對比單次屏氣與兩次屏氣法減影冠狀動脈CT血管造影評估嚴重鈣化冠狀動脈狹窄

王俊人，孫 玉，李曉崗，鄒明宇，楊本強*

(1.錦州醫科大學中國人民解放軍北部戰區總醫院研究生培養基地，遼寧 沈陽 110016；2.中國人民解放軍北部戰區總醫院放射科，遼寧 沈陽 110016)

冠狀動脈CT血管造影(coronary CT angiography, CCTA)診斷冠心病的陰性預測值已達95%～99%，廣泛用于評估缺血性心臟病患者冠狀動脈結構與功能[1]；但因冠狀動脈鈣化(coronary artery calcification, CAC)[2]可帶來光束硬化偽影和部分容積效應等，對冠狀動脈嚴重鈣化(Agatston鈣化積分>400)者不推薦CCTA[3]。減影CCTA(subtraction CCTA, sub-CCTA)通過將對比增強數據集與平掃數據集相減而去除CAC[4]，對評估冠狀動脈管腔狹窄等具有重要價值[5-6]。本研究以侵入性冠狀動脈造影(invasive coronary angiography, ICA)為標準，對比單次和兩次屏氣[4]sub-CCTA評估嚴重鈣化冠狀動脈狹窄的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性收集2020年10月—2021年3月中國人民解放軍北部戰區總醫院60例臨床疑診冠心病患者，男45例，女15例，年齡37～87歲，平均(61.4±10.2)歲。納入標準：①CCTA檢查前通過連續屏氣試驗；②于CCTA檢查后1個月內接受ICA； ③冠狀動脈鈣化Agatston積分>400；④基礎心率≤65次/分或口服β受體阻滯劑(倍他樂克)后心率≤65次/分；⑤圖像無明顯運動偽影。排除既往有心臟手術史患者。根據CCTA掃描方式分為單次屏氣組(n=32)及兩次屏氣組(n=28)。

1.2 儀器與方法 采用Canon Aquilion ONE Vision Edition第2代320排螺旋CT儀行CCTA檢查，其探測器寬度160 mm，螺旋掃描層厚0.5 mm，旋轉時間0.275 s，掃描范圍自氣管隆嵴至膈下2 cm。對單次屏氣組先行冠狀動脈鈣化積分掃描，管電壓100 kV，自動管電流技術，層厚3 mm，層間距3 mm；后行屏氣平掃及對比增強掃描，于開始平掃時經肘靜脈以流率3.5～5.0 ml/s注射對比劑碘佛醇(350 mgI/ml)30～60 ml，跟注30 ml生理鹽水，于降主動脈設置監測靶點，觸發閾值為180 HU，掃描期間連續屏氣約20 s。對兩次屏氣組先行屏氣平掃，采用Agatston方法[7]以平掃蒙片圖像評估冠狀動脈鈣化積分；按上述方法注射對比劑后行屏氣增強掃描，應用前瞻性心電門控單次搏動掃描模式，管電壓120 kV，自動管電流，層厚0.5 mm，層間距0.5 mm；曝光時間均為R-R間期的70%～80%。記錄有效輻射劑量(effective dose， ED)，即劑量長度乘積(dose-length product, DLP)×0.014[8]。

1.3 圖像減影 以FC43算法及3D自適應迭代劑量減低(adaptive iterative dose reduction 3D, AIDR 3D)技術重建圖像，層厚0.5 mm，層間距0.5 mm。應用體積CTA減影軟件行減影處理，選取最佳心臟相位對2組CCTA數據集進行精確配準，先以非剛性配準方法將整個平掃圖像體積與增強圖像體積對齊，軟件自動識別鈣化病變；再于平掃數據集中識別鈣化并行剛性配準[9]，將血管運動偽影最小化，獲得移除了CAC并還原管腔真實狀態的3D體積圖像用于評估冠狀動脈狹窄。

1.4 圖像分析 將2組常規CCTA(conventional CCTA, con-CCTA)和sub-CCTA圖像導入后處理工作站，生成多平面重建、最大密度投影及曲面重建圖。由2名具有10年以上心血管影像學診斷經驗的主治醫師分別閱片，意見分歧時經協商達成一致。將冠狀動脈分為17個節段[10]，針對嚴重鈣化節段進行分析，觀察其結構等。以4分制法[11]評估各目標節段圖像質量：1分，圖像質量差，無法評估；2分，圖像質量較差，影響評估；3分，圖像質量尚可，可以評估；4分，圖像質量好，充分滿足評估需要。遇存在局部偽影或因其他原因難以評估管腔時，將該節段歸為不可評估(1分)。將1、2分圖像歸為非診斷性圖像，3、4分者為可診斷性圖像。在不知曉ICA結果的前提下定量評估目標節段的管腔狹窄程度，分別以管腔狹窄率<25%、25%～49%、50%～74%及≥75%為輕微、輕度、中度及重度狹窄，將不可評估節段歸為重度狹窄[11]。

1.5 統計學分析 采用SPSS 24.0及MedCalc統計分析軟件。以±s表示符合正態分布的計量資料，以中位數(上下四分位數)表示不符合者。采用Wilcoxon檢驗比較組內、Mann-WhitneyU檢驗比較組間CCTA圖像質量評分。以McNemar檢驗比較2組CCTA可診斷性與非診斷性圖像占比。以ICA結果為標準，繪制受試者工作特性(receiver operating characteristic, ROC)曲線，計算曲線下面積(area under the curve, AUC)，評估con-CCTA及sub-CCTA判斷目標節段管腔狹窄率≥50%的效能。以加權Kappa系數評價con-CCTA及sub-CCTA判斷目標節段管腔狹窄程度與ICA結果的一致性，Kappa≤0.20為一致性較差，0.20

