双源CTA在不控制心率患者冠状动脉斑块评价中的价值探讨

方长海 舒天笑 梅 尧 张体新 刘东华

冠心病（coronary heart disease，CHD）即冠状动脉粥样硬化性心脏病。近年来冠心病的发病率和死亡率呈逐年上升趋势，其临床诊治过程中，选择什么样的检查方法很重要。可供选择的影像检查方法主要有冠状动脉造影（CAG）、血管内超声（IVUS）、CT血管成像（CTA）、血管内光学相干断层成像（OCT）等。虽然冠状动脉造影和血管内超声分别在冠状动脉狭窄、斑块性质的判断中具有很高价值，然考虑风险、效费比等因素，其在冠心病的筛查、治疗效果的评价及对预后的检测中远不及CTA应用普遍。Siemens第二代双源CT（SOMATOM Definition Flash）具有非常高的时间分辨率，降低了对心率的要求（心率＞100次/分也能高质量的成像），其在临床中的应用使得CTA在冠心病中的价值进一步得到体现。本文旨在探讨在不控制心率的情况下双源CTA对冠脉动脉狭窄斑块的显示情况，通过与CAG的对比，探讨CTA对狭窄判断的准确率，同时对“肇事”斑块进一步分析，为临床诊治提供帮助。

方 法

1.临床资料

采用单中心回顾性的研究方法，资料来源于我院2014年5月～2017年12月接受冠状动脉CTA和CAG检查的患者，采用以下标准筛选患者作为研究对象。纳入标准：此期间同时接受CTA和CAG检查且具有完整影像资料和临床资料的住院患者。排除标准：CTA及CAG检查前接受冠脉支架植入术及冠状动脉搭桥术；CTA与CAG检查间隔超过1个月；CTA伪影较重，图像质量不佳。此期间我院共有54例患者同时接受了CTA和CAG检查，根据以上排除标准最终共有33例患者纳入研究。其中男22例，女11例。年龄40～85岁，平均66.3±10.5岁。临床表现主要有胸痛、胸闷、心慌、剑突下隐痛，少数并有发热、头晕、呕吐等症状。入院心率51～120次/分。

2.检查方法

CTA检查方法：采用Siemens公司第二代双源CT（SOMATOM Definition Flash），前瞻性心电门控扫描模式，准直为2×128排探测器×0.6mm，机架每转旋转时间0.28s，管电压120kV，管电流35mA，层厚0.6mm，间隔0.50mm，触发扫描阈值100HU，监测层面升主动脉根部，延迟时间6s。采用自适应调节技术调节管电流。扫描前2～3分钟舌下含服0.5mg硝酸甘油。为确保图像质量，吸气、屏气需均匀一致。首先获取钙化积分图像，扫描范围为气管隆突下2cm至心底层面。增强扫描采用双筒高压注射器经肘静脉注射，首先以20ml生理盐水、5.0～5.5ml/s速率进行测试试验，然后进行CTA扫描，对比剂采用碘克沙醇（350mgI/ml），以5.0～5.5ml/s速率注射约60～80ml，再以同样速率追加30ml生理盐水。可参照顾圣佳等[1]的优化扫描方案并适当减低对比剂的使用量。扫描完成后自动重建舒张期和收缩期图像，卷积核B26f。

CAG检查方法：采用Siemens公司（Artis）数字减影血管X线机，对比剂为碘海醇，经桡动脉路径插入导管分别进行左、右冠状动脉造影。左冠状动脉常规投照位：头位、足位、蜘蛛位、右肩位。右冠状动脉常规投照位：头位、左前斜位。

3.图像分析

将重建的收缩期、舒张期数据传至MMWP工作站，使用syngo.via软件进行心脏血管图像分析。每例病人均重建VR、CPR、MIP、MPR图像。血管分为17个节段（按照美国心脏病协会制定的标准）（表2）。

