Gemstone能谱冠状动脉CT血管成像诊断冠状动脉重构的临床研究

宋达琳，徐余鸣，马千里，张庆

冠状动脉重构是冠状动脉粥样硬化过程中外弹力膜横截面积增加或减少的现象，它是斑块与管腔之间复杂关系的重要现象。在斑块形成早期，当斑块负荷（PB）在20%以下时，因为外弹力膜的扩张，即发生正性重构，管腔并不会发生狭窄甚至管腔面积还会有少量增加[1]。当PB继续增加，但未超过40%时，由于外弹力膜无法进一步扩张，管腔才随之开始缩小[2-4]。当PB增加到40%以上时，外弹力膜开始皱缩，发展成为负性重构，进而加重了管腔的狭窄[5]。血管内超声（IVUS）技术是其诊断的金标准，但IVUS作为一种有创的检查手段存在设备普及率低、检查费用高和操作者要求较高等问题，不仅限制了IVUS在临床普及也使得冠状动脉重构这一概念不如斑块性质和管腔狭窄那样得以重视。冠状动脉CT血管成像（CCTA）属于无创，不增加患者负担，辐射剂量低，安全性高，性价比高，容易普及，利用CCTA诊断冠状动脉重构的新模式成为关注热点[6]。 Gemstone能谱CT具有高清、低剂量、能谱成像的特点。本研究利用该技术对76例冠心病患者行Gemstone能谱CCTA，影像分析管腔直径、外弹力膜直径、PB和冠状动脉重构之间的潜在关系，旨在探讨该方法学在诊断冠状动脉重构的临床特点。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选取2016年1月至2018年6月在青岛市市立医院使用Gemstone能谱CT进行CCTA检查的冠心病患者76例，其中男性53例，女性23例，年龄34～83岁，平均年龄（63.9±10.9）岁；76例患者均存在左主干或左前降支近段（LAD1）病变。

纳入标准参考按照美国心脏协会（AHA）的心脏17分段法，经Gemstone能谱CCTA检查证实存在左主干或LAD1病变。排除标准:包括心率明显不齐、碘剂过敏、严重的肾功能不全、或者重度心力衰竭及高龄不能耐受检查的患者。左主干及LAD1病变钙化积分＞180分、钙化点位于斑块边缘影响测量的患者，左主干及LAD1有支架的患者。按照重构指数（RI）＞1.05为正性重构，RI＜0.95为负性重构，RI 0.95～1.05为无重构分为三组；按照PB分为PB 21%～40%组、PB 41%～60%组、PB 61%～80%组和PB＞80%组。本研究经过医院伦理委员会讨论同意，患者及其家属充分知情，并签署书面知情同意书。

1.2 仪器与方法

按照2010美国心脏病学会基金会/美国放射学会/AHA/北美心血管成像学会/动脉硬化影像及预防学会/心血管造影及介入治疗学会/心血管计算机断层学会 （ACCF/ACR/AHA/ NASCI/SAIP/SCAI/SCCT） CCTA专家共识[7]进行检测，仪器设备为64层Gemstone能谱CT机（美国GE公司discovery CT 750HD）。冠状动脉扫描范围自气管隆突水平至心脏膈面以下约2 cm，成像用智能扇区选择扫描方式。扫描完成后通过影像工作站对左主干、左前降支、左回旋支和右冠状动脉等主要分支血管进行三维重建和容积再现重建，并对左主干及LAD1进行评价分析。

1.3 测量指标

选取左主干及LAD1的靶病变，分别由两位经验丰富的影像科医师测量靶病变的外弹力膜直径、管腔直径，近端参考段的外弹力膜直径，远端参考段的外弹力膜直径。应用目测法确定病变处的狭窄程度。取两位医师测量结果的平均值作为最终结果，计算靶病变的RI、PB，RI=靶病变外弹力膜直径/参考段平均外弹力膜直径，PB=（靶病变外弹力膜直径-管腔直径）/靶病变外弹力膜直径。由另外的医师进行统计学分析。如图1～4。

图1 病变近端参考段正常管腔直径测量

图2 病变远端参考段正常管腔直径测量

图3 正性重构

图4 负性重构

1.4 统计学分析

采用SPSS 17.0统计学软件进行统计学分析。糖尿病和高血压患病率按照各组合并病例数/各组患者数。病变处外弹力膜直径、病变处管腔直径、近端参考段外弹力膜直径、远端参考段外弹力膜直径、RI、PB以s表示。采用单因素方差分析比较正性重构、负性重构、无重构的冠心病患者年龄、PB差异；采用单因素方差分析比较不同PB的冠心病患者年龄、RI、近端及远端参考段外弹力膜直径的差异；采用χ2检验比较正性重构、负性重构、无重构冠心病患者和不同PB的冠心病患者性别构成、高血压病史、糖尿病史、吸烟史；以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 患者一般临床资料比较

