广州医学院第二附属医院1.放射科, 2.心内科(广东 广州 510260)
郭轶虹1 谭理连1 熊龙根2周智美1 李树欣1
320排CT研究冠脉粥样硬化非钙化斑块与管腔狭窄(与SCA比较)
广州医学院第二附属医院1.放射科, 2.心内科(广东 广州 510260)
郭轶虹1谭理连1熊龙根2周智美1李树欣1
目的 比较320排CT冠状动脉造影(CTA)和选择性冠状动脉造影(SCA)对非钙化粥样硬化斑块与管腔狭窄的显示。方法30名行320排CT冠状动脉造影发现非钙化粥样硬化斑块的患者,同期行SCA检查并进行对比,分析非钙化粥样硬化斑块的特征及相应管腔狭窄程度。结果30名患者37条冠状动脉大分支的42个非钙化粥样硬化斑块,71.4%发生于血管大分支起始部,稳定性斑块占76.2%。CTA的曲面重建(CPR)测量值与SCA相比显示狭窄的符合度为95.2%,狭窄程度分级基本一致。容积再现技术(VR)的目测值则与SCA存在明显差异。结论冠状动脉造影非钙化粥样硬化斑块。320排CT冠状动脉造影能清晰直观显示非钙化粥样硬化斑块及相应的管腔狭窄,在斑块定性分析上具有明显优势,CPR图像对于评估管腔狭窄度具有重要意义,VR图像不适用于管腔狭窄的评价.
体层摄影术;X计算机;冠状动脉硬化;斑块;冠状动脉狭窄;冠状动脉造影术
冠状动脉粥样硬化斑块含脂质沉积、变性细胞、纤维及不定性基质,并在此基础上发生钙化,从而导致管腔狭窄。90%以上的心肌缺血患者至少有一支冠状动脉主支由于动脉粥样斑块引起管腔显著的固定性狭窄。冠状动脉粥样斑块破裂或溃烂引起血栓形成是急性冠状动脉综合征的主要原因。而斑块能否破裂,主要取决于斑块的结构类型[1、2]。本文应用具有快速、清晰及低照射剂量的优势的TOSHIBA公司最新的 Aquilion One 320排CT[3、4],对非钙化粥样硬化斑块与管腔狭窄进行研究,并与选择性冠状动脉造影(SCA)相对照。
1.1 研究对象2010年1月-2011年4月广州医学院第二附属医院临床诊断为冠心病行320排CT冠状动脉成像发现非钙化斑块,并且同期行选择性冠状动脉造影(SCA)的患者30人,对其37条冠状动脉大分支的42个非钙化斑块进行研究。其中,男17人,女13人。所有患者一般情况良好。合并高血压15人,合并糠尿病7人,合并高脂血症13人。
1.2 检查方法320排CTA检查:采用TOSHIBA公司的Aquilion One 320排容积CT进行平扫及增强扫描。采用心电门控扫描技术,全心动周期采集图像。 扫描范围为上至气管隆突水平,下达膈肌下约1CM处。应用双筒高压注射器,经右侧肘前静脉以5.0ml/s流率注射对比剂(优维显,370mgI/ml)70ml, 然后以相同流率注射生理盐水20ml采用Sure Start 软件智能触发扫描,触发点定于扫描野中央层面降主动脉,触发阈值180HU。扫描参数:管电压120KV,管电流450mA,容积数据采集范围320排×0.5mm,机架转速350ms。扫描时间0.35-1.40s。
320排CTA 图像后处理:采用功能分析软件重建回顾性心电门控采集的整个心动周期的容积数据,包括0、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%和90%共十个心动周期时相,将十个时相图像调入后处理工作站(VitreaⅡfx),取最佳时相进行冠脉成像。重建技术包括最大密度投影(MIP)、多平面重建(MPR)和曲面重建(CPR)、容积再现技术(VR)、色彩点亮技术(Colored Lit)。后处理过程中还运用最新的软件分析技术,即冠状动脉探针技术和斑块分析软件。冠状动脉探针技术得到的图像由三部分组成,图像的中心是三维的VR图像,在VR图像中标记出感兴趣血管,而该血管的感兴趣节段的横断面与两个相互垂直的CPR图像一并在边缘显示。在VR立方体直观的定位和对照下,对CPR图像进行任意角度旋转全面观察,获取管腔及管壁显示最佳效果的CPR图像。运用自动测量软件测量CPR图像管腔狭窄程度。同时,应用斑块分析软件,自动依据CT值范围对粥样斑块进行分类并以伪彩显示:-100—30HU为脂质(红色); 30—190HU为纤维(蓝色);考虑到管腔内高密度对比剂的重叠的影响,增强扫描时的钙化值定义为350—1000HU(黄色)。
