64层螺旋CT仿真内镜定量分析在冠心病人群中的诊断价值

王臻 范觉新 孙晓苑 张光辉 徐志颖 张国伟 赵娟娟

CT仿真内镜(64-slicespiralcomputed tomography virtual endoscopy，CTVE)［1］是利用 CT 三维表面绘制和体积绘制等技术，将容积采集获得的图像数据进行三维重建，再利用计算机的模拟导航技术进行腔内观察，获得类似纤维内镜行进和转向直视观察效果的动态重建图像。CTVE技术最早应用于观测中空器官的内表面，主要应用于胃、结肠、呼吸道和膀胱。2004年推出的64层螺旋CT冠状动脉成像，极大地提升了CT的精确度和准确性，能够通过完成心脏及冠状动脉的三维重建成像，多视角观察冠状动脉的起源和走向，清晰地显示血管病变，已经广泛地应用于冠心病的诊断。CT技术的进步使冠状动脉仿真内镜临床应用已经成为可能，其直观性越来越为广大临床医师所接受。本研究通过评价CTVE在疑诊冠心病人群中诊断的准确性，评估其临床应用价值。

1 对象和方法

1.1 研究对象

纳入2006年8月至2011年2月在烟台山医院接受64层螺旋CT冠状动脉检查的114例心内科疑诊冠心病住院患者，年龄46～71岁，平均(64±5)岁。按美国心脏病协会(AmericanHeart Association，AHA)推荐的冠状动脉标准的15分段法将114例患者的冠状动脉分为1322个血管单元作为分析对象。

64层CT冠状动脉检查排除标准:造影剂过敏;患有甲状腺疾病;肾功能不全(肌酐＞120 μmol/L);血流动力学不稳定;心房颤动、频发房性期前收缩、频发室性期前收缩;呼吸频率大于25次/min;心功能3级以上。

冠状动脉造影(coronary angiography，CAG)结果评价:由两名有经验的心内科介入医师分别采用国际通用的目测直径法得出诊断结果，如结果后处理过程不同，由第3名介入医师协助确定。

1.2 方法

使用荷兰飞利浦公司生产的Philiphs brilliance 64层容积CT扫描机，先灵公司生产的非离子型对比剂优维显，浓度为370 mgI/ml。扫描参数:探测器排列64 mm×0.625 mm，管电压120 kV，管电流1000 mA，层厚 0.67 mm，层间距 0.33 mm，螺距(pitch)0.2，采集矩阵(matrix)512×512，重建矩阵512×512，显示矩阵1024×1024，球管旋转时间0.4 s/圈，重建范围(Fov)220 mm。

图像处理过程:CT扫描完毕后将采集数据输入Extended Brilliance Workspace Release 2.1.1后处理工作站(EBW工作站)，进行Cardiac IQ后处理，利用CTVIEW软件进行重建取得最大密度投影(MIP)图像，利用AVA(高级血管分析)软件取得曲面重建(curved multi planar reconstruction，CMPR)图像，并配合切割、旋转、域值去除组织技术立体合成，使血管与周围组织对应解剖显示清晰。

分别以35%、40%、75%R-R间期，调节层厚进行图像重建、预览，选择质量最好的时相进行仿真内镜图像分析。选择CTVE功能，点击CTviewer打开界面后，点击endo键，在左半区域选择不同视角(常规选择角度为90°)，调节步进(step/sec)为5，调节步幅(step)为5 mm，在右侧三维定向窗口点击鼠标右键，选择目标点(relate target point)出现十字星，将此放置在所要分析的血管开口处，点击右键选择摄像点(relate camera point)放置在靶点后约2～5 mm处，点击行进方向即可在所要分析的血管内前向或后向漫游。若遇到闭塞病变出现盲端，可跳过该段，重新选择靶点，观察远端血管情况。可在腔内添加标注，点击相机取图。将狭窄部位图像输入Digimizer图像分析软件，冻结图像后对比描绘狭窄段和正常段管腔内环，即可定量测量面积狭窄程度(以百分比表示)。

1.3 统计学方法

使用SAS 8.0进行统计学分析，以CAG结果作为参照标准，冠状动脉狭窄程度相关性分析采用双向有序行列表卡方检验，计算Kappa值、灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值，进行冠状动脉狭窄诊断效能分析。

2 结果

以CAG为金标准，按0～10%(无明显狭窄)、11% ～50%、51% ～70%、71% ～99%、闭塞分组，对CTVE和CAG这两种评估冠状动脉狭窄程度的方法进行相关性分析:Kappa=0.8172，χ2=3284.23，=32，P ＜0.01。见表 1、2。

表1 114例患者1322个血管单元冠状动脉狭窄程度评价相关性分析

按狭窄程度分组，Kappa值呈现明显的两头高，中间低的情况，即对于诊断无明显狭窄和完全闭塞的准确率最高，Kappa值分别为0.90、0.87，与CAG结果具有较好的一致性。而对于11% ～50%、51%～70%组的诊断准确率相对较低，Kappa值分别为0.63、0.76。定量测量方法见图1～4。

