多排螺旋CT冠狀動(dòng)脈成像冠心病診斷準(zhǔn)確性的影響因素

肖沖沖 黃賢勝

(承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院心內(nèi)科，河北 承德 067000)

目前冠狀動(dòng)脈CT成像(CCTA)已成為非侵入性診斷冠心病(CAD)醫(yī)療設(shè)備的重要組成部分〔1，2〕，但存在一定的局限性，如運(yùn)動(dòng)偽影、嚴(yán)重鈣化使其診斷準(zhǔn)確性下降，與有創(chuàng)的冠狀動(dòng)脈造影(CAG)相比，其時(shí)間分辨率也明顯受限〔3〕。2010年美國(guó)心臟病學(xué)院基金會(huì)(ACCF)聯(lián)合美國(guó)放射學(xué)院(ACR)、美國(guó)心臟協(xié)會(huì)(AHA)等多家權(quán)威機(jī)構(gòu)共同發(fā)布了CCTA主要臨床應(yīng)用價(jià)值及其限制〔4〕。本文就CCTA在CAD的診斷準(zhǔn)確性方面的影響因素進(jìn)行闡述。

1 呼 吸

掃描過(guò)程中腹式呼吸產(chǎn)生膈肌運(yùn)動(dòng)或身體移動(dòng)，心臟會(huì)整體移位，導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈在重建時(shí)相出現(xiàn)中斷、移位，重建的圖像呈階梯狀或波浪狀。呼吸運(yùn)動(dòng)偽影與心臟搏動(dòng)偽影的不同在于不僅心臟、冠狀動(dòng)脈出現(xiàn)階梯狀偽影，胸壁、肋骨、肺紋理等也出現(xiàn)相似表現(xiàn)。Dey等〔5〕研究顯示呼吸運(yùn)動(dòng)偽影較少發(fā)生，僅占3.0%，但對(duì)圖像質(zhì)量的影響大，可導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈血管不能評(píng)估。屏氣和病人配合對(duì)于成功行CCTA至關(guān)重要〔6〕，通常為平靜吸氣后屏氣，但不要過(guò)度吸氣，過(guò)度可致胸腔壓力增加，減少回心血量，升主動(dòng)脈對(duì)比劑充盈不良，影響冠狀動(dòng)脈顯影，吸氣70%～80%即可，屏氣5 s后開(kāi)始掃描，同時(shí)應(yīng)觀察受檢查屏氣后心率及心律變化。同時(shí)隨著技術(shù)的發(fā)展，多排螺旋CT的Z軸方向探測(cè)器排數(shù)的增加，掃描機(jī)架可在一次旋轉(zhuǎn)中獲得更大的覆蓋范圍。

2 心率、心率波動(dòng)

心率快可致心動(dòng)周期縮短，R-R間期縮短，心臟每搏輸出量相對(duì)減少，導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈內(nèi)對(duì)比劑充盈不佳〔7〕。心動(dòng)周期縮短，舒張期更為明顯，心臟相對(duì)靜止的時(shí)間相對(duì)縮短，心率60次/min，心臟舒張靜息期約250 ms，升至90次/min，則約150 ms，舒張靜息期時(shí)間窗明顯變窄，所需的相對(duì)靜止的圖像重建時(shí)間窗變小，可能影響冠狀動(dòng)脈成像質(zhì)量。研究顯示由于CT時(shí)間分辨率的受限，心率是CCTA的主要影響因素之一〔8，9〕。自1999年第1代4排螺旋CT用于心臟成像，到現(xiàn)在的64排螺旋CT(64 MDCT)，時(shí)間分辨率提高到83 ms〔10〕。眾多學(xué)者研究顯示高心率下，CCTA仍提供高質(zhì)量的圖像，基本不受心率的限制〔11～13〕。但Giesler等〔14〕報(bào)道顯示隨著心率提高，不可評(píng)估的冠狀動(dòng)脈隨之增加，當(dāng)掃描的心率大于70次/min，檢測(cè)冠狀動(dòng)脈狹窄病變的敏感度由62%降至33%，診斷準(zhǔn)確性能降低。低心率下CCTA圖像質(zhì)量更好，β-阻滯劑應(yīng)用可降低和穩(wěn)定心率，從而有利于圖像質(zhì)量〔14〕，心率降低同時(shí)又可減少掃描輻射量〔15～17〕。中國(guó)心臟冠狀動(dòng)脈多層CT臨床應(yīng)用專(zhuān)家共識(shí)建議：無(wú)論使用哪種CT設(shè)備，CCTA圖像質(zhì)量低心率組(≤70 次/min)明顯好于高心率組(≥90次/min)，因此對(duì)于高心率者，在沒(méi)有藥物禁忌證情況下，需服用降心率藥物(舌下含服美托洛爾、氨酰心胺等)〔18〕。