根据冠状动脉血管狭窄程度分为：轻微狭窄（0%～24%）； 轻 度 狭 窄（25%～49%）（ 图1B）；中度狭窄（50%～74%）（图2B）；重度狭窄（75%～99%）（图3A）。

根据斑块内钙化成分的组成分为钙化斑块（钙化的体积＞75%）（图1A、B）、非钙化斑块（钙化体积＜25%）（图4B）、混合斑块（钙化体积在25%～75%之间）（图2A、B）。本文中，放射医师参考以上标准根据经验判断狭窄的程度，结论不一致时讨论决定。

易损斑块的CTA影像特征：正性重构（图4B）、低密度斑块（图4C）、餐巾环征（图5C）、点状钙化（图6A、B）。重建指数（RI）=斑块部位的血管最大直径除以参考点上的血管直径，RI＞1.05定义为正性重构。CT值＜30HU的非钙化斑块定义为低密度斑块。

图1 男，75岁。A.MIP显示S2段钙化性斑块，分类为稳定性斑块(箭)。B.CPR显示S2段轻度狭窄，与冠状动脉造影一致(箭)。C.DSA显示S2段轻度狭窄(箭)。图2 女，53岁。A.MIP显示S7段混合性斑块，分类为稳定性斑块(箭)。B.CPR显示S7段中度狭窄，与冠状动脉造影一致(箭)。C.DSA显示S7段中度狭窄(箭)。图3 男，75岁。A.VR显示S17段重度狭窄，与DSA一致(箭)。B.DSA显示S17段重度狭窄(箭)。

4.统计学方法

采用SPSS 17.0版本软件进行统计分析，CTA与CAG狭窄分级的一致性检验采用R×C列联表一致性卡方检验。计算列联系数r值及Kappa值。r＜0.3为微弱相关，0.3～0.5为低度相关，0.5～0.8显著相关，＞0.8为高度相关。Kappa值＜0.40一致性差，0.40～0.75中度至高度一致性，＞0.75认为有极好的一致性。

结 果

共33例冠心病患者，其中1例左冠状动脉双开口，10例可见中间支，共分537节段，CTA诊断正常368节段，轻度狭窄69节段（图1B），中度狭窄47节段（图2B），重度狭窄53节段（图3A）。CAG诊断正常381节段，轻度狭窄59节段（图1C），中度狭窄43节段（图2C），重度狭窄或闭塞54节段（图3B）。CTA与CAG诊断完全一致共470节段，总的符合率为87.5%。CTA与CAG对冠状动脉狭窄分级的判断显示P=0.000，差异具有统计学意义，CTA与CAG有关联性，其列联系数 r=0.913。Kappa系数为0.742。见表1。

图4 男，64岁。A.VR显示S5段重度狭窄(箭)。B.CPR显示非钙化斑块，重建指数R=1.26，R＞1.05，为正性重构，定义为易损斑块(箭)。C.MPR可见偏心性低密度斑块，测CT值约24HU，定义为易损斑块。图5 男，55岁。A.VR显示S7段重度狭窄(箭)。B.CPR显示S7段重度狭窄，可见弥漫非钙化斑块(箭)。C.MPR显示餐巾环征。图6 男，61岁。A.CPR显示S2段斑块内可见点状钙化(箭)。B.CT横轴位图像上点状钙化＜血管周长的1/4(箭)。

表1 CTA和CAG冠状动脉狭窄分级一致性比较

CTA发现169个节段冠状动脉狭窄斑块，左前降支发生率最高，共26个节段，占比15.4%。依次分别是左前降支中段（11.8%）、回旋支近段（10.1%）、右冠状动脉中段（8.9%）、右冠状动脉近段（8.3%）等。斑块类型中混合斑块发生率最高，共73个节段，占43.2%。钙化斑块和非钙化斑块发生率相等，均为48个节段（28.4%）。33例患者中，12例钙化积分为0，21例钙化积分从17.8～1999.6不等，500＜钙化积分＜1000者6例，钙化积分＞1000者5例。稳定斑块103节段（图1A），占60.9%。易损斑块66节段，占39.1%，其中正性重构13节段斑块，低密度斑块15个节段，点状钙化3个节段，正性重构+低密度斑块14个节段（图4B、C），正性重构+餐巾环征17个节段（图5B、C），正性重构+点状钙化4个节段（图6A、B）。详见表2。

