冠狀動脈CT血管造影聯合靜息心肌透壁灌注指數診斷冠心病的臨床價值研究

朱姬瑩 徐秀芳 許化致 謝福榮 曹國全 王鎮章 肖方毅

冠狀動脈CT血管造影聯合靜息心肌透壁灌注指數診斷冠心病的臨床價值研究

朱姬瑩 徐秀芳 許化致 謝福榮 曹國全 王鎮章 肖方毅

目的 探討冠狀動脈CT血管造影（CCTA）聯合靜息心肌透壁灌注指數（TPR）診斷冠心病（CHD）的臨床價值。方法162例臨床疑診CHD的患者，CCTA后2周內完成冠狀動脈血管造影（CAG）檢查。利用CCTA的原始數據進行TPR分析，以CAG結果為參照，評價CCTA聯合TPR對CHD的診斷價值。結果 CCTA、TPR單獨或兩者聯合均可用于診斷CHD（χ2=94．42、14．25、48．30，均P＜0．01），ROC曲線下面積分別為0．899、0．589、0．701。CCTA單獨診斷CHD的靈敏度為85．6%（95/111），特異度為94．1%（48/51），陽性預測值（PPV）為96．9%（95/98），陰性預測值（NPV）為75．0%（48/64）。TPR單獨診斷CHD的靈敏度為82．9%（92/111），特異度為45．1%（23/51），PPV為76．7%（92/120），NPV為54．8%（23/42）。聯合CCTA及TPR診斷CHD的靈敏度為99．1%（110/111），特異度為41．2%（21/51），PPV為78．6%（110/140），NPV為95．5%（21/22）。結論 聯合CCTA及TPR可用于診斷CHD并可明顯提高CHD診斷靈敏度。

冠心病 冠狀動脈CT造影 靜息灌注成像 心肌透壁灌注指數

冠心病（coronary heart disease，CHD）是臨床常見的心臟疾病，心肌缺血則是CHD患者預后不良的重要獨立危險因素[1]。多中心研究證實，靜息及負荷CT心肌灌注成像（myocardial perfusion imaging，MPI）對缺血心肌的顯示與單光子發射計算機斷層顯像（single photon emission computerized tomography，SPECT）、心血管磁共振成像（cardiovascular magnetic resonance imaging，CMR）具有良好的相關性[2-5]。目前研究認為，與心外膜心肌相比，心內膜心肌對缺血更敏感[6]，可應用半定量參數心肌透壁灌注指數（transmural perfusion ratio，TPR）評估心內膜心肌灌注狀態[7]。由于320排容積CT具有高密度分辨率和掃描時間的一致性，可同步獲得冠狀動脈解剖及心肌灌注信息，同時又可以明顯減少患者接受的輻射劑量[8]。故筆者選用320排容積CT進行冠狀動脈CT血管造影（coronary computed tomography angiography，CCTA）數據重建各個心肌節段心肌的TPR，評估CCTA與TPR單獨及聯合對CHD的診斷價值。

1 對象和方法

1.1 對象 收集溫州醫科大學附屬第一醫院2012年8月至2013年4月疑似CHD行CCTA檢查，并且在CCTA后2周內進行冠狀動脈血管造影（coronal angiography,CAG）患者。排除標準：（1）既往有心肌梗死病史或心肌酶異常者；（2）疑似或確診心肌炎或浸潤性心肌病（包括心臟色素沉著病、淀粉樣變、結節病等）的患者；（3）有血運重建手術史（冠狀動脈搭橋術或經皮冠狀動脈介入治療）者。共入選183例患者，剔除冠狀動脈支架植入術后患者16例、冠狀動脈搭橋術后2例、陳舊性心肌梗死2例以及起搏器置入術后1例，共162例患者納入研究。男104例，女58例，年齡39～85歲，平均62.2歲，中位年齡62.5歲。臨床癥狀：胸悶77例，心前區痛26例，胸悶、胸痛24例，氣促、呼吸困難16例，心悸8例，意識喪失6例，頭痛1例，體檢發現4例。既往有高血壓病史83例，合并高血壓性心臟病38例，糖尿病31例，高甘油三酯/高膽固醇血癥59例，脂肪肝46例，高尿酸血癥6例。