正性重构组、负性重构组和无重构组的冠心病患者年龄、性别、体重指数、吸烟史、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、甘油三酯和血尿酸的差异均无统计学意义（P均＞0.05，表1），高血压病和糖尿病患病率在正性重构组和无重构组明显低于负性重构组（P均＜0.05，表1）。不同PB组的冠心病患者的年龄、性别构成、体重指数、高血压病史、糖尿病史、吸烟史和血清学参数的差异均无统计学意义（P均＞0.05，表2）。

表1 不同重构组患者的一般临床资料比较（s）

表1 不同重构组患者的一般临床资料比较（s）

注：LDL-C：低密度脂蛋白胆固醇。与负性重构比*P＜0.05

项目 负性重构组 (n=11) 正性重构组 (n=44) 无重构组 (n=21) P值年龄 (岁) 58.82±13.01 64.73±10.42 64.76±10.42 0.062男性[例 (%)]8 (72.7) 32 (72.7) 13 (61.9) 0.656体重指数 (kg/m2) 27.50±2.21 24.50±1.85 22.50±1.18 0.197吸烟史[例 (%)]2 (18.2) 11 (25.0) 6 (40.0) 0.812高血压病[例 (%)]8 (72.7) 16 (36.4) * 7 (33.3) * 0.002糖尿病[例 (%)]7 (63.6) 11 (25.0) * 4 (19.1) * 0.023 LDL-C (mmol/L) 4.05±0.76 3.50±0.65 3.37±0.85 0.199甘油三酯 (mmol/L) 1.50±0.08 1.60±0.15 1.58±0.18 0.251血尿酸 (mmol/L) 298.50±17.52 249.50±14.85 276.50±21.80 0.278

表2 不同PB组患者的一般临床资料比较（s）

表2 不同PB组患者的一般临床资料比较（s）

注：PB：斑块负荷；LDL-C：低密度脂蛋白胆固醇

项目 PB 21%～40%组(n=30)PB 41%～60%组(n=30)PB 61%～80%组(n=14)PB ＞80%组(n=2) P值年龄（岁） 64.53±11.26 65.23±9.93 62.36±9.81 44.50±14.85 0.560男性[例(%)]21(70.0) 23(76.7) 8(57.1) 1(50.0) 0.158体重指数(kg/m2) 44.50±14.85 44.50±14.85 44.50±14.85 0.28±0.00 0.197吸烟[例(%)]11(36.7) 5(16.7) 3(21.4) 0(0) 0.256高血压病[例(%)]19(63.3) 23(76.7) 13(92.9) 1(50.0) 0.076糖尿病[例(%)]11(36.7) 2(6.7) 9(64.3) 1(50.0) 0.231 LDL-C(mmol/L) 3.50±0.65 4.05±0.76 3.37±0.85 0.33±0.00 0.199甘油三酯(mmol/L) 1.60±0.15 1.50±0.08 1.58±0.18 0.29±0.00 0.251血尿酸(mmol/L) 249.50±14.85 298.50±17.52 276.50±21.80 0.21±0.00 0.278

2.2 测量指标的比较

正性重构组、负性重构组和无重构组患者的病变处外弹力膜直径及近端参考段外弹力膜直径三组间差异均有统计学意义（P均＜0.05），且正性重构组和无重构组病变处外弹力膜直径明显大于负性重构组，无重构组近端参考段外弹力膜直径明显大于正性重构组和负性重构（P均＜0.05）；PB三组间差异无统计学意义（P均＞0.05）。（表3）

表3 正性与负性重构之间各Gemstone能谱CCTA参数的比较

表3 正性与负性重构之间各Gemstone能谱CCTA参数的比较

注：PB：斑块负荷；CCTA：冠状动脉CT血管成像。与负性重构组比*P＜0.05；与正性重构组比△P＜0.05

项目 负性重构组 (n=11) 正性重构组 (n=44) 无重构组(n=21) P值PB(%) 50.17±15.62 43.40±12.40 51.04±18.52 0.110近端参考段外弹力膜直径(mm) 5.26±0.93 5.38±0.91 6.08±1.02*△ 0.013远端参考段外弹力膜直径(mm) 4.59±0.88 4.81±0.75 5.11±0.91 0.192病变管腔直径(mm) 2.29±1.02 2.57±0.87 2.83±1.11 0.300病变处外弹力膜直径(mm) 4.44±0.88 5.89±0.82* 5.64±0.88* ＜0.010

