG-CCO值有無差異。計(jì)算TAG、TAG-CCO的敏感度、特異度及準(zhǔn)確率，探討TAG-CCO聯(lián)合CCTA能否增加判定功能性狹窄的敏感度及特異度。結(jié)果：功能性狹窄組與無功能性狹窄組TAG及TAG-CCO無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.893 vs P=0.683）。TAG、TAG-CCO的敏感度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值及準(zhǔn)確率分別為77.8%、41.2%、41.2%、77.8%和53.9%；77.8%、29.4%、36.8%、71.4%和46.2%。CCTA、TAG聯(lián)合CCTA、TAG-CCO聯(lián)合CCTA的ROC曲線下面積分別為0.657、0.693、0.670，三者間無顯著差異（P＞0.05）。結(jié)論：基于CCTA的TAG及TAG-CCO尚不能較好預(yù)測功能性狹窄。TAG或TAG-CCO聯(lián)合CCTA不能明顯改善功能性狹窄的判定。

冠狀動脈狹窄；體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)

COURAGE研究[1]顯示，在重度以上狹窄（直徑減少（DS）≥70%）中僅有32%患者有顯著的心肌缺血，因此單純基于解剖學(xué)狹窄的冠狀動脈血運(yùn)重建可能造成不必要的醫(yī)療資源浪費(fèi)及增加再狹窄的風(fēng)險(xiǎn)。冠狀動脈CTA（CCTA），是目前無創(chuàng)診斷冠狀動脈狹窄的有效方法，盡管其能很好的顯示冠狀動脈形態(tài)學(xué)上的狹窄[2-4]，但并不能準(zhǔn)確反映狹窄段是否引起心肌缺血。血流儲備分?jǐn)?shù)（Fractional flow reserve，F(xiàn)FR）是目前臨床診斷功能性狹窄的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但是由于有創(chuàng)、操作復(fù)雜、患者耐受性及費(fèi)用等因素，應(yīng)用受限。近年來，采用CCTA圖像探討功能性狹窄的方法嶄露頭角，其中包括冠狀動脈CT血流儲備分?jǐn)?shù)（CT-derived fractional flow reserve，F(xiàn)FRCT）、管腔內(nèi)對比度衰減梯度（Transluminal contrast attenuation gradient，TAG）、校正的冠狀動脈管腔內(nèi)密度（Corrected coronary opacification，CCO）等。TAG是指基于CCTA圖像計(jì)算管腔內(nèi)某點(diǎn)的對比度（HU）與從冠狀動脈開口處到該點(diǎn)的距離之間的線性回歸系數(shù)[5-6]，從而判斷功能性狹窄的方法。理論上，當(dāng)血管出現(xiàn)功能性顯著狹窄時，TAG值會明顯減低，該結(jié)論在320層CT上得到了驗(yàn)證[7]。然而，在64層或256層CT上的TAG結(jié)果并不一致[5-6，8]，考慮可能是由于這些多層螺旋CT（MSCT）的探測器寬度不能滿足在一次心跳內(nèi)完成對整個心臟的掃描，因而存在測量冠狀動脈近端與遠(yuǎn)端對比劑充盈狀態(tài)不一致的問題，即時相的不均一性。時相的不均一性可以通過測量同層面主動脈CT值對冠狀動脈管腔CT值進(jìn)行校正來消除，即TAG-CCO[9]。因此，本研究的目的是以FFR為“金標(biāo)準(zhǔn)”，比較TAG-CCO與TAG在診斷冠狀動脈功能性狹窄上的差異，并探討TAG聯(lián)合CCTA及TAG-CCO聯(lián)合CCTA診斷功能性狹窄的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 病例資料

收集2013年10月—2015年1月行CCTA檢查、冠狀動脈造影檢查并測定FFR的患者18例，血管26支。18例患者中男17例，女1例，平均年齡（58.2±10.2）歲。高血壓7例，高脂血癥3例，有吸煙史9例，有心絞痛發(fā)作史15例（穩(wěn)定型11例，不穩(wěn)定型4例）。所有患者均順利完成檢查。

