管腔内对比度衰减梯度和改良校正的管腔内对比度衰减梯度分级诊断冠状动脉狭窄

阚晓婧，葛英辉，刘霄静，张继良，谢瑞刚，王鹏铭

(河南省人民医院 河南大学人民医院影像科，河南 郑州 450003)

冠状动脉狭窄程度为是否需要进行临床干预的主要依据[1]。冠状动脉CTA(coronary CTA, CCTA)诊断冠状动脉狭窄的敏感度和特异度均高于“金标准”冠状动脉造影(invasive coronary angiography, ICA)[2-3]，但受限于空间分辨率低及各种伪影，不能准确反映解剖学意义上的冠状动脉狭窄分级。CT管腔内对比度衰减梯度(transluminal contrast attenuation gradient, TAG)以及TAG-校正的管腔内对比度(TAG-corrected coronary opacification, TAG-CCO)都是基于CCTA探讨冠状动脉解剖学狭窄分级的新方法[4]，TAG是指截面管腔内某点的对比度(HU)与从冠状动脉起始处到该点的距离之间的梯度；TAG-CCO是截面管腔内某点的对比度(HU)与同层面校正血管(降主动脉)的比值，由此可进一步计算与从冠状动脉起始处到该点的距离之间的线性回归系数。本研究探讨TAG及改良TAG-CCO(modified TAG-CCO， MTAG-CCO)对冠状动脉狭窄分级的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2015年12月—2017年1月于我院接受CCTA、ICA检查并证实为冠状动脉狭窄的133例患者(狭窄组)，男92例，女41例，年龄36～81岁，平均(51.4±11.1)岁。纳入标准：①拟诊或确诊冠状动脉粥样硬化性心脏病，并接受CCTA、ICA检查，2种检查时间间隔在1周内；②CCTA图像清晰，无明显错层和伪影。排除标准：①冠状动脉主要分支变异或发育异常；②冠状动脉主要分支存在纵深型心肌桥；③同层面校正血管存在病变(不包含主动脉轻度狭窄)；④既往心脏手术史(含心包手术)。收集同期53例无冠状动脉硬化性心脏病表现，于我院接受CCTA检查且无冠状动脉狭窄的患者为对照组，男36例，女17例，年龄35～68岁，平均(49.2±8.8)岁。排除标准：①心电图检查结果为阳性；②冠状动脉主要分支变异或发育异常；③既往心脏手术史(含心包手术)。

1.2 仪器与方法 所有患者CT检查前均未服用硝酸甘油。采用Siemens Somatom Definition Flash双源CT机，对于心率超过90次/分者控制心率后再行检查。嘱患者仰卧，先获得胸部屏气定位像，扫描范围为气管杈下方1 cm至心脏膈面。随后行CCTA扫描，采用双筒高压注射器以4.5～5.0 ml/s流率注射 370 mgI/ml碘对比剂60～70 ml，再以同等流率追加生理盐水40 ml。采用前瞻性或回顾性心电门控扫描，管电压120 kV，管电流380～420 mA，探测器准直128×0.6 mm，球管转速0.28 s/rot，螺距与心率自动匹配(0.2～0.43)，扫描时间4～8 s，层厚3 mm，层间隔3 mm。应用对比剂示踪法启动扫描，在主动脉根部层面选择ROI，监测CT值，触发阈值为90 HU。

在Siemens Syngo.via图像工作站处理所有原始数据。采用单扇区重建，有效重建层厚0.75 mm，重建间隔0.5 mm，矩阵512×512，选择最佳时相进行重建。将二次重建后的成像数据输入GE AW 4.5工作站，以Volume Viewer-Cardiac软件进行后处理及测量。

1.3 TAG及TAG-CCO测量 由2名高年资医师共同选择ROI，避开严重钙化区域，意见不一时请上级医师指导后再次测量达成一致。

1.3.1 TAG测量 ①使用Auto Coronary Analysis程序获得血管分析(vessel analysis, VA)图像；②从每支冠状动脉分支起始处至远端血管截面积<2.0 mm2处，每间隔5 mm在血管截面上以血管中轴为中心勾画ROI，记录ROI内平均CT值(图1)，以线性回归模型确定TAG，单位“HU/10 mm”。

1.3.2 MTAG-CCO测量 基于TAG原理，测量每个TAG点同层面改良校正血管的平均CT值(图1)：左前降支(left anterior decending branch, LAD)、左回旋支(left circumflex branch, LCX)的改良校正血管为升主动脉+右冠状动脉(right coronary artery, RCA)，RCA改良校正血管为升主动脉+降主动脉。改良的校正冠状动脉管腔内对比度(modified corrected coronary opacification, MCCO)=冠状动脉平均CT值/同层面校正血管(血管组合)平均CT值。以线性回归模型确定MTAG-CCO，单位为“/10 mm”。

1.4 ICA检查 采用Philips Integris Allura FD10(1250 mA)型心血管造影机，常规右侧股动脉或桡动脉入路，分别进行选择性左、右冠状动脉造影。由2名心内科医师根据文献[5]方法，采用ICA图像分析评估冠状动脉狭窄程度。