选择性冠状动脉造影(SCA)检查:采用TOSHIBA infinix VS-I大型数字减影血管造影DSA机,常规经股动脉穿刺插入冠状动脉造影导管,分别进入左右冠状动脉开口处,依次行左右冠状动脉造影。
1.3 图像分析方法本文研究以造成管腔狭窄的非钙化斑块为观察目标。而管壁四周广泛分布未形成斑块且未导致管腔狭窄的早期粥样改变尚不在本文研究范围内。
根据冠状动脉伪彩颜色显示,可将粥样斑块分为钙化斑块、非钙化斑块(包括软斑块及纤维斑块)及混合斑块三大类。脂质呈红色,纤维或细胞成分类物质呈蓝色,钙化呈黄色。因此,非钙化斑块呈现为蓝色或红色。其中红色脂质核心含量较多的称为脂质软斑块,冠心病的相关研究称脂质成分大于40%或纤维帽厚度小于0.7毫米的斑块为不稳定斑块[1],本文据此定义脂质成分大于40%的为脂质软斑块;蓝色的定义为纤维斑块,其它红蓝混杂不清的称为纤维脂质混合斑块。因此,软斑块及纤维帽厚度小于0.7毫米的纤维脂质混合斑块统称为不稳定斑块。
冠状动脉分支的观察按解剖学定义分为5大支进行,分别为左主干(LM)、左冠前降支(LAD)、左冠回旋支(LCX)、左冠对角支(D)和右冠状动脉(RCA)。各大分支分为近段、中段和远段;其中近段包括起始部,起始部定义为分叉后3cm范围内。管腔狭窄程度分为:无狭窄、轻度狭窄(50%以下)、中度狭窄(50%-75%)、重度狭窄(75%以上 )四个级别。CTA的曲面重建图像(CPR)的管腔狭窄度测量在选定区域内由冠状动脉探针技术软件系统自动计算显示结果; 容积再现技术图像(VR) 的管腔狭窄度测量软件系统不直接计算,目测后记录结果。
1.4 统计学处理采用SPSS 16.0统计分析软件,分别计算CTA显示非钙化斑块分布及按成分分类的情况,并进行非钙化斑块导致的狭窄程度的CTA与SCA两种检查结果的对比与分析。
表1 VR、CPR图像与SCA 检查显示非钙化粥样斑块对应管腔狭窄程度
2.1 320排CT冠状动脉成像(CTA)显示30个患者的37条冠状动脉大分支共发现42个非钙化粥样斑块。其中1人同时累及三条大分支血管有1人(占3.3%),累及两条大分支血管的5人(占16.7%),其余24人仅累及单条大分支血管(占80%)。70%(21人)患者仅一条冠状动脉大分支发生非钙化粥样斑块,30%(9人)患者呈多发,表现为多血管或单一血管的数个节段发生非钙化粥样斑块。发生于血管大分支起始部的共30个(占71.4%)。
2.2 根据320排CT冠状动脉成像(CTA)后处理的伪彩颜色显示42个非钙化粥样斑块中有脂质软斑块8个(占19%),纤维斑块22个(占52.4%),纤维脂质混合斑块12个(占28.6%)。纤维脂质混合斑块中纤维帽厚度小于0.7毫米的斑块有2个,因此不稳定斑块共的10个(占23.8%),稳定斑块32个(占76.2%)。显示稳定性斑块占大多数。
2.3 CTA显示37条冠状动脉大分支的42个非钙化粥样斑块导致相应的42处管腔狭窄。按其30个病人同期行SCA检查,与CTA所示的42个非钙化斑块对应处显示40处狭窄,二者符合度为95.2%。
将42个非钙化粥样斑块对应的管腔狭窄程度分为:无狭窄、轻度狭窄(50%以下)、中度狭窄(50%-75%)、重度狭窄(75%以上)四个级别。
