單扇區(qū)聯(lián)合銳利重建算法CT冠狀動脈造影對冠狀動脈支架再狹窄的診斷價值

鄭葵葵，滿意，王鎮(zhèn)章，曹國全

（溫州醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院 放射影像中心，浙江 溫州 325015）

經(jīng)皮冠狀動脈支架置入術（percutaneous coronary intervention，PCI）是一種重要的治療冠心病手段，但術后冠脈支架再狹窄（in-stent restenosis，ISR）時有發(fā)生。據(jù)文獻報道，支架置入術后ISR的發(fā)生率為10%～20%，改良藥物洗脫支架ISR發(fā)生率略低，在10%左右[1-2]，故PCI術后定期隨訪觀察是否發(fā)生ISR非常必要。常規(guī)的冠狀動脈造影（invasive coronary angiography，ICA）是目前評估ISR的金標準，但系有創(chuàng)，不宜作為常規(guī)隨訪復查，而無創(chuàng)的CT冠狀動脈造影（coronary artery CT angiography，CCTA）已在臨床上作為常規(guī)隨訪手段。國外2組大型meta分析提示，CCTA對ISR的診斷敏感度及特異度均超過了90%[3-4]，但這只針對可評估的支架，如若包含不可評估支架，其敏感性和特異性將大幅下降。對于PCI患者，支架不可評估的原因常因為支架的金屬質或支架壁的嚴重鈣化導致局部放射偽影及CT影像的部分容積效應，有9%的PCI患者圖像質量不佳無法評價支架內(nèi)管腔情況[3]，導致支架內(nèi)情況無法準確評估。

本研究團隊前期采用FC56銳利重建技術（filter convolution 56 reconstruction，F(xiàn)R）顯著優(yōu)化了CCTA圖像的空間分辨率，明顯提高冠脈狹窄程度的準確性[5]；王鎮(zhèn)章等[6]通過單扇區(qū)重建技術提高了支氣管動脈造影的時間分辨率，降低運動偽影的干擾。本研究嘗試將二者聯(lián)合，即單扇區(qū)聯(lián)合銳利重建技術（filter function 56 algorithm and half cycle reconstruction，F(xiàn)HR），用于PCI患者CCTA的圖像顯示，以期提高對支架內(nèi)狹窄程度評估的準確性。

1 對象和方法

1.1 對象 回顧性收集2017年1月至2019年12月在溫州醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院320排CT行CCTA的PCI患者。納入標準：①在CCTA前后3個月內(nèi)接受過ICA；②以CCTA檢查的時間為準，支架植入病史超過1年。排除標準：①存在碘對比劑過敏病史；②肝、腎功能嚴重不全，心功能障礙，嚴重腋靜脈栓塞等；③心率不能控制的患者，要求在藥物控制下，心率可以達到70次/min及以下；④有冠狀動脈搭橋病史的患者。本研究通過了本院倫理委員會的倫理審查，所有入組患者均簽署知情同意書。

1.2 CT檢查

1.2.1 掃描方法：CCTA采用東芝Aquilion one 320排螺旋CT掃描儀。掃描參數(shù)：100 kV，125 mAs，矩陣512×512，F(xiàn)OV 35 cm；16 cm容積掃描聯(lián)合前瞻性心電門控技術，并使用Sure Start觸發(fā)技術進行自動觸發(fā)掃描。注射對比劑采用雙筒高壓注射器（Stellant，美國Medrad公司）經(jīng)右側肘正中靜脈以4.0 mL/s流率注入碘海醇（含碘350 mgI/mL）60 mL和0.9%氯化鈉溶液40 mL（以患者體質量60 kg為標準，體質量每增加或減少超過5 kg時，碘海醇注射總量增加或減少6 mL，注射流率增加或減少0.1 mL/s，0.9%氯化鈉溶液注射總量不變）。

1.2.2 基于原始的圖像數(shù)據(jù)重建：CCTA容積數(shù)據(jù)利用Cardioimage Xact軟件重建，選取右冠狀動脈或者左冠狀動脈起始部層面的掃描心動周期的動態(tài)變化圖像，從中挑選顯示最佳的時相，分別選擇單扇區(qū)和FC56銳利算法，并聯(lián)合三維自適應迭代算法降噪重建FRH圖像；選擇多扇區(qū)和常規(guī)重建算法，亦聯(lián)合三維自適應迭代算法降噪重建出常規(guī)重建（routine recstruction，RR）圖像；圖像均設定層厚0.5 mm，層間距0.5 mm。若效果不理想，重新選擇原始數(shù)據(jù)其他時相再次重建。

