欧敏周海军孙毅
宝石能谱CT和冠状动脉造影在冠心病诊断中的对比分析
欧敏①周海军①孙毅①
【摘要】目的:比较宝石能谱CT冠脉成像(GCTA)和冠状动脉造影(CAG)诊断冠心病(CHD)的一致性。方法:收集本院拟诊的60例CHD患者,均进行GCTA和冠状动脉造影(CAG)检查,比较两种方法对冠状动脉狭窄诊断的差异性。结果:60例患者中GCTA与CAG均发现狭窄冠脉分支共179支,一致性极高,差异无统计学意义(P>0.05);两种方法对冠脉狭窄各级敏感性和特异度较高。结论:GCTA与CAG诊断冠心病效果一致,且创伤小,有益于诊断冠脉狭窄的定位和冠脉粥样硬化斑块定性诊断,可作为临床筛检无症状冠心病的首选。
【关键词】冠心病; 宝石能谱CT; 冠状动脉造影
①湖南省郴州市第一人民医院中心医院 湖南 郴州423000
First-author’s address:The First People’s Hospital of Chenzhou City,Chenzhou 423000,China
冠心病(coronary heart disease,CHD)是威胁人类生命健康的主要疾病之一,及时准确诊断CHD对预防心血管意外具有重要意义[1]。长期以来,冠脉造影(coronary arteriography,CAG)是诊断冠心病的金标准,但是其价格昂贵,风险大,且为有创操作,临床应用具有一定局限性。目前具有无创、安全、能准确定位冠脉的狭窄程度和动脉粥样硬化斑块等优势的多层螺旋冠脉CT(multi-slice spiral CT,MSCT)逐渐受到重视[2-3]。本研究旨在探讨比MSCT更为精准的宝石能谱CT(gemstone computed tomography angioraphy,GCTA)和CAG诊断CHD的一致性,并比较其优劣,现报道如下。
1.1 一般资料 2015年1-7月本院收治的拟诊为冠心病的患者60例入选本研究。其中男36例,女24例,年龄50~74岁,平均(60.3±6.7)岁。
1.2 排除标准 (1)心功能Ⅱ级以上;(2)肾功能不全;(3)呼吸心率不配合、血管显示段达不到诊断要求及严重冠脉钙化而影响诊断;(4)严重凝血功能障碍和出血倾向;(5)造影剂过敏的患者。
1.3 仪器与方法 检查方法:获得所有患者知情同意后行GCTA和CAG两种检查,两者检查时间的间隔小于1周。
1.3.1 CT扫描 采用GE Discovery 750HD宝石能谱CT机。扫描前准备:检查前1 h让患者来增强区候诊厅等候,保证患者呼吸平静,对患者进行呼吸训练及碘过敏皮试试验,确认无明显禁忌证后进行检查。扫描:经肘静脉以5 ml/s的速度注射造影剂欧乃派克60~100 mL(根据体重调节用量),选择0.5 s螺旋扫描,测定主动脉造影剂浓度峰值,选择最佳扫描时间。扫描范围:从气管隆突扫描至膈下1~3 cm。扫描参数:电压 120 kV,电流 370 mA。视野:25 cm×25 cm。通过高精度数据采集系统经ASIR重建技术处理过的扫描数据传输至AW 4.6能谱工作平台进行重建分析,包括VR、MIP、类DSA、曲面拉直技术及斑块分析等处理,对错层的图像可通过自动追踪冻结(SSF)和智能边缘修复(IBR)技术修正[4]。获得可供诊断的三维重建图像。
图像质量评价: 4分为冠脉显示良好,管腔完整、连续,边缘清晰;3分为冠脉边界模糊,管腔连续,无明显错层;2分为血管壁不锐利,可见轻度运动伪影,勉强可供诊断;1分为差,冠脉显示错位,管壁有严重伪影,无法诊断。通过GCTA的SSF和IBI技术的联合应用,可以提高冠状动脉CT成像的图像质量[5]。
1.3.2 CAG 根据Judking法由本院心内科经验丰富的医生对各支冠脉进行检查。造影设备为GE inova 2100数字化平板血管造影系统。做好术前准备工作,常规穿刺桡动脉,桡动脉穿刺受限时选择穿刺股动脉,选择TIG多功能造影导管进行冠脉造影,造影剂为非离子对比剂碘普罗胺(优维显,Ultravist 370 mg/mL)。
左冠状动脉选取4个投照体位即左肩位、右肩位、蜘蛛位及右肝位,右冠选取左前斜45°位和后前位+头30°位的冠脉影像[6]。将收集的造影图像刻录、存盘,并回放分析、评价。
1.4 评定方法 评定内容主要包括:左前降支(LAD)、左冠状动脉主干(LM)、左回旋支(LCX)、第一对角支(D1)、右冠状动脉(RCA)五支血管,血管分支病变归为相应主干病变,多处病变以最严重处为标准。主要观察冠状动脉是否有粥样硬化、管腔狭窄程度两个方面(图1和图2)。采用国际通用的目测直径法:血管狭窄程度=(狭窄部位近心端正常血管直径一狭窄处直径)/狭窄段近心端血管直径×100%。冠状动脉狭窄分级标准为:Ⅰ级(狭窄<25%)、Ⅱ级(狭窄25%~50%)、Ⅲ级(狭窄51%~75%)、Ⅳ级(狭窄76%~90%)、V级(狭窄>90%)[7]。