CTA的容积再现技术图像(VR)、曲面重建图像(CPR)及选择性冠状动脉造影(SCA)的显示的非钙化粥样斑块对应的管腔狭窄程度级别分布如下(见表1):VR显示的轻度狭窄10个(占23.8%),中度狭窄23个(占54.8%),重度狭窄9个(占21.4%);CPR显示的轻度狭窄16个(占38.1%),中度狭窄20个(占47.6%),重度狭窄6 个(占14.3%);SCA检查中未显示狭窄的2个(占4.8%),轻度狭窄 20个(占47.6%),中度狭窄17个(占40.5%),重度狭窄3个(占7.1%)。CTA检查的VR及CPR图像出现2例(4.8%)假阳性。分别将VR、CPR数据与SCA数据进行统计学比较分析。结果显示,根据等级资料的两样本比较的秩和检验。VR数据与SCA数据秩和检验计算得μ值=2.715130,较正后μc值=2.956022 查表得单侧P<0.001, 可认为CTA检查的VR图像显示非钙化粥样斑块对应的狭窄程度在等级分布上与SCA检查结果不相符,显示程度加重,两者差异具有显著的统计学意义。CPR数据与SCA数据秩和检验计算得μ值=0.0208574,较正后μc值=0.022829, 查表单侧P>0.25,两种检查方面显示的狭窄程度等级分布差异不具有统计学意义,可认为CTA检查对非钙化粥样斑块狭窄的显示在分级程度上与SCA基本一致。
图1 VR显示前降支管腔多发中度或重度狭窄。图2 CPR显示前降支多发非钙化斑块并中度或重度狭窄,其中红色为脂性软斑块,蓝色为纤维斑块。图3 冠脉造影示前隆支多发中度或重度狭窄。
选择性冠状动脉导管造影(SCA)是诊断冠心病(CAD)的公认的“金标准”,对于冠状动脉狭窄的显示具有清晰准确的优势。但因其有创,且无法直接显示管壁,在非钙化粥样硬化斑块的显示及成分分析上具有一定的局限性。无创性MSCT冠脉成像可清晰显示冠脉斑块,通过对斑块CT值的测量,可以准确区分冠状动脉的钙化斑块及非钙化斑块[5],发现非钙化斑块的准确率分别达83%和96.6%[2、6],但图像质量受心率等因素影响较大[15],只要加强质量控制,可对冠脉斑块成分进行准确的无创性评价[7-9]。本文所采用的Aquilion One 320排容积CT,以0.35秒超快速一次心跳全心成像技术,以及后处理的冠状动脉探针技术、斑块分析软件,多方位清晰准确地显示非钙化粥样斑块。其优势在于不需要螺旋扫描,不形成螺旋伪影,图像更清晰准确;后处理的冠状动脉探针技术、斑块分析软件的应用也为斑块的定量定性及测量管腔狭窄准确性和客观性提供了极大帮助。高分辨率多层CT的冠状动脉造影(CTA)与选择性冠状动脉导管造影(SCA)两种方法在冠心病的应用价值比较是近来研究的热点[10]。
本文研究表明,在管腔狭窄显示方面,320排CTA的CPA图像与SCA二者没有统计学上的差异。但是,320排CTA的VR图像有夸大狭窄程度的趋势,易导致假阳性率的出现,不适用于管腔狭窄的评估。CTA的优势在于对冠状动脉粥样斑块的直观显示及成分分析;SCA除图像分辨率极高以外还兼具即时治疗的优势。这些优势都是相互不可替代的。本文研究中发现CTA检查中有2例(占4.8%)假阳性的出现,同时6例(14.3%)狭窄程度较SCA所示提高一个等级。究其原因,本文作者认为,从CTA的角度分析,冠状动脉成像后处理时心动周期不同时相的选择是问题关键。仅仅综合各大血管的清晰度得出一个最佳时相进行血管成像后处理是不准确的,应当针对非钙化粥样斑块所在的血管,逐个时相比较,选择最佳时相对该条血管进行后处理成像,并运用冠状动脉探针技术进一步分析,所以各大血管的成像时相可能不同。从SCA角度分析,SCA展示角度受限,不能任意角度旋转展示最窄处。另外,SCA注药过程中管腔充盈压力略大于CTA检查,尤其对于脂肪成分含量多的粥样硬化软斑块节段,其管壁正常结构已损伤,且管腔的柔软度和顺应度远大于因钙化斑块导致狭窄的血管。
单纯研究管腔狭窄对于冠心病的诊断是不全面的,急性心血管事件中超过2/3发生在非显著狭窄性病变[1]。冠状动脉粥样斑块是否易于破裂即其稳定性已成为近年来临床研究的关注点。本文结果显示42个非钙化粥样斑块中稳定斑块占大多数(76.2%),不稳定斑块少数(23.8%)。许多学者的研究认为,大多数不稳定斑块是相对非钙化性的, 大的钙化斑块和纤维斑块多为稳定斑块,脂质软斑块为易破裂斑块。传统研究方法中的冠状动脉钙化积分的轻重不能用来评估冠状动脉的狭窄程度,更不能判断斑块的稳定性,许多临床上冠脉综合征的病人甚至没有冠脉钙化[2、11、12]。分辨斑块的性质,初步判断斑块的稳定性对于并预防斑块破裂,预防急性冠状动脉综合征是具有重要临床意义[13、14]。
