單扇區(qū)聯(lián)合銳利重建算法CT冠狀動(dòng)脈造影對(duì)冠狀動(dòng)脈支架再狹窄的診斷價(jià)值

鄭葵葵，滿意，王鎮(zhèn)章，曹國(guó)全

（溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 放射影像中心，浙江 溫州 325015）

經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈支架置入術(shù)（percutaneous coronary intervention，PCI）是一種重要的治療冠心病手段，但術(shù)后冠脈支架再狹窄（in-stent restenosis，ISR）時(shí)有發(fā)生。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，支架置入術(shù)后ISR的發(fā)生率為10%～20%，改良藥物洗脫支架ISR發(fā)生率略低，在10%左右[1-2]，故PCI術(shù)后定期隨訪觀察是否發(fā)生ISR非常必要。常規(guī)的冠狀動(dòng)脈造影（invasive coronary angiography，ICA）是目前評(píng)估ISR的金標(biāo)準(zhǔn)，但系有創(chuàng)，不宜作為常規(guī)隨訪復(fù)查，而無(wú)創(chuàng)的CT冠狀動(dòng)脈造影（coronary artery CT angiography，CCTA）已在臨床上作為常規(guī)隨訪手段。國(guó)外2組大型meta分析提示，CCTA對(duì)ISR的診斷敏感度及特異度均超過了90%[3-4]，但這只針對(duì)可評(píng)估的支架，如若包含不可評(píng)估支架，其敏感性和特異性將大幅下降。對(duì)于PCI患者，支架不可評(píng)估的原因常因?yàn)橹Ъ艿慕饘儋|(zhì)或支架壁的嚴(yán)重鈣化導(dǎo)致局部放射偽影及CT影像的部分容積效應(yīng)，有9%的PCI患者圖像質(zhì)量不佳無(wú)法評(píng)價(jià)支架內(nèi)管腔情況[3]，導(dǎo)致支架內(nèi)情況無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)估。

本研究團(tuán)隊(duì)前期采用FC56銳利重建技術(shù)（filter convolution 56 reconstruction，F(xiàn)R）顯著優(yōu)化了CCTA圖像的空間分辨率，明顯提高冠脈狹窄程度的準(zhǔn)確性[5]；王鎮(zhèn)章等[6]通過單扇區(qū)重建技術(shù)提高了支氣管動(dòng)脈造影的時(shí)間分辨率，降低運(yùn)動(dòng)偽影的干擾。本研究嘗試將二者聯(lián)合，即單扇區(qū)聯(lián)合銳利重建技術(shù)（filter function 56 algorithm and half cycle reconstruction，F(xiàn)HR），用于PCI患者CCTA的圖像顯示，以期提高對(duì)支架內(nèi)狹窄程度評(píng)估的準(zhǔn)確性。

1 對(duì)象和方法

1.1 對(duì)象 回顧性收集2017年1月至2019年12月在溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院320排CT行CCTA的PCI患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：①在CCTA前后3個(gè)月內(nèi)接受過ICA；②以CCTA檢查的時(shí)間為準(zhǔn)，支架植入病史超過1年。排除標(biāo)準(zhǔn)：①存在碘對(duì)比劑過敏病史；②肝、腎功能嚴(yán)重不全，心功能障礙，嚴(yán)重腋靜脈栓塞等；③心率不能控制的患者，要求在藥物控制下，心率可以達(dá)到70次/min及以下；④有冠狀動(dòng)脈搭橋病史的患者。本研究通過了本院倫理委員會(huì)的倫理審查，所有入組患者均簽署知情同意書。

1.2 CT檢查

1.2.1 掃描方法：CCTA采用東芝Aquilion one 320排螺旋CT掃描儀。掃描參數(shù)：100 kV，125 mAs，矩陣512×512，F(xiàn)OV 35 cm；16 cm容積掃描聯(lián)合前瞻性心電門控技術(shù)，并使用Sure Start觸發(fā)技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)觸發(fā)掃描。注射對(duì)比劑采用雙筒高壓注射器（Stellant，美國(guó)Medrad公司）經(jīng)右側(cè)肘正中靜脈以4.0 mL/s流率注入碘海醇（含碘350 mgI/mL）60 mL和0.9%氯化鈉溶液40 mL（以患者體質(zhì)量60 kg為標(biāo)準(zhǔn)，體質(zhì)量每增加或減少超過5 kg時(shí)，碘海醇注射總量增加或減少6 mL，注射流率增加或減少0.1 mL/s，0.9%氯化鈉溶液注射總量不變）。

1.2.2 基于原始的圖像數(shù)據(jù)重建：CCTA容積數(shù)據(jù)利用Cardioimage Xact軟件重建，選取右冠狀動(dòng)脈或者左冠狀動(dòng)脈起始部層面的掃描心動(dòng)周期的動(dòng)態(tài)變化圖像，從中挑選顯示最佳的時(shí)相，分別選擇單扇區(qū)和FC56銳利算法，并聯(lián)合三維自適應(yīng)迭代算法降噪重建FRH圖像；選擇多扇區(qū)和常規(guī)重建算法，亦聯(lián)合三維自適應(yīng)迭代算法降噪重建出常規(guī)重建（routine recstruction，RR）圖像；圖像均設(shè)定層厚0.5 mm，層間距0.5 mm。若效果不理想，重新選擇原始數(shù)據(jù)其他時(shí)相再次重建。