1.2 方法

1.2.1 320排容積CT檢查 CT檢查前所有受檢者均進行宣教，告知研究目的、方法、相關不良反應以及相應處理措施，并讓所有受檢者在知情同意書上簽字確認。每例患者檢查時要求心率＜75次/min，心率未達標者檢查前口服25 mg或50 mg美托洛爾。使用心電門控320排CT（Aquilion ONE，Toshiba）容積模式（Volume mode）進行檢查。掃描參數：管電壓120kV，自動毫安，縱向掃描野160mm，自氣管分叉處向下掃描至膈下1cm。掃描野（D-FOV）220mm，小焦點，旋轉時間0.35s，時間分辨率175ms。選肘靜脈埋20g套管留置針（BD，IntimaⅡ），接高壓注射器以5.0ml/s的速率靜脈推注對比劑碘普羅胺注射液370（碘濃度370mg/ml）60ml+0.9%氯化鈉注射液20ml，以心臟中心平面（3條冠狀動脈主干均顯示層面）降主動脈為感興趣區（region of interest，ROI），采用Sure Smart軟件智能觸發掃描，自動監測ROI的CT值，以220Hu為觸發節點，自動啟動掃描，掃描時患者屏氣約10s，采集數據。掃描前軟件自動監測呼吸、心率，心率＜65次/min者行單beat掃描，66～75次/min者行雙beat掃描。選取心電圖75%R-R間期時相（多beat掃描選取第一個心動周期）重建心肌分析圖像數據，重建參數為：DFOV：220mm，層厚：0.5mm，層間距：0.5mm。

1.2.2 CCTA重建 將重建的心電圖75%R-R間期時相心肌圖像數據送至計算機工作站（Vitrea advanced 6.4，Toshiba），調用冠脈重建模塊，采用容積再現（volume rendering，VR）、多平面重組（multiplanar reformation，MPR）、曲面重組（curved planar reformation，CPR）法重組冠狀動脈圖像。

1.2.3 TPR圖像分析 調用心肌灌注模塊（CT myocardial perfusion）進行TPR分析。左心室壁內外膜由軟件自動勾劃，人工對室壁輪廓修整，分別重建3mm層厚左室水平長軸、垂直長軸及短軸圖像，并自動將心肌平均分成3層：心內膜下層、心肌中層、心外膜下層。根據美國心臟學會（American Heart Association,AHA）推薦的心臟短軸面16節段模型（除心尖外，見圖1），自動計算每個節段心肌TPR值并應用偽彩技術自動標記。TPR為心肌節段心內膜下層心肌密度平均值與同斷面心外膜下層的心肌密度平均值的比值。由于心內膜下層的血流量大于心外膜下層，因而正常心肌節段TPR＞1[9]，因此本研究中將心肌節段TPR≤0.99認為存在心肌缺血。

圖1 左室心肌AHA標準分段

1.2.4 CAG 均于CCTA后2周內進行，采用飛利浦Allura Xper FD10心血管造影系統，患者仰臥，常規行右橈動脈消毒鋪巾，行右橈動脈穿刺，置入一根6F動脈鞘管，隨后沿鞘管全程于透視下送入一根泥鰍鋼絲至主動脈竇部，再沿鋼絲送入5F多用途造影導管分別至左、右冠脈開口，注入對比劑造影并動態多體位攝片。

1.3 CHD診斷標準

1.3.1 CCTA、TPR單獨及聯合診斷CHD的標準 CC-TA定義左冠脈前降支（left anterior descending branch，KAD）、左冠脈回旋支（left ramus circumflexus arteriae，KCx）、右冠狀動脈（right coronary artery，RCA）中1支或多支狹窄率≥50%為CHD。心臟短軸面16節段模型中心肌節段TPR≤0.99認為存在CHD。聯合診斷時滿足其中一條即認為存在CHD。

1.3.2 CAG診斷CHD的標準 由中級及以上職稱心血管內科醫師獨立評估KAD、KCx、RCA的狹窄程度，并以1支或多支狹窄率≥50%為CHD診斷標準。

1.4 統計學處理 應用SPSS 20.0統計軟件，CCTA、TPR單獨及聯合診斷CHD的靈敏度、特異度、陽性預測值（positive predictive value，PPV）、陰性預測值（negative predictive value，NPV）評價采用χ2檢驗。并應用ROC曲線計算各自曲線下面積。

