管腔內(nèi)對(duì)比度衰減梯度和改良校正的管腔內(nèi)對(duì)比度衰減梯度分級(jí)診斷冠狀動(dòng)脈狹窄

闞曉婧，葛英輝，劉霄靜，張繼良，謝瑞剛，王鵬銘

(河南省人民醫(yī)院 河南大學(xué)人民醫(yī)院影像科，河南 鄭州 450003)

冠狀動(dòng)脈狹窄程度為是否需要進(jìn)行臨床干預(yù)的主要依據(jù)[1]。冠狀動(dòng)脈CTA(coronary CTA, CCTA)診斷冠狀動(dòng)脈狹窄的敏感度和特異度均高于“金標(biāo)準(zhǔn)”冠狀動(dòng)脈造影(invasive coronary angiography, ICA)[2-3]，但受限于空間分辨率低及各種偽影，不能準(zhǔn)確反映解剖學(xué)意義上的冠狀動(dòng)脈狹窄分級(jí)。CT管腔內(nèi)對(duì)比度衰減梯度(transluminal contrast attenuation gradient, TAG)以及TAG-校正的管腔內(nèi)對(duì)比度(TAG-corrected coronary opacification, TAG-CCO)都是基于CCTA探討冠狀動(dòng)脈解剖學(xué)狹窄分級(jí)的新方法[4]，TAG是指截面管腔內(nèi)某點(diǎn)的對(duì)比度(HU)與從冠狀動(dòng)脈起始處到該點(diǎn)的距離之間的梯度；TAG-CCO是截面管腔內(nèi)某點(diǎn)的對(duì)比度(HU)與同層面校正血管(降主動(dòng)脈)的比值，由此可進(jìn)一步計(jì)算與從冠狀動(dòng)脈起始處到該點(diǎn)的距離之間的線性回歸系數(shù)。本研究探討TAG及改良TAG-CCO(modified TAG-CCO， MTAG-CCO)對(duì)冠狀動(dòng)脈狹窄分級(jí)的診斷價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2015年12月—2017年1月于我院接受CCTA、ICA檢查并證實(shí)為冠狀動(dòng)脈狹窄的133例患者(狹窄組)，男92例，女41例，年齡36～81歲，平均(51.4±11.1)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①擬診或確診冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病，并接受CCTA、ICA檢查，2種檢查時(shí)間間隔在1周內(nèi)；②CCTA圖像清晰，無明顯錯(cuò)層和偽影。排除標(biāo)準(zhǔn)：①冠狀動(dòng)脈主要分支變異或發(fā)育異常；②冠狀動(dòng)脈主要分支存在縱深型心肌橋；③同層面校正血管存在病變(不包含主動(dòng)脈輕度狹窄)；④既往心臟手術(shù)史(含心包手術(shù))。收集同期53例無冠狀動(dòng)脈硬化性心臟病表現(xiàn)，于我院接受CCTA檢查且無冠狀動(dòng)脈狹窄的患者為對(duì)照組，男36例，女17例，年齡35～68歲，平均(49.2±8.8)歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：①心電圖檢查結(jié)果為陽性；②冠狀動(dòng)脈主要分支變異或發(fā)育異常；③既往心臟手術(shù)史(含心包手術(shù))。

1.2 儀器與方法 所有患者CT檢查前均未服用硝酸甘油。采用Siemens Somatom Definition Flash雙源CT機(jī)，對(duì)于心率超過90次/分者控制心率后再行檢查。囑患者仰臥，先獲得胸部屏氣定位像，掃描范圍為氣管杈下方1 cm至心臟膈面。隨后行CCTA掃描，采用雙筒高壓注射器以4.5～5.0 ml/s流率注射 370 mgI/ml碘對(duì)比劑60～70 ml，再以同等流率追加生理鹽水40 ml。采用前瞻性或回顧性心電門控掃描，管電壓120 kV，管電流380～420 mA，探測(cè)器準(zhǔn)直128×0.6 mm，球管轉(zhuǎn)速0.28 s/rot，螺距與心率自動(dòng)匹配(0.2～0.43)，掃描時(shí)間4～8 s，層厚3 mm，層間隔3 mm。應(yīng)用對(duì)比劑示蹤法啟動(dòng)掃描，在主動(dòng)脈根部層面選擇ROI，監(jiān)測(cè)CT值，觸發(fā)閾值為90 HU。

