能谱CT冠状动脉血管成像对糖尿病患者合并冠状动脉病变的诊断价值研究

叶万春 张永婕 阮彩霞

福建医科大学附属福州市第一医院放射科，福建福州 350009

据统计，2017年全球高达4.51亿人患有糖尿病，预计2045年全球糖尿病人数将超6.93亿人[1]。我国糖尿病发病率高达9.7%，位居全球第二位，其中2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）占90%～95%[2]。T2DM可诱发多个系统并发症，如肾脏疾病、神经病变、心脑血管疾病等，其中冠状动脉病变发病率较高，可导致T2DM患者长期血糖控制不佳，是患者预后不良及病死的重要危险因素[3-4]。因此，早期识别T2DM患者是否合并冠状动脉病变尤为必要。冠状动脉造影（coronary arteriography，CAG）一直是临床诊断冠状动脉病变的金标准，能有效判断冠脉狭窄程度，评估是否发生冠心病，但CAG为有创性检查手段，检查费用较高，临床广泛应用存在较大局限性[5]。近年来，随着我国影像学技术不断发展，CT冠状动脉血管成像（coronary CT angiography，CCTA）影像学检查手段逐渐应用于临床，检查原理与CAG相同，但CCTA创伤更小，诊断冠心病的敏感度、特异度较高，效果好，可作为判断T2DM患者是否合并冠状动脉病变的有效手段[6]。本研究以福建医科大学附属福州市第一医院（本院）2020年8月至2022年8月收治的88例疑似T2DM合并冠状动脉病变患者为研究对象，探讨能谱CCTA对T2DM合并冠状动脉病变的诊断价值，为临床早发现、早治疗T2DM合并冠状动脉病变提供一定依据，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020年8月至2022年8月本院收治的88例疑似合并冠状动脉病变的T2DM患者临床资料，随机选取352个冠脉节段。其中男52例，女36例；年龄37～76岁，平均（58.67±9.73）岁；糖尿病病程3～13年，平均（7.42±2.56）年；体重54～77 kg，平均（65.89±5.62）kg；体重指数（body mass index，BMI）22～28 kg/m2，平均（25.64±1.38）kg/m2；吸烟49例；饮酒43例。本研究经本院医学伦理委员会批准（审批号：FZ2020162）。

纳入标准：①符合《中国2型糖尿病防治指南（2020年版）》[7]中T2DM相关诊断标准，且经临床相关检查证实；②年龄≥18岁；③均符合能谱CCTA、CAG检查适应证，成功完成检查；④经CAG检查后，确诊合并冠状动脉病变的T2DM患者符合《冠状动脉微血管疾病诊断和治疗的中国专家共识》[8]中冠状动脉病变相关诊断标准；⑤生命体征平稳，意识清晰；⑥临床相关资料均完整。排除标准：①合并严重高血压疾病，血压不稳定；②合并严重心血管疾病，如严重心律不齐、急性心肌梗死、心脏瓣膜病变、心房颤动或扑动等；③合并肝肾功能重度不全及严重内科基础疾病；④合并恶性肿瘤、传染性疾病、血液系统疾病；⑤合并精神疾病、心理疾病及沟通交流障碍；⑥血糖控制不佳；⑦对造影剂过敏及检查不耐受。

1.2 方法

1.2.1 CAG检查 患者取平卧位，连接心电监护导联，采用Trinias血管造影系统（岛津公司）进行CAG扫描检查。首先经患者右肘正中静脉注射对比，40 ml 0.9%氯化钠注射液与30 ml碘克沙醇（上海司太立制药有限公司，国药准字H20203432，规格：100 ml∶32 g）混合，注射速率5 ml/s。然后通过Seidinger穿刺法对股动脉或桡动脉进行穿刺，插入合适的造影导管，再利用Judkins法依次对左冠状动脉、右冠状动脉进行造影检查。扫描结束后由2名经验丰富的影像科医师按照双盲原则进行阅片，结果出现分歧时与第3名影像科医师综合讨论进行评估，包括冠状动脉狭窄率、冠脉狭窄程度、斑块类型。评估标准[9]：冠状动脉狭窄率≥50%认定为阳性，存在冠状动脉病变。Ⅰ级狭窄：冠状动脉狭窄率50%～＜70%；Ⅱ级狭窄：冠状动脉狭窄率70%～＜90%；Ⅲ级狭窄：冠状动脉狭窄率90%～＜99%；Ⅳ级狭窄：冠状动脉狭窄率≥99%。根据冠状动脉狭窄率进行冠状动脉狭窄程度分级，轻度：I级；中度：Ⅱ～Ⅲ级；重度：Ⅳ级。斑块分类：钙化斑块CT值≥130 HU；非钙化斑块：CT值＜130 HU，且比心外膜脂肪高；混合斑块：同时具有钙化斑块及非钙化斑块成分的斑块。