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Study of Coronary arteriosclerosis non-calcified Plaque And Coronary Stenosis using 320-Multidetector CTA (compared with SCA)
GUO Yi-hong1, TAN Li-lian1, XIONG Long-gen2, et al. 1. Radiology department,2.Department of Cardiovasculer, the Second Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, Guangzhou 510260,China
ObjectiveTo compare the demostration effect of Coronary arteriosclerosis noncalcified Plaque and Coronary Stenosis between 320-Multidetector Coronary computed tomography Angiography (CTA) and selective coronary angiography (SCA).MethodsAll the 30 patients with Coronary arteriosclerosis non-calcified plaque using CTA were analyzed for the character and the coronary stenosis based on coronary angiography.Result42 Coronary arteriosclerosis non-calcified Plaques are found in 37 coronary artery branch of 30 patients. 71.4% happened in initial segment and 76.2% belong to the stable plaque.SCA accorded with CPR image for the degree. of coronary stenosis and discordant to VR image.Conclusion320-Multidetector Coronary computed tomography Angiography (CTA)enabled the visualization of Coronary arteriosclerosis non-calcified Plaque and Coronary Stenosis. It is a valuable method in qualitative assay for the Plaque. CPR image refer to assessment for Coronary Stenosis and VR image is inadaptable for it .
Tomography; X-ray computed; Coronary arteriosclerosis; Plaque; Coronary Stenosis; Coronary Angiography
R814.42;R54
A
10.3969/j.issn.1672-5131.2011.05.014
郭轶虹,女,副主任医师,主要研究方向为冠心病的CT诊断;脑肿瘤的MR研究。
郭轶虹
2011-05-08