低劑量心臟平掃與冠脈CT 血管造影在測量心外膜脂肪體積方面具有等效性

梁健華，林永開，吳潔瑤，鄧立維，楊春陽，李遠章

南方醫(yī)科大學第五附屬醫(yī)院影像診斷科，廣東 廣州510999

心外膜脂肪組織（EAT）是位于心包內(nèi)的內(nèi)臟胸脂肪，具有生化和代謝活性，不僅起到存儲脂質(zhì)以供能量儲備的作用，而且還可以釋放激素和炎性細胞因子，對冠狀動脈產(chǎn)生炎癥作用。由于EAT圍繞冠狀動脈，因此推測它在冠狀動脈疾病的發(fā)展中起關鍵作用［1-2］。近年來，很多學者在EAT預測冠狀動脈疾病方面展開了大量研究［3-5］。

多層螺旋CT由于存在高度的空間分辨率，掃描速度快，操作可重復性，已成為心外膜脂肪體積（EATV）測量的優(yōu)選手段［6］。目前，心臟CT血管造影（CTA）已被廣泛用于心外膜脂肪體積測量，但輻射劑量較大及需要注射造影劑是該檢查的局限性。低劑量CT檢查現(xiàn)已成為關注重點，低劑量胸部CT檢查已成胸部疾病早期篩查的重要手段［7-8］。而心臟平掃檢查無需要造影劑，對心包脂肪具有較高空間分辨率。目前，對心外膜脂肪體積與冠狀動脈硬化相關性的研究大多應用冠狀動脈CTA檢查上［3-5］，已有學者在心臟平掃上研究心包脂肪體積［9］，但未在低劑量條件進行研究；也有學者將低劑量胸部CT檢查應用于心包脂肪的定量與冠狀動脈硬化關系的研究，但也只在單一層面上測量局部面積的簡易測量［10］。如能在低劑量下心臟平掃檢查對心外膜脂肪體積進行測量，其準確性與CTA相仿的話，則低劑量及無造影劑的檢查對于研究心外膜脂肪體積與冠心病相關性的研究價值更大。本研究旨在探討低劑量心臟平掃檢查與冠狀動脈CTA檢查定量心外膜脂肪體積的關聯(lián)程度，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究在?？漆t(yī)生建議下，對2020 年6 月1 日～2021年9月30日的269例臨床疑似冠心病患者進行冠脈鈣化積分掃描及冠狀動脈CTA檢查。納入標準：胸痛，上腹痛或呼吸短促等臨床征象。排除標準：妊娠或哺乳期婦女；既往有心臟手術者：冠狀動脈支架植入、冠狀動脈搭橋手術或起搏器植入；有嚴重的心瓣膜病、心肌病、心包積液、心肌梗塞等病史；對比劑過敏患者；嚴重肝腎功能不全患者；嚴重甲狀腺疾病患者；嚴重心律失?；颊?；圖像質(zhì)量差影像影響冠狀動脈評估。208例患者最終入選研究，其中男99例，女109例，年齡28～90歲（60.26±12.45歲）。

在CTA中評估所有冠狀動脈的動脈粥樣硬化斑塊。斑塊分為軟斑塊（-100～30 Hu）、纖維狀斑塊（30～350 Hu）和鈣化斑塊（350～1300 Hu）［11］。如果患者在CTA上冠狀動脈的任何地方有上述斑塊或混合斑塊，則將其納入斑塊組（n=123）；未見斑塊的納入無斑塊組（n=85）。本研究已獲得機構審查委員會的批準，所有患者均同意接受臨床指示的CT檢查。本研究對數(shù)據(jù)進行了匿名分析。