表2 CTA血管分析显示血管狭窄分级、斑块类型、斑块性质及相应节段水平分布表

讨 论

冠状动脉血流分级与粥样硬化斑块导致血管狭窄程度有关，狭窄程度直接关系到临床采用什么干预手段。目前CTA是评估冠状动脉狭窄最佳检查方法。CTA评价冠状动脉狭窄程度主要有两种方法，文献报道多采用测量狭窄部位血管直径与参考血管直径计算狭窄的百分比的方法，近来认为测量狭窄部位血管横截面积与参考部位血管横截面积计算狭窄百分比的方法更好[2]，结果与参考标准有更好的相关性。本研究syngo.via软件采用后者方法自动分析血管狭窄程度取得很好的效果（图1B、2B）。

统计结果显示CTA与CAG判断冠状动脉狭窄程度的一致性高。33例患者共537节段中，CTA与CAG均诊断正常、轻度狭窄（图1B、C）、中度狭窄（图2BC）、重度狭窄（图3A、B）分别为362节段、40节段、25节段、43节段，共470节段诊断一致，以CAG为金标准，CTA诊断总的符合率达87.5%，接近文献报道。CTA与CAG狭窄分级具有一致性，其列联系数 r=0.913，Kappa系数为0.742，具有高度一致性。在CTA诊断为正常的368节段中，CAG有362节段诊断为正常，其阴性预测值达98.4%，因此，在临床排除冠状动脉狭窄应用中，CTA完全可以替代CAG成为首先检查方法。

共有67个冠状动脉节段狭窄分级不一致，其中41个节段CTA高估狭窄程度，26个节段低估狭窄程度。究其原因可能与以下因素有关：①密集高密度钙化斑块产生线束硬化伪影，容易高估管腔狭窄程度；②容积效应，部分弥漫性混合型斑块由于容积效应导致高估血管狭窄程度，而非钙化斑块则由于容积效应低估狭窄程度；③血管开口、拐弯处斑块，CTA血管分析测量时可出现误差；④远段病变或存在侧支循环的节段[3]，对比剂经侧支循环使得血管远段显影，未能充分显示闭塞的病变，从而低估血管狭窄程度；⑤医师经验也有一定影响，与狭窄部位、参考部位的选择有关。

双源CTA可对粥样硬化斑块的部位、类型做出精准的分析。研究发现左前降支近段斑块发生率最高，33例患者中有26例前降支可见不同类型斑块，可能与其解剖结构和血流动力学有关，钙沉积容易聚集在血管的近端部分，尤其是在左前降支[4]。斑块类型对于分析斑块的危险性有一定意义，根据病理学显示，钙化斑块以及部分以钙化成分为主的混合斑块为稳定斑块，而非钙化斑块中，脂质斑块和以脂质为主的斑块为不稳定斑块。稳定型心绞痛中钙化斑块的发生率较高，而不稳定型心绞痛中富含脂质的非钙化斑块的发生率较高[5]。169节段狭窄斑块中，混合斑块73例（图2B），统计发现混合斑块的发生率最高（43.2%）。