1.5 统计学处理 所有资料采用SPSS 19.0进行统计。计量资料采用t检验,计数资料采用 X2检验,P<0.05为差异有统计学意义。一致性比较采用Kappa值进行分析,两种检查均为阳性设为a,GCTA阳性CAG阴性为b,GCTA阴性CAG阳 性为c, 两 种均未阴性为 d,N=a+b+c+d。PO=(a+d)/N,PI=[(a+c)(a+b)/N+(b+d)(c+d)/N)]/N,Kappa=(P0-P1)/(1-P1)×100%。GCTA的准确性以CAG为标准评定,敏感性=a/(a+c)×100%,特异度=d/(b+d)×100%,阳性预测值=a/(a+b)×100%,阴性预测值=d/(c+d)×100%。
2.1 两种方法诊断冠状动脉狭窄分级结果 CAG和GCTA对CHD的冠脉狭窄分析结果,详见表1。两种方法均发现狭窄179处,两种诊断CHD方面比较,差异无统计学意义(P>0.05)。GCTA诊断Ⅰ~Ⅴ级冠脉狭窄的狭窄段分别为39、47、35、26、32处,CAG诊断Ⅰ~Ⅴ级冠脉狭窄的狭窄段分别为36、48、36、28、32处,见表1。图1和图2为同一患者经两种方法对同一狭窄段的对比分析。
表1 GCTA和CAG诊断CHD的结果 处
图1 冠脉左前降支钙化斑块致轻度狭窄
图2 冠脉右支混合斑块致管腔重度狭窄
2.2 一致性比较 两种方法Ⅰ~Ⅴ级冠脉狭窄诊断的一致性检查Kappa值分别为0.98、0.92、0.99、0.95、0.93,一致性极高。
2.3 GCTA准确性评估 GCTA诊断CHD敏感性最高的为Ⅰ级,为99.3%;特异度最高的为Ⅱ级,为99.3%;阳性预测值最高的Ⅴ级,为98.4%;阴性预测值最高的为V级,为99.6%。详见表2。
表2 GCTA诊断CHD准确性评估 %
冠状动脉粥样硬化性心脏病(coronary atherosclerotic heart disease,CHD)是因血中脂质异常及血管壁成分改变,血中脂质在动脉内膜沉积,引起内膜灶性纤维性增厚,导致冠状动脉血管发生动脉粥样硬化病变而引起血管腔狭窄或阻塞,造成心肌缺血、缺氧或坏死,因此在CHD发生发展和转归过程中,动脉粥样斑块性质和其导致的管腔狭窄,是引起CHD临床症状的主要原因[8-9]。冠脉斑块分布特点为左侧大于右侧,大支大于小支,近端大于远端,斑块常位于心肌一侧,导致偏心性狭窄,有时也可造成冠脉向心性狭窄,常好发于冠脉三大分支分叉、开口或弯曲附近。斑块性质对CHD预后具有重要意义。研究认为动脉粥样硬化不是简单的脂质沉着,而是一种炎症性疾病,与多种因素密切相关,如性别、年龄、糖尿病、颈动脉内中膜的厚度、冠心病、总胆固醇、肌酐、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白、同型半胱氨酸和全血糖化血红蛋白的测定等[10]。还有研究认为斑块的稳定性由斑块的性质决定,钙化斑块相对稳定,较少出现斑块破裂和脱落,而脂质斑块和部分纤维斑块稳定性较差,容易破裂脱落,在病理上表现为脂质核较大、病变偏心、纤维帽较薄、炎症细胞浸润较重、在受到外力作用时容易破裂的斑块,又称脆性斑块(vulnerabe plaque),它可使血管引发一系列的继发改变,如出血、钙化、溃疡、血栓和动脉瘤,从而导致临床上的急性冠状动脉综合征,包括不稳定型心绞痛、急性心肌梗死和心源性猝死等[11]。因此,正确诊断CHD,并评估冠状动脉斑块的性质可以指导冠心病的危险分级,为临床的治疗争取宝贵时间。不同斑块引起狭窄程度不同,有研究表明富含纤维的钙化斑块多引起轻度狭窄,而富含脂质的软斑块和混合斑块常引起重度狭窄[12],因此对冠脉斑块的定性及管腔狭窄的判断对临床至关重要。
以CAG作为评判标准,179处测量血管位置中GCTA判断正确共169处,其中7处重判,3处轻判。因此CAG较GCTA更易出现假阴性结果,原因可能为:CAG对左主干的病变评估困难;CAG检查受重叠血管及投射角度的影响;CAG检查时因硝酸甘油及造影剂的注射,血管处于扩张状态,且硝酸甘油对病变冠脉的扩张作用低于对正常冠脉扩张的作用,这样会使得临床分析时容易高估冠脉的狭窄程度。而GE公司的宝石能谱CT使用全新的以石榴石添加稀有元素结合而成的宝石探测器,其余晖效应仅为常规稀土陶瓷探测器的四分之一,在X射线的初始响应速度上,甚至比常规的探测器提高了近100倍。而且宝石探测器具备优良的通透性和稳定性,加上其出色的化学、机械性及无缝切割技术,大大提高了图像质量。有资料证实,宝石能谱CT的空间分辨率达到了1 mm冠脉及7级肝脏血管显示,密度分辨率可达类MR软组织成像;宝石CT拥有独有的降低X线剂量的动态500排技术,其能谱扫描采用了单源瞬时kVp切换技术,采样率达7131/s以上,使得高或低能量下图像的精度都得到保证。