冠状动脉CT血管造影预测冠脉斑块患者发生左心室重构临床价值研究

尹小花，徐 荣，郭 鑫，黄茂盛，李宏松，梁凯轶，周 慧

(1.上海健康医学院附属嘉定区中心医院放射影像科 上海市卫生健康委员会智慧影像重点实验室，上海 201800；2.上海健康医学院附属嘉定区中心医院超声影像科，上海 201800；3.上海健康医学院附属嘉定区中心医院心内科，上海 201800)

随着居民心血管危险因素的普遍暴露，我国心血管病发病率持续增加，心血管病在各死亡原因中位居首位，且发病年龄有年轻化趋势[1]，据报道，冠状动脉粥样硬化斑块导致管腔狭窄或斑块破裂栓塞远侧血管，局部心肌供血减少，如未能及时恢复冠脉血流，心肌组织持续性缺血或产生不可逆的坏死性改变，缺血坏死的心肌组织不断修复，纤维化、瘢痕形成，在室壁应力的作用下心肌逐渐拉伸变薄，心室进行性扩大产生重构，心脏收缩功能下降，最终导致心力衰竭和不良心脏事件发生[2-3]。如能在冠心病早期评估心肌状态，预测患者心脏功能恢复和心肌重构情况，就能及时进行干预挽救缺血坏死心肌，从而降低患者的致残率和病死率。冠状动脉CT血管造影(Coronary CT angiography，CTA)是最常用的显示冠状动脉的解剖结构的无创性检查技术，其评估冠状动脉管腔狭窄程度与冠状动脉造影术(CAG)相当[4]；同时，冠状动脉CTA还能清晰显示斑块的形态和成分，可以观察到可能导致心脏不良事件的高危斑块[5-6]。本研究采用冠状动脉CTA评估冠状动脉管腔狭窄程度，分析斑块特征，判断是否存在高危斑块，探讨其预测左心室重构发病风险的价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象 收集2017年1月至2018年12月因胸闷、胸痛、心慌、气促等疑似冠心病症状在我院就诊的患者。病例纳入标准：①间隔1周内分别行冠状动脉CTA检查和心脏超声检查，且检查间隔期未行相关治疗；②冠状动脉CTA检查发现至少一根血管存在斑块，管腔狭窄程度为中、重度；③患者签署冠状动脉CTA知情同意书及临床试验知情同意书。排除标准：①碘造影剂过敏；②心脏手术史或冠状动脉支架植入、旁路移植手术患者；③心肌炎、心肌病、瓣膜病等导致左心功能不良患者；④冠状动脉CTA图像质量不佳。本研究经医院伦理委员会批准。共收集125例患者，排除19例失访，最终纳入研究106例，其中男64例，女42例，年龄40～88岁，平均年龄(63.7±9.2)岁。

1.2 研究方法

1.2.1 资料收集：收集所有病例的传统心血管病临床危险因素指标，包括：有无高血压、血脂异常、糖尿病、吸烟情况、体重指数(Body mass index，BMI)过高。高血压、血脂异常、糖尿病的定义参照相应诊疗指南[7-9]。吸烟定义为烟龄≥1年，且每日吸烟≥2支，目前仍吸烟，或者入选本研究时戒烟时间不超过6个月。采用世界卫生组织制定的BMI[BMI=体重(kg)/身高2(m2)]界限值对肥胖程度进行分类，BMI≥25 kg/m2定义为过高(超重或肥胖)。

1.2.2 冠状动脉CTA检查方法与图像分析：采用联影780 64排螺旋CT扫描仪，应用Karl迭代重建技术进行低剂量扫描[10]，管电压100～120 kV，管电流300～400 mAs。扫描层厚0.75 mm，层间距0.5 mm，矩阵512×512，螺距0.2，FOV 250 mm。常规行回顾性ECG门控冠状动脉CTA扫描。对比剂采用非离子型对比剂碘帕醇(370 mgI/ml)，注射速率为5.0 ml/s。患者心率控制在70次/min以下，并进行呼吸训练，提高图像质量。图像后处理由联影工作站的冠状动脉分析软件完成。选择图像质量最佳的时相，提取冠脉血管树并进行曲面重建，测定冠状动脉斑块管腔狭窄程度，分析斑块的形态和密度特征。冠状动脉管腔狭窄程度参照CAD-RADS报告系统[11]，将冠脉狭窄程度分为4级：1级(轻微狭窄)：管腔狭窄程度≤24%；2级(轻度狭窄)：管腔狭窄程度25%～49%；3级(中度狭窄)：管腔狭窄程度50%～69%；4级(重度狭窄)：管腔狭窄程度≥70%。记录有高危斑块特征的斑块[12]，分为：低CT衰减斑块(Low attenuation plaque，LAP)：选取斑块的低密度区域随机测量三个点，平均CT值<30 HU；正性重构斑块(Positive remodeling plaque，PR)：冠脉狭窄最窄部分的横径与其周围正常血管横径的比值大于1.5。如含有2种或2种以上不同性质的斑块，记录狭窄率最高的斑块特征作为该患者的高危斑块特征。