3 讨论

目前，光学相干断层扫描(optical coherence tomography，OCT)、血 管 内 超 声 (intravascular ultrasonography，IVUS)、CAG等多种技术都可以定量评估冠状动脉狭窄程度，虽然测量的准确率较高，但基本上都属于有创技术。目前广泛使用的CAG技术，其对管腔狭窄程度的判断，受分辨率的限制，目前还主要采用目测直径法，这种方法一方面受观察者的主观影响较大;另一方面，造成管腔狭窄的斑块是不规则的，加上观察角度的限制，CAG判断的直径狭窄程度并不代表血流受限程度，同时，这种技术不能观察血管腔内病变情况，对全面了解冠状动脉病变有一定的局限性。随着64层CT的问世，极大地提升了CT的精确度和准确性，使冠状动脉仿真内镜临床应用已经成为了可能，其无创性和可实施的普遍性，具有较大的临床优势［2］。目前主要应用在定性测量方面，如最大密度投影法(maximum intensity projection，MIP)、容积再现技术(volume rendering technique，VR)、表面遮盖显示法(shaded surface display，SSD)等重建方法，仍仅能判断冠状动脉直径狭窄程度，并且受检查者的主观影响较大［3］。MPR法虽可测量冠状动脉面积狭窄程度，但由于重建方法的限制，误差较大。本研究借助于Digimizer软件对CTVE下管腔面积狭窄程度和斑块负荷进行定量分析。相对于CAG和其他CT重建技术，CTVE定量测量主要在以下几方面凸显应用价

值:(1)一定程度上排除了主观因素的影响;(2)可测量多项指标评估斑块负荷:①面积狭窄程度，比直径测量更符合评价冠状动脉血流受限程度的测评标准;②通过步进/步幅排除冠状动脉弯曲的影响，准确确定狭窄冠状动脉的长度;③测量局限狭窄周围正常管腔面积;④确定分叉角度;⑤结合其他CT重建方法可确定斑块性质［4］。这对于冠心病药物治疗和PTCA策略的制定，都具有很大的指导价值;(3)钙化导致的部分容积效应和射线硬化效应严重影响CT其他重建方法的准确性，CTVE技术可排除钙化的干扰，准确地判断是正性重构还是负性重构;(4)CTVE作为一种无创评估手段，更易为广大患者所接受，应用于冠心病筛查，将提高诊断的准确性，减少患者不必要的经济负担。

表2 CTVE对CAG不同狭窄程度冠脉诊断效能分析

图1 CAG显示LM正常;LAD近段100%闭塞，OM1两处直径局限狭窄80%(箭头示);图2 CTVE显示OM1远端局限性环形狭窄，CTVE漫游可通过;图3 CTVE显示OM1近端局限性环形狭窄，CTVE漫游可通过;图4 经Digimizer测量软件测量显示OM1近端局限面积狭窄达97.4%

CTVE技术作为一种新技术，很早已受到广泛的关注，EBCT［5］及 16 层 CT［6］对判断冠状动脉狭窄程度具有一定的效能，但是准确率不高，在临床上未得到广泛的应用。64层CT的问世，极大的提高了图像的精确度，使CTVE的诊断效能得到提高。本研究中，以CAG为金标准，按0～10%(无明显狭窄)、11% ～50%、51% ～70%、71% ～99%、闭塞分组，对CTVE和CAG这两种评估冠状动脉狭窄程度的方法进行相关性分析:χ2=3284.23=32，P＜0.01，Kappa=0.8172(表 1)。提示 CTVE和CAG具有较好的一致性。

有研究表明CTVE对于冠状动脉狭窄程度大于50%的诊断的准确性较高。一个荟萃分析［7］显示，诊断的灵敏度和特异度达到了94%和97%。本研究中，按狭窄程度分组，Kappa值呈现明显的两头高，中间低的情况，即对于诊断无明显狭窄和完全闭塞的准确率最高，Kappa值分别为0.90、0.87，与CAG结果具有较好的一致性。而对于11%～50%、51%～70%组的诊断准确率相对较低，Kappa值分别为0.63、0.76。表明CTVE技术对于鉴别轻中度狭窄的准确率较低。冠状动脉狭窄程度虽然会对诊断产生一定的影响，但从临床应用上讲，目前狭窄程度超过70%是PTCA或CABG的指征，对于11%～50%、51% ～70%组的患者仅需药物干预治疗，因此，64层CTVE技术作为一种检查手段，可以在一定程度上替代CAG。

本研究显示，目前影响CTVE诊断准确性的因素主要是:(1)CT设备的限制:CT的分辨率越高，图像质量越高，CTVE重建图像的诊断准确率越高，van Ooijen等［8］使用双源CT对20例患者的研究显示，所有血管段可以更清晰有效显示;(2)原始数据的采集:排除过快的心率、呼吸频率及其他不自主运动造成的运动伪影，可提高图像质量，减少误诊。运动伪影可使CTVE图像出现密锯齿状或漂浮状伪影，这有助于鉴别运动伪影导致的狭窄和真性狭窄。目前随着128、256甚至更高层数CT应用于临床，在保证CT扫描质量的前提下，必将进一步提高CTVE诊断的准确性［9］。

本研究主要存在以下不足之处:(1)由于研究条件和经费的限制本研究无法以目前测量管腔狭窄程度金标准的IVUS作为对照，进行统计学分析;(2)CTVE的成像条件有待进一步优化，如应用更高层CT以及3D影像技术，可进一步提高诊断的准确率［10］。

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