1.2 檢查方法

所有患者均使用飛利浦Briliance 256層iCT掃描機進行檢查。檢查前患者靜息心率應控制在80次/min以下，測量前60 min給予心率≥80次/min的患者美托洛爾25 mg控制心率，并于測量前5 min舌下含服硝酸甘油0.5 mg擴張冠狀動脈。低劑量心臟平掃采用冠脈鈣化積分掃描方案進行橫軸位連續(xù)平掃，同時結(jié)合回顧性心電門控，于60～80 R-R期間收集數(shù)據(jù)。采用低劑量條件，掃描參數(shù)為管電壓為100 kV，管電流為50 mA；機架旋轉(zhuǎn)時間為0.35 s/360°；層厚2.5 mm，重建間隔2.5 mm。掃描范圍從氣管分叉下至心臟隔面，掃描時間0.7 s，矩陣512×512，視野25～28 cm。CTA采用回顧性心電門控掃描方式，管電壓為120 kV，管電流為550 mA，探測器間距128 mm×0.625 mm，層厚0.90 mm，間距0.45 mm，螺距0.18，F(xiàn)OV 250.0 mm，矩陣512×512，iDose4第3～4級，掃描范圍上至氣管隆突處，下至肝左葉頂部，對比劑采用碘普羅胺注射液（370 mgI/mL），劑量為50～60 mL，注射速率為5 mL/s，由雙筒高壓注射器20 G靜脈留置針經(jīng)肘前靜脈注射完對比劑后，再以同等比例注入30 mL生理鹽水。選擇自動跟蹤掃描技術，設置升主動脈根部為觀察區(qū)，觸發(fā)閾值110 Hu。

1.3 心外膜脂肪體積測量

通過飛利浦工作站Volumer軟件測量心外膜脂肪體積，設定脂肪閾值-190～-30 Hu為脂肪組織，測量范圍從心包橫竇中點左肺動脈起源處開始至左心室心尖部下緣為止，軟件自動識別脂肪組織，得到心外膜脂肪三維圖像并計算出其體積［9］（圖1～2）。

圖1 EAT心臟平掃心外膜脂肪組織分割Fig.1 Epicardial adipose tissue segmentation on cardiac plain scan.

1.4 統(tǒng)計學分析

采用MedCalc軟件進行統(tǒng)計學分析。所有計量資料以均數(shù)±標準差表示，EATV心臟平掃及EATVCTA測量值的相關性使用Pearson相關系數(shù)圖進行評估，比較兩組計量資料之間的一致性采用Bland-Altman 作圖進行評估，EATV心臟平掃及EATVCTA測量值在無斑塊組與斑塊組的差異比較行獨立樣本t檢驗。繪制受試者工作特征（ROC）曲線評估EATV心臟平掃及EATVCTA對冠脈斑塊的預測效能及截斷值，計算ROC曲線下面積（AUC），并比較EATV心臟平掃及EATVCTA兩組AUC值的差異。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

圖2 EAT CTA心外膜脂肪組織分割Fig.2 Epicardial adipose tissue segmentation on CTA.

2 結(jié)果

2.1 兩種測量方法的相關性

208例EATV心臟平掃值為103.12±44.01 cm3，EATVCTA值為106.72±44.14 cm3，兩組資料呈正相關關系（r=0.955，P＜0.001，圖3）。

圖3 EATV心臟平掃及EATVCTA兩組相關性分析圖Fig.3 Correlation analysis of EATVcardiacplainscan group and EATVCTA group.

2.2 兩種測量方法的一致性

EATV心臟平掃和EATVCTA的一致性均數(shù)為-3.5。4.8%（10/208）的點落位于95%CI以外（95%CI：24.0930～29.2116，P＜0.001，圖4）。

圖4 EATV心臟平掃及EATVCTA兩組一致性Bland-Altman圖Fig.4 Consistent Bland-Altman plot of EATVcardiacplainscan group and EATVCTA group.

2.3 兩種測量方法在無斑塊組與斑塊組的差異性比較

用EATV心臟平掃及EATVCTA兩種方法測量，無斑塊組與斑塊組的差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05，表1）。

表1 EATV心臟平掃及EATVCTA測量在無斑塊組與斑塊組的差異比較Tab.1 Differences of EATVcardiacplainscan and EATCTA measurements between the non-plaque group and the plaque group(cm3,Mean±SD)

2.4 兩種測量方法的ROC曲線

EATV心臟平掃及EATVCTA測量ROC曲線顯示，EATV心臟平掃的AUC值為0.601，EATVCTA的AUC值為0.605，兩組差異無統(tǒng)計學意義（P=0.935，圖5）。

圖5 EATV心臟平掃及EATVCTA兩組ROC曲線Fig.5 ROC curves of EATVcardiacplainscan and EATVCTA.