1.2.3 CCTA圖像后處理：FHR及RR圖像均上傳至VitreaCore工作站，行容積再現(xiàn)和圖像融合、橫斷面、多平面重組、曲面重組和最大密度投影等多方法圖像后處理重建，多方位顯示、觀察及測(cè)量冠脈支架內(nèi)管腔情況。

1.3 ICA檢查 經(jīng)橈動(dòng)脈穿刺途徑，置入6F動(dòng)脈導(dǎo)管行常規(guī)體位造影。右冠狀動(dòng)脈造影采用左前斜位、右前斜位及頭位3個(gè)投照體位，左冠狀動(dòng)脈造影通常選取左肩位、右肩位、蜘蛛位及肝位4個(gè)投照體位。必要時(shí)可加做1～2個(gè)體位以充分暴露冠狀動(dòng)脈。

1.4 圖像評(píng)價(jià) CCTA及ICA冠狀動(dòng)脈支架的狹窄評(píng)價(jià)均采用國(guó)際心血管CT協(xié)會(huì)的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)[7]5分制半定量評(píng)價(jià)：0分為正常，狹窄率25%以下為1分，狹窄率25%～50%為2分，狹窄率50%～99%為3分，完全閉塞計(jì)為4分。FHR及RR圖像各由2名高年資影像醫(yī)師進(jìn)行后處理重建并評(píng)分；ICA結(jié)果由2名心內(nèi)科醫(yī)師肉眼觀察評(píng)分；若有狹窄評(píng)分不一致的情況，由2名醫(yī)師協(xié)商決定。評(píng)價(jià)FHR圖像、RR圖像及ICA醫(yī)師事先相互均不知結(jié)果。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法 采用SPSS19.0軟件進(jìn)行分析。計(jì)量資料采用±s表示，計(jì)數(shù)資料采用頻數(shù)表示。對(duì)FHR圖像、RR圖像與ICA的冠狀動(dòng)脈狹窄評(píng)分進(jìn)行Wilcoxon符號(hào)檢驗(yàn)，并做Kappa一致性分析，計(jì)算Kappa值。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 入組患者基本情況 本研究共納入患者99例，男71例，女28例，年齡33～88（66.1±9.4）歲，BMI為（25.4±3.2）kg/m2。99例患者共植入支架190枚，支架材質(zhì)均為鎳鈦合金或鈷鉻合金。

2.2 支架內(nèi)狹窄程度的分析 以ICA為金標(biāo)準(zhǔn)，190枚支架中，支架內(nèi)血管評(píng)分1分及以上的共63枚，RR圖像診斷的敏感度為76.1%，特異度為78.7%，陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為64.0%，陰性預(yù)測(cè)值為86.9%；FHR圖像診斷的敏感度為98.4%，特異度為96.8%，陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為93.9%，陰性預(yù)測(cè)值為99.1%。

ICA、FHR及RR的支架狹窄評(píng)分見表1。FHR圖像與RR圖像冠脈支架評(píng)分差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.020），提示FHR圖像診斷效能優(yōu)于RR圖像。RR圖像對(duì)照ICA結(jié)果進(jìn)行比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.649），一致性分析提示RR法與ICA一致性較差（Kappa=0.281）。FHR圖像對(duì)照ICA結(jié)果進(jìn)行比較，差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.344），一致性分析提示FHR法與ICA結(jié)果一致性極高（Kappa=0.901）。見圖1-3。

表1 ICA、FHR及RR的支架狹窄評(píng)分情況

圖1 支架植入患者ISR的CT圖像

3 討論

PCI是目前治療冠心病的重要手段之一，在臨床上廣泛應(yīng)用，如何有效評(píng)估支架情況意義重大[8]。CCTA是PCI術(shù)后隨訪的重要手段之一，但冠狀動(dòng)脈支架成像不同于普通冠狀動(dòng)脈樹成像，ISR的診斷不僅容易受心臟運(yùn)動(dòng)的干擾，還受植入支架金屬成分的影響，導(dǎo)致支架內(nèi)管腔顯示不佳。本研究采用FHR克服輕度的運(yùn)動(dòng)偽影和致密支架壁的干擾，結(jié)果顯示FHR圖像檢出ISR的敏感度、特異度以及陽(yáng)性預(yù)測(cè)值均明顯高于RR圖像，與ICA的一致性明顯高于RR圖像上的結(jié)果。