1.2.2 能谱CCTA检查 患者取平卧位，连接心电监护导联，采用Revolution 256排螺旋CT机（美国GE公司）进行CCTA扫描检查，检查前控制患者心率，扫描范围：气管分叉下1 cm至心脏膈下2 cm。首先经患者右肘正中静脉注射对比剂，碘海醇（上海司太立制药有限公司，国药准字H20203257，规格：按碘（I）计100 ml∶35 g），350 mg（I）/ml，速度：5.0 ml/s，总剂量按照0.8 ml/kg计算，触发扫描阈值设置为100 HU，CT值达到后延迟5 s开始扫描。通过GSIViewer软件得到40～140 kVp最佳单能量图像，然后通过40%自适应统计迭代重建技术（adaptive statistical iterative recon，ASIR）获得不同R-R期相的原始轴位图后，上传至工作站，进行血管容积重建、曲面重建、最大密度投影等三维后处理。由2名经验丰富的影像科医师采用目测法进行阅片，结果出现分歧时与第3名影像科医师综合讨论进行评估，包括冠状动脉狭窄率、冠脉狭窄程度、斑块类型。冠状动脉狭窄率≥50%认定为阳性，存在冠状动脉病变。狭窄程度分级、斑块分类与CAG检查相同。

1.3 观察指标及评价标准

以CAG检查结果为金标准，分析能谱CCTA对T2DM合并冠状动脉病变及冠状动脉病变严重程度的诊断效能，指标包括阳性预测值、阴性预测值、准确度、敏感度、特异度。阳性预测值=真阳性例数/（真阳性+假阳性）例数×100%，阴性预测值=真阴性例数/（真阴性+假阴性）例数×100%，准确度=（真阳性+真阴性）例数/总例数×100%，敏感度=真阳性例数/（真阳性+假阴性）例数×100%，特异度=真阴性例数/（真阴性+假阳性）例数×100%。

1.4 统计学处理

采用SPSS 24.0 统计学软件分析数据，计数资料以例数、百分数表示，行χ2检验，计量资料用均数±标准差（±s）表示，行t检验，一致性比较采用Kappa检验，Kappa值＜0.4表示一致性较差，Kappa值为0.4～＜0.75表示一致性一般，Kappa值≥0.75表示一致性良好，并计算诊断阳性预测值、阴性预测值、准确度、敏感度、特异度，P＜ 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 能谱CCTA诊断T2DM患者冠状动脉病变与CAG结果比较

88例T2DM患者CAG检查结果显示，有62例（70.45%）合并冠状动脉病变，能谱CCTA诊断有56例（63.64%）与其结果一致，有6例（6.82%）被误判为未合并冠状动脉病变，见表1。

表1 能谱CCTA诊断T2DM患者冠状动脉病变与CAG结果比较

2.2 能谱CCTA诊断冠脉狭窄程度与CAG结果比较

CAG检查冠脉狭窄程度结果显示，352个冠脉节段中，无狭窄141例（40.06%），轻度狭窄123例（36.93%），中度狭窄74例（21.02%），重度狭窄14例（3.98%），能谱CCTA诊断为无狭窄134例（38.07%），轻度狭窄115例（32.67%），中度狭窄68例（19.32%），重度狭窄10例（2.84%），见表2。

表2 能谱CCTA诊断冠脉狭窄程度与CAG结果比较（支）

2.3 能谱CCTA诊断冠脉斑块类型与CAG结果比较

CAG检查冠脉斑块类型结果显示，352个冠脉节段中，无斑块145例（41.19%），钙化斑块31例（8.81%），非钙化斑块109例（30.68%），混合斑块67例（19.03%），能谱CCTA诊断为无斑块135例（38.35%），钙化斑块26例（7.39%），非钙化斑块103例（29.26%），混合斑块63例（17.90%），见表3。

表3 能谱CCTA诊断冠脉斑块类型与CAG结果比较（支）

2.4 能谱CCTA对T2DM患者冠状动脉病变、冠脉狭窄程度及冠脉斑块类型的诊断价值

能谱CCTA诊断T2DM患者冠状动脉病变的准确度为88.64%，Kappa值为0.733；诊断冠脉轻度狭窄、中度狭窄、重度狭窄的准确度分别为95.74%、95.82%、97.73%，Kappa值分为0.900、0.857、0.702；诊断冠脉钙化斑块、非钙化斑块、混合斑块的准确度分别为96.01%、97.43%、98.24%，Kappa值分为0.754、0.964、0.969，可知能谱CCTA诊断T2DM患者冠状动脉病变、冠脉狭窄程度及冠脉斑块类型的一致性程度均良好，见表4。

表4 能谱CCTA对T2DM患者冠状动脉病变、冠脉狭窄程度及冠脉斑块类型的诊断价值

2.5 典型病例

典型糖尿病患者合并冠状动脉病变能谱CCTA图像，见图1～3。

图1 右冠状动脉（RCA）近段管壁可见钙化、混合斑块，管腔轻度狭窄约30%；中段管壁可见钙化斑块，管腔中度狭窄约54%；远段管壁可见钙化、非钙化、混合斑块，管腔重度狭窄约75%