在Siemens Syngo.via圖像工作站處理所有原始數(shù)據(jù)。采用單扇區(qū)重建，有效重建層厚0.75 mm，重建間隔0.5 mm，矩陣512×512，選擇最佳時(shí)相進(jìn)行重建。將二次重建后的成像數(shù)據(jù)輸入GE AW 4.5工作站，以Volume Viewer-Cardiac軟件進(jìn)行后處理及測(cè)量。

1.3 TAG及TAG-CCO測(cè)量 由2名高年資醫(yī)師共同選擇ROI，避開嚴(yán)重鈣化區(qū)域，意見不一時(shí)請(qǐng)上級(jí)醫(yī)師指導(dǎo)后再次測(cè)量達(dá)成一致。

1.3.1 TAG測(cè)量 ①使用Auto Coronary Analysis程序獲得血管分析(vessel analysis, VA)圖像；②從每支冠狀動(dòng)脈分支起始處至遠(yuǎn)端血管截面積<2.0 mm2處，每間隔5 mm在血管截面上以血管中軸為中心勾畫ROI，記錄ROI內(nèi)平均CT值(圖1)，以線性回歸模型確定TAG，單位“HU/10 mm”。

1.3.2 MTAG-CCO測(cè)量 基于TAG原理，測(cè)量每個(gè)TAG點(diǎn)同層面改良校正血管的平均CT值(圖1)：左前降支(left anterior decending branch, LAD)、左回旋支(left circumflex branch, LCX)的改良校正血管為升主動(dòng)脈+右冠狀動(dòng)脈(right coronary artery, RCA)，RCA改良校正血管為升主動(dòng)脈+降主動(dòng)脈。改良的校正冠狀動(dòng)脈管腔內(nèi)對(duì)比度(modified corrected coronary opacification, MCCO)=冠狀動(dòng)脈平均CT值/同層面校正血管(血管組合)平均CT值。以線性回歸模型確定MTAG-CCO，單位為“/10 mm”。

1.4 ICA檢查 采用Philips Integris Allura FD10(1250 mA)型心血管造影機(jī)，常規(guī)右側(cè)股動(dòng)脈或橈動(dòng)脈入路，分別進(jìn)行選擇性左、右冠狀動(dòng)脈造影。由2名心內(nèi)科醫(yī)師根據(jù)文獻(xiàn)[5]方法，采用ICA圖像分析評(píng)估冠狀動(dòng)脈狹窄程度。

1.5 分組 根據(jù)ICA結(jié)果將狹窄組分為5個(gè)亞組[5]。1級(jí)亞組：狹窄程度<25%；2級(jí)亞組：25%≤狹窄程度<49%；3級(jí)亞組：49%≤狹窄程度<69%；4級(jí)亞組：69%≤狹窄程度<99%；5級(jí)亞組：狹窄程度≥99%(血管閉塞)。單支血管多處狹窄時(shí)，以管腔最重狹窄程度入組。記錄狹窄所在冠狀動(dòng)脈分支(LAD、LCX或RCA)。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)分析(Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn))和方差齊性(Levene檢驗(yàn))檢驗(yàn)，計(jì)量資料以±s表示，對(duì)正態(tài)分布者采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，對(duì)非正態(tài)分布者采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)比較2組間TAG及MTAG-CCO值差異；以Kruskal-wallis檢驗(yàn)比較狹窄組各亞組與對(duì)照組TAG及MTAG-CCO值差異，兩兩比較采用多重比較(自助比較不同組間分布)方法。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 狹窄組 133例患者共302支狹窄血管，其中LAD 102支(102/302，33.77%)，LCX 99支(99/302，32.78%)，RCA 101支(101/302，33.44%)；1～5級(jí)亞組分別有58支(58/302，19.21%)、62支(62/302，20.53%)、69支(69/302，22.85%)、65支(65/302，21.52%)和48支(48/302，15.89%)血管，見表1。

表1 狹窄組各亞組狹窄血管分布情況[%(支)]