1.2.3 CCTA圖像后處理：FHR及RR圖像均上傳至VitreaCore工作站，行容積再現(xiàn)和圖像融合、橫斷面、多平面重組、曲面重組和最大密度投影等多方法圖像后處理重建，多方位顯示、觀察及測量冠脈支架內(nèi)管腔情況。

1.3 ICA檢查 經(jīng)橈動脈穿刺途徑，置入6F動脈導管行常規(guī)體位造影。右冠狀動脈造影采用左前斜位、右前斜位及頭位3個投照體位，左冠狀動脈造影通常選取左肩位、右肩位、蜘蛛位及肝位4個投照體位。必要時可加做1～2個體位以充分暴露冠狀動脈。

1.4 圖像評價 CCTA及ICA冠狀動脈支架的狹窄評價均采用國際心血管CT協(xié)會的指導標準[7]5分制半定量評價：0分為正常，狹窄率25%以下為1分，狹窄率25%～50%為2分，狹窄率50%～99%為3分，完全閉塞計為4分。FHR及RR圖像各由2名高年資影像醫(yī)師進行后處理重建并評分；ICA結果由2名心內(nèi)科醫(yī)師肉眼觀察評分；若有狹窄評分不一致的情況，由2名醫(yī)師協(xié)商決定。評價FHR圖像、RR圖像及ICA醫(yī)師事先相互均不知結果。

1.5 統(tǒng)計學處理方法 采用SPSS19.0軟件進行分析。計量資料采用±s表示，計數(shù)資料采用頻數(shù)表示。對FHR圖像、RR圖像與ICA的冠狀動脈狹窄評分進行Wilcoxon符號檢驗，并做Kappa一致性分析，計算Kappa值。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 入組患者基本情況 本研究共納入患者99例，男71例，女28例，年齡33～88（66.1±9.4）歲，BMI為（25.4±3.2）kg/m2。99例患者共植入支架190枚，支架材質均為鎳鈦合金或鈷鉻合金。

2.2 支架內(nèi)狹窄程度的分析 以ICA為金標準，190枚支架中，支架內(nèi)血管評分1分及以上的共63枚，RR圖像診斷的敏感度為76.1%，特異度為78.7%，陽性預測值為64.0%，陰性預測值為86.9%；FHR圖像診斷的敏感度為98.4%，特異度為96.8%，陽性預測值為93.9%，陰性預測值為99.1%。

ICA、FHR及RR的支架狹窄評分見表1。FHR圖像與RR圖像冠脈支架評分差異有統(tǒng)計學意義（P=0.020），提示FHR圖像診斷效能優(yōu)于RR圖像。RR圖像對照ICA結果進行比較，差異無統(tǒng)計學意義（P=0.649），一致性分析提示RR法與ICA一致性較差（Kappa=0.281）。FHR圖像對照ICA結果進行比較，差異不具有統(tǒng)計學意義（P=0.344），一致性分析提示FHR法與ICA結果一致性極高（Kappa=0.901）。見圖1-3。

表1 ICA、FHR及RR的支架狹窄評分情況

圖1 支架植入患者ISR的CT圖像

3 討論

PCI是目前治療冠心病的重要手段之一，在臨床上廣泛應用，如何有效評估支架情況意義重大[8]。CCTA是PCI術后隨訪的重要手段之一，但冠狀動脈支架成像不同于普通冠狀動脈樹成像，ISR的診斷不僅容易受心臟運動的干擾，還受植入支架金屬成分的影響，導致支架內(nèi)管腔顯示不佳。本研究采用FHR克服輕度的運動偽影和致密支架壁的干擾，結果顯示FHR圖像檢出ISR的敏感度、特異度以及陽性預測值均明顯高于RR圖像，與ICA的一致性明顯高于RR圖像上的結果。