不同PB组的冠心病患者RI、近端及远端参考段外弹力膜直径4组间差异均无统计学意义（P均＞0.05）；病变处外弹力膜直径、病变管腔直径在不同PB组之间差异均有统计学意义（P均＜0.05），除BP＞80%组外，其他PB组（PB从20%到80%变化时）病变处外弹力膜直径、病变管腔直径均随PB增加而减小（表4）。

表4 不同PB组之间Gemstone能谱CCTA参数的比较

表4 不同PB组之间Gemstone能谱CCTA参数的比较

注：PB：斑块负荷；RI：重构指数；CCTA：冠状动脉CT血管成像

RI 1.090±0.133 1.095±0.108 1.057±0.144 0.968±0.063 0.424近端参考段外弹力膜直径(mm) 5.701±0.912 5.559±0.903 5.386±1.109 6.620±2.022 0.359远端参考段外弹力膜直径(mm) 4.852±0.824 4.813±0.789 4.814±0.723 6.125±1.605 0.179病变管腔直径(mm) 3.557±0.740 2.693±0.583 1.866±0.402 5.501±1.421 ＜0.001病变处外弹力膜直径(mm) 5.667±0.862 5.413±1.056 5.341±0.742 7.445±1.690 0.025

3 讨论

本研究按照PB分组，并未发现通过计算RI确定的重构类型发生的变化，这一结论与本课题组前期通过IVUS研究所得出的结论一致，即用RI计算的正性重构和负性重构之间未显示PB的差异[8]。本研究借助CCTA检查，弥补了前期IVUS研究入选病例的PB均较高的缺陷，能够较好的反应PB从20%到80%变化时，RI变化的情况。2010年CCTA的专家共识指出，CCTA最适用于研究较大的冠状动脉近段的PB[9]。CCTA对于斑块性质判断的准确性虽然无法同IVUS相媲美，但是本研究选取左主干及LAD1这两段冠状动脉进行研究，可以最大程度上降低病变节段的影响，从而提高结果的准确性。诸多IVUS及病理学研究发现大部分不稳定性心绞痛患者表现为正性重构，大多数稳定性心绞痛患者则表现为负性重构，冠状动脉斑块破裂更容易发生在正性重构的病变部位[10]。斑块特征与冠状动脉重构之间有很强的相关性，并影响冠心病的临床表现。IVUS用于冠状动脉重构类型与斑块性质以及临床表现之间关系的研究目前还存在一些争议，重构类型的判断也存在方法学上的分歧，需要一系列大样本、多中心的研究去进一步完善。IVUS作为一种有创的检查方法，高昂的检查费用也限制了它在临床上的普及。鉴于冠状动脉重构重要的临床应用价值，将冠状动脉重构运用到CCTA检查中是值得尝试与推广的。

CCTA作为一种无创检查，对于检测冠状动脉狭窄，具有高灵敏度和高阴性预测值的特点[11-12]。而且，与IVUS相比，用CCTA评估冠状动脉粥样硬化斑块的形态学特征和构成具有较高的一致性[13-14]。尽管定义远端和近端参考段有些主观，但是CCTA评估重构的方法已经得到了IVUS的验证[14-16]，且重复性良好[17-18]。CCTA研究发现正性重构斑块的CT值要小于无重构或者负性重构的CT值，与随后发生的急性冠状动脉事件有关[19-20]。另外，经IVUS证实的薄纤维帽斑块中，CCTA确认为正性重构的明显多于负性重构[21]。这些结论与病理学研究以及IVUS研究的结论相一致。因而，CCTA可以用于冠状动脉重构与斑块性质、急性冠状动脉事件之间关系的研究。

Gemstone能谱CT提高了图像质量，能够根据不同的能谱吸收曲线分辨斑块类型，可以准确显示出斑块内脂核大小、纤维成分、血栓形成，为评估斑块的进展、治疗效果和愈后提供了帮助，并且能对新生斑块、冠状动脉再狭窄或梗阻、终点事件的危险因素进行前瞻性研究。从而指导临床医师识别出高危斑块为采取恰当的治疗方案和措施提供有力依据，避免和减少急性冠状动脉综合征和心原性猝死事件的发生[22-23]。相信随着CT设备的不断升级，CCTA对于冠状动脉斑块识别的准确性将进一步提高。但是CCTA评估冠状动脉重构也存在着一些与IVUS类似的问题，包括建立一套统一的评估标准与方法。

综上所述，尽管IVUS对冠状动脉斑块性质、重构类型判断有其优势，但Gemstone能谱CT的无创性、可以提供精准解剖定位、精准重构类型诊断，能够优势互补。CCTA是多模态影像学对冠状动脉重构类型诊断研究的重要组成，对个性化精准医疗有重要意义。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突