3 討論

采用冠脈CTA檢查圖像上測量心外膜脂肪體積預測冠狀動脈疾病方面近年來一直成為國內(nèi)外學者研究的熱點，但輻射危害和造影劑的使用是其局限性。本研究表明，低劑量EATV心臟平掃與EATVCTA具有正相關性，并具有較好的一致性，提示低劑量EATV心臟平掃與EATVCTA兩種檢查在測量EAT方面具有等效性；低劑量EATV心臟平掃與EATVCTA在無斑塊組與斑塊組的對比中均具有差異，對冠狀動脈硬化的預測方面兩者具有相當?shù)膬r值。

在非CTA定量EAT研究方面，目前國內(nèi)外開始出現(xiàn)少量的文獻報道［9-10,12］。應用胸部低劑量掃描的條件進行心臟平掃檢查，低劑量EAT心臟平掃與EATCTA具有明顯的相關性（r=0.955，P＜0.001），本研究結(jié)果與既往一項117例數(shù)據(jù)的研究［9］（r=0.965，P＜0.001）及的一項40例小樣本數(shù)據(jù)（r=0.974，P＜0.001）的研究［12］結(jié)果大致相同，但既往研究的心臟平掃均采用常規(guī)劑量，沒有采用低劑量掃描。有學者在低劑量胸部CT檢查上測量左主干和右冠狀動脈起始段水平周圍的心包脂肪面積，但與心外膜脂肪體積的相關性較低（左主干r=0.725，右冠狀動脈起始段r=0.712）［10］。在冠脈CTA下定量心外膜脂肪體積是目前較為認可的方式。有學者認為，由于冠脈高密度的造影劑與冠狀周圍較低密度的脂肪影之間產(chǎn)生容積效應，從而使心外膜脂肪體積測量的值比實際值要低，造成實際心外膜脂肪體積被低估［9］。而采用低劑量的條件（管電壓為100 kV，管電流為50 mA），不同的管電壓會對冠狀動脈周圍的脂肪密度產(chǎn)生差異［13-14］。兩種方法對心外膜脂肪體積的定量都存在一些低估可能。

低劑量胸部CT檢查已成為胸部疾病早期篩查的重要手段［7-8］，由于其可減少輻射對受檢患者的影響已成為近年來的研究趨勢［15-16］。文獻報道認為心外膜脂肪是冠狀動脈硬化的獨立危險因子［3,17］。我們的研究結(jié)果中，低劑量EAT心臟平掃與EATCTA兩種方法定量的心外膜脂肪體積值在冠脈斑塊組與非斑塊組之間的比較均具有差異，對冠狀動脈硬化的預測具有等效的預測價值，兩者AUC值沒有差異。盡管冠脈CTA定量EAT的研究已較為廣泛及相對成熟，然而在低輻射劑量低造影劑的CT檢查越來越受到關注的背景下，筆者認為低劑量心臟平掃下測量心外膜脂肪體積的方法更具有研究的前景。

本項研究存在一些局限性。第一，本研究只進行了低劑量心臟平掃與冠脈CTA定量EAT在冠脈斑塊組與非斑塊組差異性分析，沒有加入冠狀動脈硬化常見風險因素如性別、年齡、BMI等多因素的綜合分析［18］，未更科學地反應出其對冠狀動脈硬化預測的臨床價值，將在以后的研究工作中進一步深入研究。第二，我們旨在進行低劑量心臟平掃與冠脈CTA定量心外膜脂肪體積線性關系，沒有對研究對象進行常規(guī)的心臟冠脈鈣化評分，未將EAT結(jié)合鈣化評分一起研究，未進一步探討冠狀動脈的鈣化對周圍的心包脂肪產(chǎn)生容積效應對測量結(jié)果可能產(chǎn)生的影響［19］。第三，由于心包脂肪體積的測量時間較長，為了縮短測量時間，有學者采用一些簡易的測量方法［10,20］，隨著人工智能在醫(yī)學影像領域的不斷發(fā)展［21-22］，將會很好地解決人工測量的耗時、精確度的問題。

綜上，低劑量心臟平掃檢查與冠狀動脈CTA兩組檢查方法在測量EAT方面具有等效性，對冠狀動脈硬化的預測方面兩者具有相當?shù)膬r值。