納入標(biāo)準(zhǔn)：擬診或確診冠心病患者，并接受CCTA，冠狀動脈造影及FFR檢查，三種檢查時間間隔在2周內(nèi)。排除標(biāo)準(zhǔn)：心肌梗死病史，冠狀動脈旁路術(shù)、經(jīng)皮冠狀動脈介入治療及支架術(shù)后、復(fù)雜先心病、安裝人工起搏器、人工心臟瓣膜植入及體質(zhì)量指數(shù)（BMI）＞35者。

1.2 CCTA檢查

所有CCTA掃描方案均按照SCCT（Society of Cardiovascular CT）推薦的指南進(jìn)行[10-11]。掃描機(jī)型均為64層或更高層數(shù)的CT設(shè)備（Brilliance iCT 256，Philips Healthcare，Surrey，United Kingdom；SomatomDefinitionFlash，Siemens，F(xiàn)orchheim，Germany；AquilionOne，Toshiba，Otawara，Japan；Optima CT660，DiscoveryCT750HD，LightSpeedVCT，GE Healthcare，Milwaukee，Wisconsin）。本實(shí)驗(yàn)中，1名患者使用64排CT，4名患者使用128排CT，12名患者使用256排CT，1名患者使用320排CT。對于心率＞90次/分的患者給予口服β-受體阻滯劑，所有患者CT檢查前均未服用硝酸甘油。掃描過程中經(jīng)靜脈注射60～80 mL的對比劑（Omnipaque，350 mgI/mL，GEHealthcare；iVisipaque，320 mg/dL，GEHealth care；Opromide，370mgI/mL，Bayer），流速4.5～5.5mL/s，之后用20～30 mL鹽水沖管。采用回顧性心電門控螺旋掃描或前瞻性心電觸發(fā)軸掃。掃描參數(shù)包括：準(zhǔn)直器寬度為（2×64）/128/320×0.5/0.625 mm；管電壓100或120 kV；有效管電流400～700 mA。根據(jù)BMI和心率制定心電門控管電流調(diào)節(jié)和降低管電壓以盡可能地降低輻射劑量。有效輻射劑量范圍是1.2～10.8 mSv。

CCTA圖像由有經(jīng)驗(yàn)的評價者以血管為單位，對圖像質(zhì)量及血管狹窄進(jìn)行盲法分析，意見不統(tǒng)一時，協(xié)商解決達(dá)成一致。將管腔DS≥70%作為診斷阻塞性冠心病的標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 TAG及TAG-CCO測量

TAG是指管腔內(nèi)某點(diǎn)的對比度（HU）與從冠狀動脈開口處到該點(diǎn)的距離之間的線性回歸系數(shù)[5-6]。使用ExtendedBrillianceTMWorkspace（version 4.5.2.40007，Philips），確定血管中心線，從開口至遠(yuǎn)端血管截面積＜2 mm2處，每間隔5 mm在血管斷面上以血管中心畫感興趣區(qū)，記錄感興趣區(qū)內(nèi)平均CT值，計(jì)算線性回歸系數(shù)，即TAG。TAG以HU×10 mm-1為單位[5-6]。TAG-CCO則基于TAG原理，每間隔5 mm測算該點(diǎn)平均CT值和同層主動脈平均CT值的比值，進(jìn)一步計(jì)算與距離的線性回歸系數(shù)[9]。見圖1。

1.4 冠狀動脈造影及FFR測定

采用心血管造影數(shù)字減影機(jī)Axiom Aritis DTA（Siemens，德國），先予常規(guī)冠狀動脈多體位造影。目測法評定狹窄直徑的百分比。當(dāng)患者重度狹窄（70%～99%）或中度狹窄（50%～69%）但臨床癥狀顯著時，進(jìn)行FFR測量。FFR測量采用Volcano S54 FFR測量機(jī)。測量之前先給予硝酸甘油，之后將壓力監(jiān)測導(dǎo)絲送達(dá)狹窄處遠(yuǎn)端，再通過靜脈內(nèi)給予三磷酸腺苷（ATP）注射劑（20 mg/支，上海禾豐制藥有限公司）（速率為每分鐘140 μg/kg）來誘導(dǎo)最大充血狀態(tài)。當(dāng)冠狀動脈達(dá)到最大充血狀態(tài)時，測量狹窄病變遠(yuǎn)端平均壓力與主動脈根部平均壓力的比值，即FFR值[12]，選取FFR≤0.80作為診斷功能性狹窄的金標(biāo)準(zhǔn)。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 17.0及MedCalc軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。所有計(jì)量資料采用均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。以血管為單位，將FFR≤0.80作為診斷功能性狹窄的標(biāo)準(zhǔn)，分為功能性狹窄組和無功能性狹窄組，采用Mann-Whitney U檢驗(yàn)比較上述兩組間TAG及TAG-CCO值有無差異。以FFR為金標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算TAG、TAGCCO的敏感度、特異度，并確定TAG、TAG-CCO的界值點(diǎn)。采用Logistic回歸模型及ROC曲線計(jì)算CCTA（DS≥70%）、TAG聯(lián)合CCTA及TAG-CCO聯(lián)合CCTA的曲線下面積，探討TAG-CCO聯(lián)合CCTA（DS≥70%）能否增加判定功能性狹窄的敏感度及特異度。P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 冠狀動脈造影及FFR結(jié)果