1.2.3 心脏超声检查方法：采用的仪器为GE VIVIDE9彩色超声显像仪，配备M5S相控阵探头(1.5～4.5 MHz)。记录超声检查参数左心室收缩末期容积(Left ventricularend-systolic volume，LVESV)作为基线水平。

1.3 随 访 随访时患者再次行超声心动图检查，记录LVESV，计算较基线水平的变化情况。LVESV较基线水平增加>15%判定为左心室重构[13]。

2 结 果

2.1 随访结果 125例患者中，失访19例(15.2%)，其中无法联系11例，无法提供准确随访信息8例。成功随访病例106例，随访时间303～837 d，中位随访时间为466 d。随访期间23例发生左心室重构(左心室重构组)，至随访结束83例未出现左心室重构(无左心室重构组)。最早出现左心室重构的66岁女性患者时间为312 d(图1)。

图1 患者，女，66岁，反复发作心悸、胸痛，冠状动脉CTA显示LAD近段粥样硬化斑块，图1A：斑块平均CT值为-18HU，图1B：正性重构指数为2.4。基线LVESV为25 ml，随访542 d，LVESV为32 ml，左心室重构率为28%。

2.2 两组患者临床心血管病危险因素评估 左心室重构组与无左心室重构组比较，高血压、血脂异常、糖尿病有统计学差异，吸烟情况、BMI两组比较差异无统计学意义，见表1。ROC曲线分析显示，高血压、血脂异常、糖尿病的曲线下面积分别为0.665、0.630、0.613，其中高血压具有较高的预测效能，敏感度和特异度分别为73.9%、59.0%，见图2。

图2 临床心血管病危险因素预测左心室重构ROC曲线

表1 两组患者临床心血管病危险因素比较

2.3 冠状动脉CTA图像分析 64排CT可以清晰显示冠状动脉斑块特征及管腔狭窄程度。左心室重构组与无左心室重构组冠状动脉CTA狭窄程度和高危斑块特征比较见表2。左心室重构组冠状动脉狭窄偏向中度、重度狭窄，无左心室重构组冠状动脉狭窄程度偏向轻微、轻度狭窄，同一等级间比较，两组有统计学差异(P<0.05)。左心室重构组低CT衰减斑块和正性重构斑块，两组比较差异有统计学意义(均P<0.05)。预测左心室重构的ROC曲线显示，冠状动脉CTA狭窄分级的AUC为0.757，敏感度和特异度分别为82.6%，62.7%(截断值>2级，P=0.0001)，低CT衰减斑块的AUC为0.706，敏感度和特异度分别为65.2%，75.9%，正性重构斑块的AUC为0.667，敏感度和特异度分别为47.8%，85.5%，见图3。联合评估显示，高血压联合冠状动脉CTA狭窄分级和低CT衰减斑块、高血压联合冠状动脉CTA狭窄分级和正性重构斑块的AUC分别为0.841、0.848，见图4。

图3 冠状动脉狭窄程度分级及高危斑块特征预测右心室重构ROC曲线

图4 高血压联合冠状动脉狭窄程度分级及高危斑块特征预测左心室重构ROC曲线

表2 两组患者冠状动脉狭窄程度分级及高危斑块特征比较[例(%)]