2.2 TAG、MTAG-CCO值比較 狹窄組TAG值[-(18.20±7.42)HU/10 mm]低于對(duì)照組[-(12.39±4.40)HU/10 mm；Z=9 389.00，P<0.001]，MTAG-CCO值[-(0.027±0.011)/10 mm]亦低于對(duì)照組[—(0.014±0.005)/10 mm；Z=4 555.50，P<0.001]。狹窄組各亞組TAG及MTAG-CCO值與對(duì)照組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05);亞組間兩兩比較：1級(jí)、2級(jí)亞組TAG值高于4級(jí)、5級(jí)亞組(P均<0.05)，1級(jí)、2級(jí)亞組MTAG-CCO值高于3級(jí)、4級(jí)、5級(jí)亞組，3級(jí)亞組MTAG-CCO值高于5級(jí)亞組(P均<0.05)，其余亞組間TAG及MTAG-CCO值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)；見表2、圖2。

表2 2組TAG及MTAG-CCO值比較(±s)

表2 2組TAG及MTAG-CCO值比較(±s)

組別TAG(HU/10 mm)MTAG-CCO(/10 mm)狹窄組 1級(jí)亞組-16.02±7.33-0.019±0.007 2級(jí)亞組-16.21±6.06-0.022±0.008 3級(jí)亞組-17.72±7.26-0.030±0.015*# 4級(jí)亞組-19.72±7.35*#-0.033±0.011*# 5級(jí)亞組-22.04±7.79*#-0.037±0.009*#△對(duì)照組-12.39±4.40-0.014±0.005H值88.17227.12P值<0.000 1<0.000 1

注：*：與1級(jí)亞組相比，P<0.05；#：與2級(jí)亞組相比，P<0.05；△：與3級(jí)亞組相比，P<0.05

圖1 TAG及MTAG-CCO測(cè)量選點(diǎn)示意圖

3 討論

CCTA診斷冠狀動(dòng)脈狹窄程度的準(zhǔn)確率較高，但仍有<25%的患者與ICA不一致[5]，部分患者由于心律不齊或其他原因可致CCTA錯(cuò)誤評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈狹窄分級(jí)。Steigner等[4]發(fā)現(xiàn)截面管腔內(nèi)對(duì)比度(HU)與該截面與冠狀動(dòng)脈起始處距離之間存在梯度，且狹窄與正常冠狀動(dòng)脈的梯度差異顯著，表現(xiàn)為狹窄的冠狀動(dòng)脈管腔內(nèi)對(duì)比度隨距離增加而降低，從而形成負(fù)梯度；但由于CCTA掃描時(shí)相的差異性，TAG結(jié)果可能存在偏倚，需要校正以獲得更加準(zhǔn)確的梯度。既往研究[6-7]發(fā)現(xiàn)TAG及TAG-CCO有助于冠狀動(dòng)脈狹窄程度分級(jí)。本研究分析TAG-CCO改良LAD、LCX和RCA的校正血管，以期獲得更為優(yōu)化的結(jié)果。

圖2 TAG和MTAG-CCO評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈狹窄分級(jí) A、B.CCTA(A)和ICA(B)顯示RCA管壁鈣斑形成，管腔狹窄(狹窄程度為87%)； C、D.該支RCA的TAG和MTAG-CCO值分別為2.35 HU/10 mm和-0.018/10 mm

本研究中，狹窄組133例患者共302支狹窄血管，其中LAD 102支，在5級(jí)亞組中較多；LCX 99支，RCA 101支。狹窄組中TAG和MTAG-CCO值隨血管狹窄嚴(yán)重程度的增加而減小，與既往研究[6，8]結(jié)果一致。正常情況下TAG和MTAG-CCO均呈負(fù)梯度，而本研究結(jié)果顯示部分狹窄血管TAG呈正梯度(圖2C)，其可能原因如下：TAG的影響因素較多，包括時(shí)相差異性[9-11]、對(duì)比劑劑量、冠狀動(dòng)脈的管徑[12]等，可導(dǎo)致TAG測(cè)量不準(zhǔn)確；而MTAG-CCO通過改良可校正該趨勢(shì)，使正梯度成為負(fù)梯度(圖2D)。狹窄組各亞組間兩兩比較，1級(jí)與2級(jí)亞組、3級(jí)與4級(jí)亞組、4級(jí)與5級(jí)亞組間TAG及MTAG-CCO值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且1級(jí)與3級(jí)、2級(jí)與3級(jí)TAG值差異亦均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)；可能原因是TAG及MTAG-CCO難以鑒別血流動(dòng)力學(xué)相近的狹窄病變[13]。

本研究的局限性：樣本量較小，結(jié)果可能存在偏倚；今后將聯(lián)合其他技術(shù)[14-16]對(duì)MTAG-CCO進(jìn)行多中心、大樣本觀察。