1.5 分组 根据ICA结果将狭窄组分为5个亚组[5]。1级亚组：狭窄程度<25%；2级亚组：25%≤狭窄程度<49%；3级亚组：49%≤狭窄程度<69%；4级亚组：69%≤狭窄程度<99%；5级亚组：狭窄程度≥99%(血管闭塞)。单支血管多处狭窄时，以管腔最重狭窄程度入组。记录狭窄所在冠状动脉分支(LAD、LCX或RCA)。

1.6 统计学分析 采用SPSS 22.0统计分析软件，对数据进行正态分析(Kolmogorov-Smirnov检验)和方差齐性(Levene检验)检验，计量资料以±s表示，对正态分布者采用两独立样本t检验，对非正态分布者采用Mann-WhitneyU检验比较2组间TAG及MTAG-CCO值差异；以Kruskal-wallis检验比较狭窄组各亚组与对照组TAG及MTAG-CCO值差异，两两比较采用多重比较(自助比较不同组间分布)方法。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 狭窄组 133例患者共302支狭窄血管，其中LAD 102支(102/302，33.77%)，LCX 99支(99/302，32.78%)，RCA 101支(101/302，33.44%)；1～5级亚组分别有58支(58/302，19.21%)、62支(62/302，20.53%)、69支(69/302，22.85%)、65支(65/302，21.52%)和48支(48/302，15.89%)血管，见表1。

表1 狭窄组各亚组狭窄血管分布情况[%(支)]

2.2 TAG、MTAG-CCO值比较 狭窄组TAG值[-(18.20±7.42)HU/10 mm]低于对照组[-(12.39±4.40)HU/10 mm；Z=9 389.00，P<0.001]，MTAG-CCO值[-(0.027±0.011)/10 mm]亦低于对照组[—(0.014±0.005)/10 mm；Z=4 555.50，P<0.001]。狭窄组各亚组TAG及MTAG-CCO值与对照组比较差异均有统计学意义(P均<0.05);亚组间两两比较：1级、2级亚组TAG值高于4级、5级亚组(P均<0.05)，1级、2级亚组MTAG-CCO值高于3级、4级、5级亚组，3级亚组MTAG-CCO值高于5级亚组(P均<0.05)，其余亚组间TAG及MTAG-CCO值差异均无统计学意义(P均>0.05)；见表2、图2。

表2 2组TAG及MTAG-CCO值比较(±s)

表2 2组TAG及MTAG-CCO值比较(±s)

组别TAG(HU/10 mm)MTAG-CCO(/10 mm)狭窄组 1级亚组-16.02±7.33-0.019±0.007 2级亚组-16.21±6.06-0.022±0.008 3级亚组-17.72±7.26-0.030±0.015*# 4级亚组-19.72±7.35*#-0.033±0.011*# 5级亚组-22.04±7.79*#-0.037±0.009*#△对照组-12.39±4.40-0.014±0.005H值88.17227.12P值<0.000 1<0.000 1

注：*：与1级亚组相比，P<0.05；#：与2级亚组相比，P<0.05；△：与3级亚组相比，P<0.05

图1 TAG及MTAG-CCO测量选点示意图

3 讨论

CCTA诊断冠状动脉狭窄程度的准确率较高，但仍有<25%的患者与ICA不一致[5]，部分患者由于心律不齐或其他原因可致CCTA错误评价冠状动脉狭窄分级。Steigner等[4]发现截面管腔内对比度(HU)与该截面与冠状动脉起始处距离之间存在梯度，且狭窄与正常冠状动脉的梯度差异显著，表现为狭窄的冠状动脉管腔内对比度随距离增加而降低，从而形成负梯度；但由于CCTA扫描时相的差异性，TAG结果可能存在偏倚，需要校正以获得更加准确的梯度。既往研究[6-7]发现TAG及TAG-CCO有助于冠状动脉狭窄程度分级。本研究分析TAG-CCO改良LAD、LCX和RCA的校正血管，以期获得更为优化的结果。

图2 TAG和MTAG-CCO评价冠状动脉狭窄分级 A、B.CCTA(A)和ICA(B)显示RCA管壁钙斑形成，管腔狭窄(狭窄程度为87%)； C、D.该支RCA的TAG和MTAG-CCO值分别为2.35 HU/10 mm和-0.018/10 mm

本研究中，狭窄组133例患者共302支狭窄血管，其中LAD 102支，在5级亚组中较多；LCX 99支，RCA 101支。狭窄组中TAG和MTAG-CCO值随血管狭窄严重程度的增加而减小，与既往研究[6，8]结果一致。正常情况下TAG和MTAG-CCO均呈负梯度，而本研究结果显示部分狭窄血管TAG呈正梯度(图2C)，其可能原因如下：TAG的影响因素较多，包括时相差异性[9-11]、对比剂剂量、冠状动脉的管径[12]等，可导致TAG测量不准确；而MTAG-CCO通过改良可校正该趋势，使正梯度成为负梯度(图2D)。狭窄组各亚组间两两比较，1级与2级亚组、3级与4级亚组、4级与5级亚组间TAG及MTAG-CCO值差异均无统计学意义，且1级与3级、2级与3级TAG值差异亦均无统计学意义(P均>0.05)；可能原因是TAG及MTAG-CCO难以鉴别血流动力学相近的狭窄病变[13]。

本研究的局限性：样本量较小，结果可能存在偏倚；今后将联合其他技术[14-16]对MTAG-CCO进行多中心、大样本观察。