圖2 支架植入患者支架內(nèi)重度狹窄CT圖像

圖3 支架植入患者CT圖像支架顯示情況

支架的金屬材質(zhì)導(dǎo)致X線光子吸收不均衡，因此在CCTA冠脈支架成像過程中，支架管壁顯示明顯偏厚，并且因?yàn)榻饘貱T值較高，支架內(nèi)的情況會(huì)被部分容積效應(yīng)所掩蓋[9]。增加圖像的空間分辨率是減輕這種邊界模糊情況的手段之一[10]。對(duì)本研究病例情況分析后發(fā)現(xiàn)，部分評(píng)分為2的支架，因?yàn)椴糠秩莘e效應(yīng)的影響，在RR圖像上病變區(qū)域密度明顯較實(shí)際為高，支架內(nèi)情況容易被忽視，但是在FHR圖像上顯示非常清晰。對(duì)于部分ICA診斷為嚴(yán)重狹窄的支架，因?yàn)楠M窄程度較高，在RR圖像上無(wú)法看到殘余管腔，因此RR圖像上容易診斷為閉塞，但是因?yàn)镕HR空間分辨率明顯高于RR圖像，F(xiàn)HR圖像上可以的看到線狀造影劑通過。

除了部分容積效應(yīng)以外，當(dāng)冠脈受心臟搏動(dòng)影響出現(xiàn)輕微運(yùn)動(dòng)偽影時(shí)，致密的支架壁更容易掩蓋支架內(nèi)管腔對(duì)比劑顯影狀態(tài)。常規(guī)多扇區(qū)重建會(huì)引起同一相位所收集的原始數(shù)據(jù)空間位置不一致，某些相位的支架壁可能部分融合于管腔內(nèi)，高密度的支架壁會(huì)掩蓋管腔內(nèi)的斑塊，導(dǎo)致圖像失真或顯示模糊[6，11]。單扇區(qū)重建僅采集單一時(shí)相的圖像數(shù)據(jù)，能明顯提高時(shí)間分辨率，有效地降低支架可能存在的微小運(yùn)動(dòng)偽影。本研究發(fā)現(xiàn)在完全相同的時(shí)相下，在FHR圖像上可以清晰地將管腔顯示出來，但是在RR圖像上可以看到很嚴(yán)重的運(yùn)動(dòng)偽影存在，導(dǎo)致無(wú)法對(duì)支架內(nèi)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

FC56重建算法在提高空間分辨率的情況下，不可避免會(huì)增加噪聲，單扇區(qū)重建會(huì)減少有效信號(hào)光子的采集，F(xiàn)HR圖像的整體信噪比明顯低于RR圖像。但CCTA檢查中，支架本身密度很高，而冠狀動(dòng)脈管腔中對(duì)比劑密度和管壁或斑塊的密度差異也很大，噪聲對(duì)于支架內(nèi)情況的干擾影響相對(duì)輕微。因此，即使?fàn)奚徊糠謭D像信噪比也還能提高ISR的診斷準(zhǔn)確性[5]。

本組RR圖像敏感度及特異度為76.1%、78.7%，明顯低于其他學(xué)者結(jié)果顯示的90%以上[12-13]，究其原因在于本研究的資料包含了所有CCTA檢查圖像，并未如其他學(xué)者排除無(wú)法評(píng)價(jià)或者偽影較重的數(shù)據(jù)。由此可見FHR適用于存在支架壁鈣化和圖像運(yùn)動(dòng)偽影的病例，更廣泛提升CCTA對(duì)ISR的診斷效能，從而使更多的PCI患者獲益，避免有創(chuàng)的ICA檢查。另外本研究中評(píng)價(jià)支架內(nèi)狹窄程度采用5分法，更精細(xì)地區(qū)分不同支架內(nèi)狹窄程度，而非簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)狹窄程度是否大于50%，這更有利于臨床早期介入ISR的防治和制定個(gè)體化的治療決策[8，14-16]。

本研究仍存在不足：首先，本研究為單中心實(shí)驗(yàn)，病例數(shù)量偏小，入組的支架不包括不銹鋼支架，且未對(duì)支架類型、管徑、支架植入時(shí)間等進(jìn)一步分類，無(wú)法進(jìn)一步明確FHR在這些不同狀態(tài)下支架中的應(yīng)用價(jià)值。其次，單扇區(qū)技術(shù)僅能在容積掃描的基礎(chǔ)上應(yīng)用，本實(shí)驗(yàn)使用的東芝320排CT，F(xiàn)HR技術(shù)暫無(wú)法推廣至其他廠商的CT。再次，本實(shí)驗(yàn)未對(duì)比FHR和RR的圖像質(zhì)量情況，未單獨(dú)評(píng)價(jià)RR中無(wú)法評(píng)估的支架在FHR中的診斷性能。最后，F(xiàn)HR技術(shù)的圖像信噪比較差，因?yàn)槟壳皟H僅可以用于血管的檢查，是否能應(yīng)用于其他系統(tǒng)的檢查還未可知。

綜上所述，F(xiàn)HR技術(shù)的應(yīng)用可以有效提高對(duì)于CCTA下冠脈支架情況的診斷效能，更廣泛地應(yīng)用于心率控制欠佳、心律不齊、支架壁鈣化、小支架等病例中獲利，對(duì)于臨床工作的意義重大。