冠狀動脈造影發(fā)現(xiàn)DS≥50%的病變血管26支，單支病變患者11例，雙支病變患者6例，三支病變患者1例。其中，F(xiàn)FR≤0.80的病變9處，F(xiàn)FR＞0.80的病變17處，功能性狹窄的比例為34.6%。

2.2 CCTA結(jié)果

18例患者掃描時平均心率（63±7.0）次/分，所有CCTA圖像均符合診斷要求。病變分布如下：前降支近、中段17處；左旋支中遠(yuǎn)段8處；右冠狀動脈近段1處。輕度及以下狹窄（DS≤49%）4處，中度狹窄（50%～69%）10處，重度狹窄（70%～99%）12處，閉塞（100%）0處。鈣化斑塊致狹窄6處，部分鈣化斑塊致狹窄10處，非鈣化斑塊致狹窄10處。

所有CCTA顯示的形態(tài)學(xué)狹窄中，經(jīng)FFR確認(rèn)為功能性狹窄的病變共9處。12處重度狹窄中，6處為功能性狹窄病變，占50.0%；10處中度狹窄中，3處為功能性狹窄病變，占30.0%；4處輕度狹窄中，無功能性狹窄病變。

2.3 功能性狹窄組及無功能性狹窄組TAG及TAG-CCO的比較及與FFR的相關(guān)性

功能性狹窄組與無功能性狹窄組TAG及TAG-CCO值均未見顯著性差異，見表1和圖1。

表1 功能性狹窄組與無功能性狹窄組TAG及TAG-CCO比較

Figure 1.Example of TAG and TAG-CCO analysis of a LAD with a hemodynamically-significant stenosis.Figure 1a,1b:Coronary CTA.Figure 1c:Invasive coronary angiography with FFR.Figure 1d:Cross-sectional image of the descending aorta in the same axial plane.Figure 1e,1f:TAG and TAG-CCO analyses.The values of TAG and TAG-CCO were higher than the optimal cutoff value(-10.02 and-0.035), which is not compatible with the detection of hemodynamically-significant coronary artery disease as indicated by FFR(FFR≤0.80).

TAG與FFR無顯著相關(guān)性（r=0.043，P=0.833）。TAG-CCO與FFR亦無顯著相關(guān)性（r=0.021，P= 0.920）。見圖2。

TAG判定功能性狹窄病變的界值點(diǎn)為-10.02，曲線下面積為0.516，95%CI：0.314～0.715。TAGCCO判定功能性狹窄病變的界值點(diǎn)為-0.035，曲線下面積為0.451，95%CI：0.257～0.657。二者診斷功能性狹窄病變的能力未見顯著差異（P＞0.05）。

2.4 不同方法診斷功能性狹窄價值的比較

單純CCTA、TAG、TAG-CCO、TAG聯(lián)合CCTA及TAG-CCO聯(lián)合CCTA對功能性狹窄的診斷價值見表2。單純CCTA診斷功能性狹窄的ROC曲線下面積為0.657（95%CI：0.432～0.882），TAG+CCTA的ROC曲線下面積為0.693（95%CI：0.461～0.924）；TAG-CCO+CCTA的ROC曲線下面積為0.67（95% CI：0.455～0.885）。進(jìn)一步的DeLong分析3種方法兩兩比較，曲線下面積均無顯著差異（P＞0.05）。見圖3?？梢奣AG聯(lián)合CCTA和TAG-CCO聯(lián)合CCTA時，可輕度改善單純CCTA診斷冠狀動脈功能性狹窄病變的能力，但診斷能力的提升并無顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖2 TAG及TAG-CCO與FFR均無顯著相關(guān)性。Figure 2.The correlation of TAG and FFR was not highly significant,as well as TAG-CCO and FFR.