图2 左前降支（LAD）近段管壁可见钙化、非钙化斑块，管腔轻度狭窄约33%；中段、远段未见斑块

图3 左回旋支（LCX）近段管壁可见钙化斑块，管腔中度狭窄约55%；中远段未见斑块及明显狭窄

3 讨论

T2DM患者由于长期胰岛素抵抗影响，机体持续呈高糖状态，易引发心血管疾病、各种感染、微血管病变等并发症，已成为全球重视的公共卫生问题[10]。调查显示[11]，糖尿病患者心血管疾病发生风险是正常人群的3～5倍，且致残率、病死率与失明率明显升高。T2DM微循环功能受损后，引起血管内皮损伤，同时，多数患者伴有脂代谢紊乱，促进冠状动脉斑块形成与增厚，引发冠状动脉病变。研究显示[12]，T2DM患者中合并冠状动脉病变者超过50%。本研究中，88例T2DM患者经CAG检查证实，有62例（70.45%）合并冠状动脉病变，与上述报道结果相似。心血管疾病是糖尿病患者病死的重要影响因素，尽早发现并治疗心血管疾病，可有效降低病死率[13]。因此，有效识别T2DM患者是否发生冠状动脉病变尤为重要。

CAG是临床冠状动脉疾病的诊断金标准，能够清晰显示冠脉管腔狭窄情况，辅助临床医师评估冠状动脉病变情况。但是CAG检查方法需侵入患者身体，创伤大、危险性高、并发症多，价格也较昂贵，难以普及，因此CAG不适用于临床T2DM患者冠状动脉病变筛查。能谱CCTA是一种成熟且无创的影像检查手段，具有分辨率高、非侵入性、敏感度高等优势，可作为冠状动脉病变筛查、诊断及预后复查评估的有效方法[14]。本研究中，CAG检查T2DM合并冠状动脉病变者为62例，能谱CCTA诊断有56例与其结果一致，有6例被误判为未合并冠状动脉病变。以CAG检查结果为金标准，通过进一步分析，能谱CCTA诊断T2DM患者冠状动脉病变的阳性预测值为93.33%，阴性预测值为78.57%，准确度为88.64%，敏感度为90.32%，特异度为84.62%，准确度、敏感度、阳性预测值均较高，Kappa值为0.733，一致性程度较好。李娜等[15]研究中对比了CCTA与TET诊断冠心病的临床价值，结果显示CCTA诊断的准确度为91.0%、敏感度为89.1%、阳性预测值为95.4%，均明显高于TET（59.0%、50.0%、71.9%），CCTA诊断一致性更好，Kappa值均＞0.75，与本研究结果相似。这可能是因为能谱CCTA将GSIviewer最佳单能量、ASiR迭代重建技术等结合，通过三维成像得到质量更高的图像，在诊断冠状动脉病变时能清晰地展现血管解剖结构与形态，帮助医师观察冠状动脉情况，因此具有较高的诊断效能，与CAG检查一致性较好。

冠状动脉病变斑块成分及严重钙化斑块的评估一直是传统CT检查手段的难题。而CCTA具有更低的噪声及更高的图像对比度，不仅能准确显示冠状动脉狭窄程度，还能识别斑块性质，是评估冠心病患者斑块成分特征的重要手段[16]。王蔚然等[17]研究显示CCTA在系统性分析冠状动脉斑块形态、组成及易损性方面具有一定优势。本研究对352个冠脉节段进行分析，结果显示，能谱CCTA诊断冠脉轻度狭窄、中度狭窄、重度狭窄的Kappa值分别为0.900、0.857、0.702，诊断冠脉钙化斑块、非钙化斑块、混合斑块的Kappa值分别为0.754、0.964、0.969。可以看出能谱CCTA对冠脉狭窄程度及斑块类型的诊断与CAG检查结果一致性较好，这也验证了能谱CCTA在识别冠脉狭窄程度及冠脉斑块类型方面存在一定潜力。郑穗敏等[18]研究表示CCTA在诊断冠状动脉狭窄分级上与CAG的Kappa值为0.941，一致性较好，具有较高的临床价值，与本研究结果基本一致。同时，冠状动脉钙化会影响冠状动脉狭窄程度的评估，降低诊断准确度，而能谱CCTA检查能通过高质量单能量图像降低钙化伪影，清晰展现周围软组织结构，减少对冠状动脉病变诊断造成的影响[19]。但目前能谱CCTA检查存在不能显示血流动力学、显示细微末梢血管较差、检查结果易受钙化伪影影响等问题，仍是今后需解决的挑战。除此之外，冠状动脉高危斑块可能会增加患者未来MACE事件发生风险，CCTA能预测斑块形成，评估其进展，有效识别高危斑块，在预测心血管疾病患者预后中具有较好的应用前景。

综上所述，能谱CCTA诊断T2DM患者冠状动脉病变、冠脉狭窄程度及冠脉斑块类型均具有较好的诊断效能，能为临床T2DM合并冠状动脉病变早期诊断、治疗工作提供一定参考，值得推广。但本研究仍存在以下不足：本研究为横断面研究，研究对象均来自同一医院，且样本量较小，今后还需扩大样本量，开展多中心临床研究，得出更加全面的研究结论。