能谱扫描稳定而快速的采样速度,有效提高了能谱数据采集、分析的能力[13]。使对比剂的敏感性得到了很大的提高,大大减少了碘对比剂的用量,从而降低了对比剂副作用的风险。重建技术采用ASIR自适应统计迭代重建技术,图像质量得到了显著提高并将全身的CT平均扫描剂量有效降低到了50%以上。特别是宝石能谱CT在心脏成像时,宝石能谱CT采用变速扫描和多扇区重建技术相结合的方法,使时间分辨率大大提高,使窦性心率下的快速心律冠心病筛查成为可能,而且宝石能谱CT结合了第三代的心电图编辑技术,可同时选择心电图中的相对相位点和绝对相位点,使扫描心律不齐患者的成功率得以保证。通过自动追踪冻结(SSF)和智能边缘修复(IBR)技术修正还可锐化因呼吸伪影导致的冠脉血管壁的毛糙以及修正错层,提高图像质量。其扫描剂量仅0.83~3 mSv,平均剂量1.8 mSv左右,比传统64排CT的剂量降低了近90%。甚至还有病例报道其通过宝石能谱CT所做的心脏成像剂量仅为0.11 mSv[14]。GCTA可以不受限制的观察管腔的情况,多角度、全方位了解管腔内外结构,能清晰显示冠脉的近远支分支,也更好地抑制了钙化斑块所导致的硬化伪影,进一步提高了冠脉CT的诊断准确率。但是严重的钙化斑块依然会影响GCTA对狭窄段的诊断[15-16],这也是研究中两组数据会出现偏差的原因之一。本研究还将GCTA与CAG所测量的病变按照Ⅰ~Ⅴ级冠脉狭窄程度进行了统计分析,研究的结果更深一步证实了GCTA和被认为金标准的CAG在诊断CHD上具有高度一致性,且敏感性高。而且GCTA可根据斑块的CT值对粥样斑块进行进一步分析,推测其分类,诊断出病变范围及斑块性质、软硬度、大小等,因此GCTA能够提供比冠脉造影更多的信息。
综上所述,宝石能谱CT相对于CAG的有创性检查要更为简便、安全,副作用少,对冠状动脉血管显影效果好,对诊断CHD有较高的准确性,而且能显示管壁病变,可以对血管三维重组,进行全方位、多角度观察,可做为临床CHD筛查的首选手段。
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Control Study of GCTA and Coronary Arteriography for Coronary Heart Disease
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【Abstract】Objective:To analyze the diagnostic value of gemstone computed tomography angioraphy (GCTA) and coronary arteriography(CAG) for patients with coronary heart disease(CHD).Method:Sixty patients with CHD in our hospital were selected for GCTA and CAG examination,and two methods were compared for the diagnostic consistency of coronary artery stenosis.Result:A total of 179 vascular stenosis were found in 60 CHD patients. GCTA in diagnosis of CHD had a consistency with CAG(P>0.05).And two methods had a perfect sensitivity and specificity in coronary artery stenosis at all levels.Conclusion:GCTA has a consistency with CAG in diagnosis for CHD.Otherwise,GCTA can be used as preferred method for diagnosing CHD for its advantage of little trauma,localization diagnosis for coronary artery stenosis and qualitative diagnosis for coronary atherosclerotic plaques.
【Key words】Coronary heart disease; GCTA; Coronary arteriography
通信作者:欧敏
doi:10.3969/j.issn.1674-4985.2016.12.006
收稿日期:(2015-10-27) (本文编辑:程旭然)