表2 不同檢查方法對冠狀動脈功能性狹窄診斷價值的比較（95%可信區(qū)間（CI））

圖3 單純CCTA、TAG+CCTA和TAG-CCO+CCTA的比較。Figure 3.Diagnostic performance of coronary CTA alone and with TAG,TAG-CCO.

3 討論

本研究顯示TAG-CCO及TAG與功能性狹窄的“金標(biāo)準(zhǔn)”FFR之間無顯著的線性相關(guān)，二者對功能性狹窄的診斷價值是有限的。TAG-CCO聯(lián)合CCTA未能明顯改善對功能性狹窄的判定。

目前臨床常用冠狀動脈DS≥70%作為經(jīng)皮冠狀動脈介入治療的標(biāo)準(zhǔn)，但是解剖學(xué)狹窄與心肌缺血并無直接相關(guān)[1]。本研究顯示，重度狹窄中FFR陽性者僅占50%，而輕中度狹窄中FFR陽性者占21.4%，此結(jié)果與COURAGE研究[1]相近，進(jìn)一步說明在冠狀動脈形態(tài)學(xué)評估的同時進(jìn)行心肌血供狀態(tài)的評估是必要的。

近年來，已有少數(shù)關(guān)于TAG預(yù)測功能性缺血價值的研究，然而各研究結(jié)果存在差異。TAG界值點(diǎn)從64排CT[6]測得的-6.54 HU×10 mm-1，到256排CT[8]測得的-7.51 HU×10 mm-1，再到320排CT[7]測得的-15.1HU×10mm-1。本實(shí)驗(yàn)TAG界值點(diǎn)為-10.02HU× 10 mm-1，介于各研究界值點(diǎn)之間，這與Nakanishi等[13]的TAG界值點(diǎn)相近，考慮是由于本實(shí)驗(yàn)及Nakanishi的研究所采用的掃描設(shè)備均包含多種MSCT機(jī)型，而非之前的研究僅采用一種掃描設(shè)備。本實(shí)驗(yàn)中，1名患者使用64排CT（5.5%），4名患者使用128排CT（22.2%），12名患者使用256排CT（66.7%），1名患者使用320排CT（5.5%）。本實(shí)驗(yàn)TAG-CCO的界值點(diǎn)為-0.035×10-1mm，這與Stuijfzand等[9]的結(jié)果一致，Stuijfzand等[9]的研究采用的是256排CT，而本實(shí)驗(yàn)256排CT的使用占66.7%，雖然兩個研究的結(jié)果均未證明TAG-CCO改善了TAG的診斷價值，但兩個實(shí)驗(yàn)掃描設(shè)備的差異對界值點(diǎn)的選取并未產(chǎn)生影響，說明了TAG-CCO在一定程度上校正了由于各種掃描設(shè)備掃描寬度的不同所產(chǎn)生的TAG差異。