2.4 临床心血管病危险因素、冠状动脉CTA狭窄分级和高危斑块特征的COX回归分析 单因素COX回归分析显示，高血压、冠状动脉CTA狭窄分级、高危斑块均为有意义的危险因素。这些因素进一步行多因素COX回归分析，结果显示，冠状动脉CTA狭窄分级、低CT衰减斑块和正性重构斑块对左心室重构有较高的预测价值，HR值分别为7.54、6.78、4.05，低CT衰减的HR值接近冠状动脉CTA狭窄分级，见表3。生存曲线显示，左心室重构组和无左心室重构组冠状动脉CTA狭窄分级、低CT衰减、正性重构差异均有统计学意义(均P<0.001)，见图5。

表3 临床心血管病危险因素、冠状动脉CTA狭窄分级和高危斑块特征的COX回归分析

图5 冠状动脉CTA狭窄分级和高危斑块特征预测左心室重构生存曲线

3 讨 论

心室重构是指心室长期高负荷或心肌损伤造成心室形态和大小发生变化，出现心室肥厚及心肌顺应性降低，是导致心力衰竭和不良心脏事件的病理生理基础之一[14]。众所周知，左心室重构的临床危险因素中，高血压是最重要的危险因素之一，两者存在直接的因果关系。高血压患者机体发生神经体液调节，并产生炎症反应不断损伤心血管，同时，在长期压力负荷以及容量负荷过重的状态下，左心室肥厚、心肌纤维化，最终形成心室重构，进一步引起心律失常、心力衰竭等并发症，威胁患者的生命安全[15]。本研究显示高血压对左心室重构具有较高的预测价值，风险比为2.62，与文献研究一致[16]。除此以外，许多研究资料显示，左心室重构与超重、肥胖密切相关，是左心室重构的独立危险因素[17]，但本研究未显示BMI、血脂异常对左心室重构有较高预测价值，可能与样本量不足、随访时间有限有关。

近年来随着螺旋CT的飞速发展，冠状动脉CTA可以提供丰富而清晰的解剖结构信息，在冠状动脉疾病的诊断中具有极高的应用价值[18]。本研究显示，冠状动脉CTA狭窄分级为重度和极重度狭窄的患者左心室重构发生率明显升高，提示临床需要及时处理和密切随访。但冠状动脉管腔狭窄与左心室重构之间存在复杂关系[2]。本研究显示，无左心室重构组中，37.3%(31/83)患者冠状动脉狭窄程度为中、重度，表明狭窄未对心脏功能产生明显影响。原因包括[19]：①斑块累及的血管供血范围小，常见于右冠优势的回旋支、左冠优势的右冠状动脉和分支血管；②冠状动脉发生慢性狭窄时，可通过形成丰富的侧枝循环代偿局部心肌供血不足。另一方面，左心室重构组中，17.4%(4/23)患者冠状动脉狭窄分级为轻度，提示患者血运障碍虽然较轻，但患者可能存在高危斑块等其他危险因素导致左心室重构的发生。因此，单独以冠状动脉狭窄程度来预测左心室重构并不可靠。

冠状动脉CTA在准确显示冠状动脉狭窄的同时，还能清晰显示斑块的特征，鉴别可能导致不良心脏事件的高危斑块。低CT衰减、正性重构、点状钙化、餐巾环征为高危斑块的形态学特征，容易发生斑块破裂，导致心脏事件的发生，既往研究证实对主要不良心脏事件的预测有重要价值[20]。受限于所用64排CT机器的分辨率限制，本研究仅分析了低CT衰减和正性重构特征。

本研究的局限性：①本研究随访时间有限，损失了长期随访信息；②非盲产生的偏倚：研究入选病例均有不同程度临床症状，需要及时进行临床治疗，因此不适合对患者和医师采用盲法，存在一定程度的非盲偏倚，同时，患者因采取治疗措施降低了左心室重构的发病风险[21]；③受限于64排CT图像的空间分辨率，本研究仅对高危斑块的部分特征进行分析，作为斑块破裂前病变标志的斑块特征餐巾环征未纳入研究。在今后的研究中，我们需要借助于更高端的设备，对斑块特征进行详细和全面分析，并增加样本量和细化分组，对临床危险因素的动态变化以及不同治疗方法情况进一步深入探索研究。

综上所述，本研究初步探讨了冠状动脉CTA在左心室重构发病风险预测中的价值，综合分析临床高危因素、冠状动脉狭窄和高危斑块特征可以提高左心室重构发病风险的预测效能，及时发现潜在的高危患者，以便进行合理预防和临床干预，减少左心室重构的发生，提高生活质量，降低病死率。