2 結果

2.1 CAG結果 CAG共發現111例患者，共141支冠脈狹窄率≥50%。冠脈中度狹窄56支，其中KAD 35支、KCx 12支、RCA 9支；重度狹窄85支，其中KAD 41支、KCx 17支、RCA 27支。其余9例患者存在冠脈狹窄但狹窄率＜50%，42例患者冠脈未見明顯狹窄。

2.2 CCTA結果 CCTA共發現98例患者，共132支冠脈狹窄率≥50%。冠脈中度狹窄38支，其中KAD 23支、KCx 10支、RCA 5支；重度狹窄76支，其中KAD 37支、KCx 16支、RCA 23支，另有18支血管因嚴重鈣化無法判斷管腔狹窄程度，記入重度狹窄組（見圖2）。其余20例患者發現冠脈輕度狹窄，44例患者冠脈未見明顯狹窄。

圖2 患者男，57歲。重度冠脈狹窄的影像學檢查結果（A：3支冠脈最大密度投影圖，B～C：KAD的VR+CPR重建圖，CCTA示冠脈3支均見彌漫鈣化斑塊，管腔狹窄無法判定，歸入冠脈重度狹窄組；D～F：CAG證實KAD、KCx近中段彌漫性狹窄伴鈣化，鈍緣支近端、RCA中段、后降支開口和近端狹窄80%及鈣化；G～H：TPR牛眼圖示多冠脈供血區心肌缺血，17段分析左室心尖部心肌前壁缺血，TPR=0.96；I～K：為左室垂直長軸、心底段、中間段以及心尖段短軸位偽彩標記心肌缺血圖像）

2.3 TPR結果 TPR分析共發現120例患者，共417節段心肌缺血，其中KAD供血區254節段心肌存在缺血，KCx供血區67節段心肌存在缺血，RCA供血區96節段心肌存在缺血。

2.4 CCTA、TPR單獨及聯合診斷CHD效能的比較 CCTA、TPR單獨及聯合均可用于診斷CHD（χ2=94.42、14.25、48.30，均P＜0.01），ROC曲線下面積分別為0.899、0.589、0.701，見圖3。CCTA單獨診斷CHD的靈敏度為85.6%（95/ 111），特異度為94.1%（48/51），PPV為96.9%（95/98），NPV為75.0%（48/64）。TPR單獨診斷CHD的靈敏度為82.9%（92/111），特異度為45.1%（23/51），PPV為76.7%（92/120），NPV為54.8%（23/42）。CCTA和TPR聯合診斷CHD的靈敏度為99.1%（110/111），特異度為41.2%（21/51），PPV為78.6%（110/140），NPV為95.5%（21/22），見表1。

3 討論

CCTA作為成熟的影像學檢查技術，可準確顯示冠狀動脈斑塊，精確評估冠狀動脈狹窄程度，已在臨床上得到廣泛應用[10]。多中心研究表明，CCTA識別冠狀動脈狹窄方面具有較高的靈敏度和NPV（95.0%～99.0%），在CHD的排除診斷方面，可取代CAG等侵入性檢查[2,10]。心內科指南推薦CCTA用于排除中低危險度患者罹患CHD。本研究中NPV較文獻偏低，可能與研究方法不同有關。文獻中高NPV分析基于15段法冠脈分段，本文數據則按照CHD患者例數進行分析。文獻報道，CCTA可能高估冠脈狹窄，而且其顯示冠狀動脈狹窄導致心肌缺血的特異度和PPV較低，本研究結果與文獻結果類似[11-12]。

圖3 CCTA、TPR單獨及聯合診斷CHD的ROC曲線

表1 CCTA、TPR單獨及聯合診斷CHD效能的比較（例）

既往研究表明，心肌灌注呈跨壁分布，心內膜下心肌對缺血性損傷比心外膜下心肌更敏感[13]。本研究顯示，可將TPR＜0.99作為心內膜下心肌缺血指標，但其診斷CHD準確性明顯低于負荷狀態MPI[10,13]。其可能原因有以下兩方面：一是與患者選擇有關，文獻報道主要集中在確診CHD或待再血管化的胸痛患者，而本研究對象則為臨床疑似CHD的患者并且排除已確診的CHD患者。同時負荷狀態下，CHD患者冠脈血流儲備耗盡，易于發現心肌灌注缺損，因而具有較高的靈敏度和特異度。但負荷狀態MPI具有一定的危險性，并且有額外的射線負擔；而靜息TPR數據源于CCTA數據，無需額外掃描。同時靜息TPR值計算主要由工作站自動完成，盡管有其自身的局限性，但有研究證實，軟件自動測量可節省大量時間，同時保持較高的準確性[14]。