双源CTA在斑块的性质的分析中有重要的作用。吴启源等[6]采用血管外膜的面积减去血管腔的面积来定量斑块的面积，从而较准确地定量和定性冠状动脉临界狭窄病变斑块。Schlett等[7]采用半自动软件直接检测非钙化斑块的面积，这种方法的优点是更接近组织病理学。斑块的核心脂质成分大小、表面纤维帽厚度以及周围伴有炎性细胞多少是决定斑块性质的重要因素。CTA不能直接识别薄纤维帽、脂质核心等易损斑块的特征，但可通过CTA影像特征来检测这些易损斑块。这些征象包括正性重构、低密度斑块、餐巾环征、点状钙化。斑块CTA影像特征反映易损斑块的组织病理学特征，与后期的心血管事件密切相关，可以提供重要的预后信息[8]。研究表明正性重构和低密度斑块患者未来发生心血管事件的风险增加13倍。正性重构常与低密度斑块、餐巾环征、点状钙化等特征合并存在，本研究中统计发现35节段存在合并特征。

本研究共确定48个正性重构节段（图4B），占比约28.4%（48/169）。正性重构斑块容易破裂，与其拥有较大脂质核以及较多的巨噬细胞计数有关。

29节段存在低密度斑块（图4C），占比约17.2%（29/169）。低密度斑块是易损斑块的重要参考指标。Ozaki等[9]报道，易损斑块中常检测到低密度斑块。与稳定型心绞痛比较，急性冠脉综合征的低密度斑块的发生率较高。

17节段存在餐巾环征（图5C），占比约10%（17/169）。餐巾环征表现为低密度的中心周围被一个像环一样稍高密度区域包围，在MPR图像上呈餐环一样的表现，其病理基础是斑块内部中心是脂质核心，在CT上呈低密度，周围纤维组织呈稍高密度。Tomizawa等[10]采用CT值截断值为60HU检测斑块的低衰减成分体积的比例来定义薄纤维帽斑块，其灵敏度和特异度分别为94%、91%。研究表明，餐巾环征患者未来发生心血管事件的风险增加3～5倍。

仅7节段显示点状钙化（图6A、B），占比约4.1%（7/169）。点状钙化是高风险斑块的另一个特征。统计发现点状钙化常见于伴有血管正性重构的急性冠脉综合征和不稳定型心绞痛中，但是其特异度差，在稳定性心绞痛血管斑块中也经常发现点状钙化，其特征有待进一步研究。

双源CTA可以对血管狭窄分级、斑块的分型、性质进行精准研究分析，依赖于高质量的图像。Siemens新双源CT的X-Y轴分辨率达0.33mm×0.33mm，Z轴分辨率达0.5mm，足以显示直径1mm以上的血管及其狭窄斑块并对其进行技术分析；其次Siemens新双源CT球管的旋转时间达0.28s/r、拥有双球管、采用分段重建技术使得时间分辨率达到了75ms，在不控制心率的情况下也能避免心脏运动伪影；最后Siemens新双源CT采用迭代重建算法（SAFIRE）提高了图像质量[11]。33例病人中，最高心率达120次/分钟，正是基于Siemens新双源CT先进的硬件设备及优越的性能，在不控制心率的条件下仍然取得令人满意的图像质量。

本研究中有一定不足之处：①研究样本量偏少，其准确率有一定偏倚；②有研究[12]表明斑块定量测量与斑块定性诊断之间密切关联，本文仅分析了4种易损斑块CTA特征，而斑块的体积、长度、负荷与易损斑块关系需进一步的研究；③虽然Siemens新双源CT的空间分辨率高，但仍然不能分辨斑块的成分，因此影像特征与组织病理学之间存在偏差；④管电流采用了自适应调节技术，减少了辐射剂量[13]，但少数肥胖患者图像噪声增加。

总之，双源CTA具有优越的性能，在不控制心率的情况下，对斑块引起的血管狭窄分级仍然具有高准确率，可以对斑块分类、定位、定性进行分析判断，提供了综合的信息。在临床应用中，病变血管的狭窄严重程度和高风险斑块特征相结合能提高预后能力，从而将冠状动脉CTA的重要预后发现与适当的预防性、治疗性干预措施联系起来，真正发挥其临床应用价值。