Zhang等〔19〕研究顯示平均心率對(duì)CCTA診斷沒(méi)有影響，但心率波動(dòng)對(duì)其影響有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Leschka等〔7〕研究顯示減少心率波動(dòng)可增加64 MDCT冠狀動(dòng)脈成像的準(zhǔn)確性，Dey等〔5〕研究表明心率波動(dòng)所致的時(shí)相不匹配是心臟CCTA的主要偽影之一，僅次于鈣化偽影。患者進(jìn)行CCTA檢查時(shí)由于緊張、對(duì)比劑所致的發(fā)熱、機(jī)器噪音等原因，可能出現(xiàn)心率波動(dòng)，心率波動(dòng)成為了目前多排螺旋CT(MSCT)冠狀動(dòng)脈成像主要、難以克服的影響因素之一。分析可能原因：心率趨于平穩(wěn)，心臟規(guī)律的周期性運(yùn)動(dòng)，多個(gè)心動(dòng)周期舒張期、收縮期相對(duì)恒定，R-R間期的重建時(shí)相匹配。當(dāng)心率出現(xiàn)較大波動(dòng)時(shí)，多個(gè)心動(dòng)周期R-R間期延長(zhǎng)、縮短相互不等，基于心電門(mén)控圖像重建技術(shù)，以某一固定的R-R間期比例選擇重建相位窗，所采集的重建圖像相位不匹配〔20〕，進(jìn)而使最終重建的圖像質(zhì)量顯著下降，從而對(duì)冠狀動(dòng)脈病變情況、狹窄程度的評(píng)估產(chǎn)生影響；心率過(guò)于緩慢下心臟輕微的一次波動(dòng)或心率突然發(fā)生波動(dòng)(加快或者減慢)，都可能導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈隨心臟產(chǎn)生非常劇烈的運(yùn)動(dòng)，重建時(shí)導(dǎo)致血管顯示模糊，甚至出現(xiàn)中斷、錯(cuò)層偽影，影響冠脈管腔的顯示。

總之，為了獲取更好的CCTA，提高其診斷準(zhǔn)確性，應(yīng)盡可能控制心率，減少心率波動(dòng)。

3 鈣 化

冠狀動(dòng)脈鈣化積分(CACS)的CT值0～100 HU為無(wú)、輕度鈣化，101～400 HU為中度鈣化，>400 HU為重度鈣化。以CAG為金標(biāo)準(zhǔn)，Meng等〔12〕基于冠狀動(dòng)脈支數(shù)的研究，重度鈣化組特異度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值、診斷符合率分別為79%、69%、85%，基于冠狀動(dòng)脈節(jié)段數(shù)的研究其特異度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值、診斷符合率分別為79%、55%、83%，顯著低于輕、中度鈣化組。Brodoefel等〔11〕研究顯示重度鈣化組特異度、診斷符合率低于其他兩組。嚴(yán)重的鈣化明顯干擾了MSCT對(duì)冠狀動(dòng)脈疾病的診斷。Dey等〔5〕研究表明鈣化偽影為CCTA最常見(jiàn)的偽影。嚴(yán)重鈣化在CCTA上產(chǎn)生線(xiàn)束硬化，與周?chē)艽嬖诓糠秩莘e效應(yīng)〔21〕，一定程度上影響了對(duì)冠狀動(dòng)脈狹窄病變的評(píng)估，鈣化斑塊CT衰減值越高，對(duì)狹窄程度的評(píng)估影響越大。線(xiàn)束硬化效應(yīng)是X線(xiàn)穿過(guò)較高密度物質(zhì)時(shí)，其中能量低的光子很快被吸收，能量高的光子剩余，整個(gè)射線(xiàn)的能譜范圍變窄，射線(xiàn)能量偏高，在穿過(guò)其他組織時(shí)導(dǎo)致這些組織密度減低，冠狀動(dòng)脈出現(xiàn)低密度影與冠狀動(dòng)脈病變所致的對(duì)比劑充盈缺損難以相區(qū)別。容積效應(yīng)是鈣化斑塊使管腔的密度異常升高，覆蓋或遮蔽部分或全部管腔。冠狀動(dòng)脈鈣化與正性重構(gòu)存在一定關(guān)系，在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)展過(guò)程中，為容納斑塊血管向外擴(kuò)張，管腔的橫截面積不變，血管的代償性擴(kuò)張稱(chēng)為正性重構(gòu)。當(dāng)斑塊面積超過(guò)40%時(shí)，管腔的橫截面積縮小，管腔出現(xiàn)真正的狹窄。鈣化是冠狀動(dòng)脈正性重構(gòu)主要決定因素之一。冠狀動(dòng)脈正性重構(gòu)在CCTA表現(xiàn)為斑塊致使管腔壁增厚向外膨隆，管腔無(wú)明確狹窄或擴(kuò)張性改變，多見(jiàn)于冠脈病變?yōu)殁}化性斑塊。冠狀動(dòng)脈存在鈣化病變，但冠狀動(dòng)脈血管重構(gòu)為正性重構(gòu)時(shí)，則不一定出現(xiàn)有血流動(dòng)力學(xué)的狹窄，這導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈狹窄的假陽(yáng)性結(jié)果的增加。鈣化現(xiàn)象廣泛存在于嚴(yán)重的冠狀動(dòng)脈粥樣硬化斑塊，冠狀動(dòng)脈鈣化與斑塊負(fù)荷密切相關(guān)，意味著臨床預(yù)后差〔22〕，由于強(qiáng)烈預(yù)測(cè)CAD的存在，主觀上高估了冠狀動(dòng)脈狹窄程度。