文獻報道，MPI聯合CCTA可以準確預測定量CAG三維重建定量分析(QCA)/SPECT上冠狀動脈狹窄引起的灌注缺損[10,15-16]。本研究證實CCTA聯合基于CCTA數據的TPR分析也能明顯提高診斷CHD的靈敏度（85.6%vs 99.1%）和NPV（75.0%vs 95.5%）。由于TPR反映心肌透壁灌注差異，可出現假陽性和假陰性的結果。假陽性結果主要由偽影所致，320排容積CT具有掃描時間的一致性，基本上克服了呼吸、心臟運動偽影，但是X線束硬化偽影容易被誤認為灌注缺損，臨床上需注意識別[17]。假陰性則主要是小尺寸或跨節段灌注缺損，稀釋在心肌節段內，妨礙準確評估。當冠脈重度狹窄患者同時存在內外膜心肌缺血時，其TPR值可能＞1，聯合CCTA則可避免漏診。此外，CCTA經常使用β-受體阻滯劑降低心率和心肌血流量，這樣則可能會減少正常灌注和缺血心肌的差異。隨著技術的進步，進一步提高時間分辨率和空間分辨率，改進X線束硬化校正算法[18]，有助于提高臨床上診斷的準確性。

總之，CCTA和靜息TPR分析作為完全不同但互補的評估診斷手段，在不增加費用和輻射劑量前提下，兩者聯合可明顯提高CHD診斷的靈敏度和NPV。

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CT angiography(CCTA)in combination with resting transmural perfusion ratio(TPR)in diagnosis of coronary heart disease

ZHU Jiying, XU Xiufang, XU Huazhi, et al. Department of Radiology, the First Affiliated Hospital of Wenzhou Medicat University, Wenzhou 325000. China

ObjectiveTo evaluate the application of coronary CT angiography(CCTA)in combination with resting transmural perfusion ratio(TPR)in diagnosis of coronary heart disease(CHD)．Methods One hundred and sixty two clinical suspected CHD patients received CCTA examination with 320-row CT scanner,then underwent coronary angiography(CAG) within two weeks．TPR analysis was conducted from CCTA original data．One hundred and eleven patients were diagnosed as CHD by CAG．With CAG results as reference,the diagnostic value of CCTA in combination with TPR for CHD was evaluated．Results The areas under receiver operating characteristic curve(ROC)of CCTA,TPR and CCTA combined with TPR for diagnosis of CHD were 0．899,0．589,0．701,respectively(χ2=94．42,14．25,48．30,P＜0．01)．The sensitivity,specificity,positive predictive value(PPV),negative predictive value(NPV)of CCTA in diagnosis of CHD were 85．6%(95/111),94．1%(48/51),96．9%(95/98),75．0% (48/64),respectively;those of TPR were 82．9%(92/111),45．1%(23/51),76．7%(92/120),54．8%(23/42),respectively;and those of combined CCTA and TPR were 99．1%(110/111),41．2%(21/51),78．6%(110/140),and 95．5%(21/22),respectively． Conclusion CCTA in combination with resting TPR can improve the diagnostic sensitivity for coronary heart disease．

Coronary heart disease Coronary CT angiography Resting perfusion imaging Myocardial transmural perfusion ratio

2015-09-02）

（本文編輯：田云鵬）

溫州市科技局科技計劃項目（Y20130159）；溫州市公益性科技計劃項目（Y20140613）

325000 溫州醫科大學附屬第一醫院放射科（朱姬瑩、徐秀芳、許化致、謝福榮、曹國全、王鎮章，朱姬瑩現在浙江醫學高等專科學校醫學影像系工作），心血管內科（肖方毅）

許化致，E-mail：xuhuazhi174@qq.com