圖2 支架植入患者支架內(nèi)重度狹窄CT圖像

圖3 支架植入患者CT圖像支架顯示情況

支架的金屬材質導致X線光子吸收不均衡，因此在CCTA冠脈支架成像過程中，支架管壁顯示明顯偏厚，并且因為金屬CT值較高，支架內(nèi)的情況會被部分容積效應所掩蓋[9]。增加圖像的空間分辨率是減輕這種邊界模糊情況的手段之一[10]。對本研究病例情況分析后發(fā)現(xiàn)，部分評分為2的支架，因為部分容積效應的影響，在RR圖像上病變區(qū)域密度明顯較實際為高，支架內(nèi)情況容易被忽視，但是在FHR圖像上顯示非常清晰。對于部分ICA診斷為嚴重狹窄的支架，因為狹窄程度較高，在RR圖像上無法看到殘余管腔，因此RR圖像上容易診斷為閉塞，但是因為FHR空間分辨率明顯高于RR圖像，F(xiàn)HR圖像上可以的看到線狀造影劑通過。

除了部分容積效應以外，當冠脈受心臟搏動影響出現(xiàn)輕微運動偽影時，致密的支架壁更容易掩蓋支架內(nèi)管腔對比劑顯影狀態(tài)。常規(guī)多扇區(qū)重建會引起同一相位所收集的原始數(shù)據(jù)空間位置不一致，某些相位的支架壁可能部分融合于管腔內(nèi)，高密度的支架壁會掩蓋管腔內(nèi)的斑塊，導致圖像失真或顯示模糊[6，11]。單扇區(qū)重建僅采集單一時相的圖像數(shù)據(jù)，能明顯提高時間分辨率，有效地降低支架可能存在的微小運動偽影。本研究發(fā)現(xiàn)在完全相同的時相下，在FHR圖像上可以清晰地將管腔顯示出來，但是在RR圖像上可以看到很嚴重的運動偽影存在，導致無法對支架內(nèi)情況進行評價。

FC56重建算法在提高空間分辨率的情況下，不可避免會增加噪聲，單扇區(qū)重建會減少有效信號光子的采集，F(xiàn)HR圖像的整體信噪比明顯低于RR圖像。但CCTA檢查中，支架本身密度很高，而冠狀動脈管腔中對比劑密度和管壁或斑塊的密度差異也很大，噪聲對于支架內(nèi)情況的干擾影響相對輕微。因此，即使犧牲一部分圖像信噪比也還能提高ISR的診斷準確性[5]。

本組RR圖像敏感度及特異度為76.1%、78.7%，明顯低于其他學者結果顯示的90%以上[12-13]，究其原因在于本研究的資料包含了所有CCTA檢查圖像，并未如其他學者排除無法評價或者偽影較重的數(shù)據(jù)。由此可見FHR適用于存在支架壁鈣化和圖像運動偽影的病例，更廣泛提升CCTA對ISR的診斷效能，從而使更多的PCI患者獲益，避免有創(chuàng)的ICA檢查。另外本研究中評價支架內(nèi)狹窄程度采用5分法，更精細地區(qū)分不同支架內(nèi)狹窄程度，而非簡單評價狹窄程度是否大于50%，這更有利于臨床早期介入ISR的防治和制定個體化的治療決策[8，14-16]。

本研究仍存在不足：首先，本研究為單中心實驗，病例數(shù)量偏小，入組的支架不包括不銹鋼支架，且未對支架類型、管徑、支架植入時間等進一步分類，無法進一步明確FHR在這些不同狀態(tài)下支架中的應用價值。其次，單扇區(qū)技術僅能在容積掃描的基礎上應用，本實驗使用的東芝320排CT，F(xiàn)HR技術暫無法推廣至其他廠商的CT。再次，本實驗未對比FHR和RR的圖像質量情況，未單獨評價RR中無法評估的支架在FHR中的診斷性能。最后，F(xiàn)HR技術的圖像信噪比較差，因為目前僅僅可以用于血管的檢查，是否能應用于其他系統(tǒng)的檢查還未可知。

綜上所述，F(xiàn)HR技術的應用可以有效提高對于CCTA下冠脈支架情況的診斷效能，更廣泛地應用于心率控制欠佳、心律不齊、支架壁鈣化、小支架等病例中獲利，對于臨床工作的意義重大。