4 重建時(shí)相

重建時(shí)相是影響冠狀動(dòng)脈成像的因素之一，恰當(dāng)?shù)墓跔顒?dòng)脈重建時(shí)相為MSCT的診斷準(zhǔn)確提供了重要保障。掃描模式的不同，重建時(shí)相的選擇范圍不同。前瞻性觸發(fā)掃描為低劑量掃描，降低輻射劑量，但同時(shí)采集的數(shù)據(jù)為部分心動(dòng)周期。通常選擇舒張期的某一時(shí)間段，在心臟舒張期冠脈的血流量大〔23〕。但相應(yīng)的缺點(diǎn)，重建時(shí)相的時(shí)間窗縮窄，增加了冠狀動(dòng)脈成像失敗的風(fēng)險(xiǎn)。回顧性心電門(mén)控技術(shù)根據(jù)同步的心電圖采集心臟整個(gè)心動(dòng)周期的掃描數(shù)據(jù)，可以在R-R周期的任意時(shí)相進(jìn)行圖像重建，提高了圖像質(zhì)量。Achenbach等〔24〕通過(guò)電子束CT(EBCT)顯示三支冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期的運(yùn)動(dòng)不同，最可能的原因是解剖上的不同，與左前降支相比，左回旋支和右冠狀動(dòng)脈位于冠狀溝易受到心房的收縮產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的移位；因此在心動(dòng)周期的某一時(shí)相重建，三支冠脈不能同時(shí)最佳顯影。Kopp等〔25〕研究顯示不同冠狀動(dòng)脈應(yīng)對(duì)不同的時(shí)相進(jìn)行重建，采用同一固定的重建相位窗不能提供各冠狀動(dòng)脈的最佳成像；左主干在整個(gè)心動(dòng)周期均可清楚顯影；左前降支最佳重建時(shí)相為舒張中期，即心動(dòng)周期的60%～70%；與左前降支明顯不同，右冠狀動(dòng)脈在一些患者的心動(dòng)周期60%～70%重建幾乎不顯影，反而在舒張?jiān)缙诩葱膭?dòng)周期的40%，甚至右冠狀動(dòng)脈次級(jí)血管也可清楚顯影；左回旋支最佳重建時(shí)相為心動(dòng)周期的50%。影像醫(yī)療人員對(duì)冠狀動(dòng)脈進(jìn)行多相位時(shí)間窗重建，確定最佳的重建時(shí)相，獲取高質(zhì)量的圖像，提高診斷準(zhǔn)確性很有必要。

5 性 別

Dickerson等〔26〕應(yīng)用多層心臟血管CT(CCT)在未校正體表面積和左心室質(zhì)量情況下，顯示左前降支和右冠狀動(dòng)脈近端的橫斷面，女性和男性仍有差異。Sheifer等〔27〕通過(guò)冠脈血管內(nèi)超聲(IVUS)，以左主干和左前降支的管腔面積為測(cè)量對(duì)象，得出女性左主干和左前降支的管腔面積小于男性，管腔面積小血管直徑就小，而冠狀動(dòng)脈血管直徑對(duì)MSCT冠狀動(dòng)脈成像后使用目測(cè)法來(lái)判定冠狀動(dòng)脈狹窄程度至關(guān)重要。MSCT仍受空間分辨率的影響，冠狀動(dòng)脈越粗、直徑越大，顯影效果越好，病變展現(xiàn)越清楚。有研究表明女性心率比男性稍快，同時(shí)，女性受檢者在接受冠狀動(dòng)脈MSCT檢查時(shí)，更易緊張，甚至產(chǎn)生心率較大波動(dòng)〔27〕。因此，性別是否會(huì)影響冠狀動(dòng)脈MSCT成像的準(zhǔn)確性值得研究。

6 其他影響因素

除此之外，冠狀動(dòng)脈MSCT成像還受其他因素影響，如冠狀動(dòng)脈支架情況、心臟起搏器、體重指數(shù)是否和管電壓、管電流相協(xié)調(diào)及對(duì)比劑的劑量及注射方案等。綜上，MSCT冠狀動(dòng)脈成像目前已經(jīng)成為非侵入性診斷CAD的主要檢查方法之一。但在圖像的質(zhì)量、診斷準(zhǔn)確性方面仍有一定限制。MSCT診斷準(zhǔn)確性的提高，在遵守盡可能降低輻射劑量原則下，為保證圖像質(zhì)量仍需控制心率、減少心率波動(dòng)、不能過(guò)分肥胖、良好的屏氣、身體制動(dòng)、個(gè)體化掃描及提高放射科從業(yè)人員的技術(shù)能力等。