本實(shí)驗(yàn)顯示單純采用TAG和TAG-CCO判定功能性狹窄時，僅輕度提升了敏感度約11.1%（77.8%vs 66.7%），同時特異度，陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值及準(zhǔn)確率均降低，TAG+CCTA及TAG-CCO+ CCTA聯(lián)合診斷不能顯著改善CCTA單獨(dú)應(yīng)用的診斷效能，且TAG和TAG-CCO在功能性狹窄組與無功能性狹窄組之間無顯著性差異，與FFR僅為弱相關(guān)（r＜0.3）?？紤]與以下幾方面因素有關(guān)：①金標(biāo)準(zhǔn)FFR是在冠狀動脈最大充血狀態(tài)下測量的，反映了真實(shí)的負(fù)荷心肌血供，而基于CCTA圖像的TAG是在靜息狀態(tài)下測得的，這從本質(zhì)上影響了TAG和TAG-CCO判定功能性狹窄的價值。這也解釋了TAG或TAG-CCO聯(lián)合CCTA不能顯著提高預(yù)測功能性狹窄的能力。②各實(shí)驗(yàn)入選樣本的血流分級（TIMI）的差異可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。Choi等[5]發(fā)現(xiàn)TAG值隨著血管狹窄嚴(yán)重程度的增加而減低，可以改善CCTA對功能性缺血的診斷價值。其實(shí)驗(yàn)中TIMI＜3級病例占43.8%，說明在靜息條件下已有心肌缺血存在，而本實(shí)驗(yàn)中TIMI分級均為3級，病例的靜息心肌血供是正常的。此前多個研究[14-15]證實(shí)，跨越狹窄段后對比劑密度的降低主要反映靜息態(tài)血流的損害，而靜息態(tài)血流甚至在次全閉塞時仍可以是穩(wěn)定的。因此，TAG和TAG-CCO可能更適用于靜息血流明顯減低的病例，對于藥物負(fù)荷狀態(tài)下血流受限而靜息狀態(tài)下血流不受限的病例則不適用。③TAG和TAG-CCO測量的準(zhǔn)確性受到多重因素影響。可重復(fù)性、時相均一性、圖像噪聲、圖像重建時相、偽影、管腔細(xì)小等均影響了管腔內(nèi)密度的測量，從而造成不同實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果存在較大差異，亦可能導(dǎo)致功能性狹窄組與無功能性狹窄組間TAG數(shù)值有較大重疊。

本研究的局限性：樣本量較小，統(tǒng)計(jì)值有可能存在抽樣誤差，尚待進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量；回顧性實(shí)驗(yàn)，各種掃描條件不完全一致，個別圖像噪聲偏大，對測量值可能產(chǎn)生潛在影響。

綜上，基于CCTA的TAG及TAG-CCO尚不能較好預(yù)測功能性狹窄，TAG或TAG-CCO聯(lián)合CCTA不能改善對冠狀動脈功能性狹窄的判定。

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Diagnostic value of corrected transluminal contrast attenuation gradient in coronary computed tomography angiography for the evaluation of physiologically significant coronary artery stenosis

WANG Yu-ke,HOU Yang,MA Yue
(Department of Radiology,Shengjing Hospital of China Medical University,Shenyang 110004,China)

Objective:To compare the difference of transluminal contrast attenuation gradient(TAG),TAG with corrected contrast opacification(TAG-CCO)using fractional flow reserve(FFR)as the gold standard,to evaluate the application value of TAG combined with coronary CTA(CCTA)and TAG-CCO combined with CCTA in the diagnosis of functional stenosis of coronary artery.Methods:We measured TAG and TAG-CCO of 26 major epicardial coronary arteries from 18 patients who underwent CCTA and followed by invasive coronary angiography and FFR.Diagnostic performance of TAG and TAG-CCO was assessed using FFR≤0.80 as the reference standard.Results:TAG and TAG-CCO were not statistically significant between functional stenosis group and non functional stenosis group(P=0.893 vs P=0.683).The sensitivity,specificity,positive,negative predictive values and accuracy of TAG and TAG-CCO for FFR≤0.80 were 77.8%vs 77.8%,41.2%vs 29.4%,41.2%vs 36.8%,77.8%vs 71.4%and 53.9%vs 46.2%,respectively.The area under the ROC curve of CCTA,TAG combined with CCTA and TAG-CCO combined with CCTA were 0.657,0.693 and 0.670,and there was no significant difference among the three(P＞0.05).Conclusion:The value of TAG or TAG-CCO in evaluating hemodynamically significant stenosis by CCTA seems to be limited.TAG or TAG-CCO combined with CCTA can not improve the diagnosis of ischemia-causing coronary stenosis.

Coronary stenosis;Tomography,X-ray computed

R543.3；R814.42

A

1008-1062（2016）10-0713-05

2016-01-30

王玉科（1987-），男，遼寧沈陽人，醫(yī)師。E-mail：812337525@qq.com

侯陽，中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院放射科，110004。E-mail：houyang1973@163.com

國家自然科學(xué)基金（81301221）；2014年遼寧省高等學(xué)校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（LT2014017）。