2 結果

2組患者一般資料差異均無統計學意義(P均<0.05)，見表1。

表1 接受不同掃描方式CCTA患者一般資料比較

單次屏氣組中，CCTA檢出134個冠狀動脈節段存在嚴重鈣化，分布于左前降支、左回旋支、右冠狀動脈主干及部分分支近、中及遠段，con-CCTA圖像質量評分為3.0(2.0，3.0)；其中46個節段(46/134，34.33%)圖像為非診斷性，包括39個存在嚴重鈣化及7個存在局部運動偽影；sub-CCTA圖像質量評分為3.0(3.0，4.0)，高于con-CCTA(Z=-7.037，P<0.010)，而非診斷性圖像血管節段(18/134，13.43%)較之減少(P<0.01)，均為配準不良偽影所致。ICA評估其中25個節段輕微、30個輕度、29個中度及50個節段重度狹窄；con-CCTA分別為16個、25個、40個及53個節段，sub-CCTA則分別為22個、31個、30個及51個節段；con-CCTA及sub-CCTA評估目標節段管腔狹窄程度與ICA結果的一致性分別為中等及強(Kappa=0.557、0.867，P均<0.05)。sub-CCTA評估單次屏氣組血管節段管腔狹窄率≥50%的AUC為0.903，高于con-CCTA(0.780，Z=4.198，P<0.010)，見表2。

表2 con-CCTA及sub-CCTA評估冠狀動脈節段管腔狹窄率≥50%的效能

兩次屏氣組中，CCTA共檢出127個冠狀動脈節段存在嚴重鈣化，分布于左前降支、左回旋支、右冠狀動脈主干及部分分支近、中及遠段，con-CCTA圖像質量評分為3.0(2.0，3.0)；其中51個節段(51/127，40.16%)圖像為非診斷性，包括43個存在嚴重鈣化和8個存在局部運動偽影；sub-CCTA圖像質量評分為3.0(3.0，3.0)，高于con-CCTA(Z=-5.011，P<0.010)，其中25個節段(25/127，19.69%)因配準不良偽影呈非診斷性圖像，明顯低于con-CCTA(P<0.010)。ICA評估其中11個節段輕微、41個輕度、28個中度及47節段重度狹窄；con-CCTA分別為9個、34個、39個及45個節段，sub-CCTA則分別為10個、40個、32個及45個節段； con-CCTA及sub-CCTA與ICA結果的一致性分別為中等及強(Kappa=0.556、0.832，P均<0.05)。con-CCTA評估兩次屏氣組血管節段管腔狹窄率≥50%的AUC為0.767，低于sub-CCTA(0.898，Z=4.198，P<0.010)，見表2。

單次屏氣sub-CCTA圖像質量評分高于兩次屏氣(Z=-2.954，P=0.030)，而其評估血管節段管腔狹窄率≥50%準確率差異無統計學意義(Z=0.129，P=0.900)。見表2及圖1、2。

3 討論

受冠狀動脈鈣化所致光束硬化偽影和暈染偽影等因素影響，對冠狀動脈嚴重鈣化(Agatston積分>400)患者，CCTA難以準確評估其冠狀動脈管腔，致冠狀動脈狹窄假陽性率升高[2]。本研究通過單次及兩次屏氣方式采集CCTA后行減影去除冠狀動脈鈣化灶，以ICA結果為金標準，對比其評估嚴重鈣化冠狀動脈狹窄的價值。

本研究結果顯示，sub-CCTA可成功去除鈣化病變、清晰顯示嚴重鈣化的冠狀動脈管腔。針對嚴重鈣化冠狀動脈節段，2組sub-CCTA中不可診斷性目標節段數量均較con-CCTA減少而圖像質量提高；單次屏氣組sub-CCTA圖像質量評分高于兩次屏氣組，與后者配準不良偽影更多有關[4]，但通常不致使目標血管節段無法評估[12]，sub-CCTA診斷冠狀動脈狹窄≥50%準確率組間差異無統計學意義。2組con-CCTA及sub-CCTA評估目標節段管腔狹窄程度與ICA結果的一致性均分別為中等及強，其中con-CCTA診斷目標節段管腔狹窄率≥50%的AUC分別為0.780及0.767，均低于sub-CCTA(0.903、0.898)，提示sub-CCTA評估嚴重鈣化冠狀動脈管腔狹窄程度效能更高。

320排螺旋CT可根據患者心臟縮小Z軸掃描范圍，設置管電壓低于120 kV，以減少輻射暴露[13]。第2代320排螺旋CT的旋轉時間為0.275 s，時間分辨率有所提高；應用迭代劑量減低重建技術重建CCTA，可顯著降低ED[4,12]。本研究調整單次屏氣組掃描流程，降低管電壓，組間ED差異無統計學意義。

為實現冠狀動脈減影，精確配準至關重要。運動是導致配準不良偽影、影響sub-CCTA圖像質量的重要原因。在心率較快或平掃及增強掃描時心率變異大者，sub-CCTA易出現配準不良偽影[14]。采集sub-CCTA有單次、兩次屏氣2種方式，單次法屏氣時間較長，且須調整掃描流程，使ED增加，而多數冠狀動脈高鈣化積分患者年齡較大，可能合并阻塞性肺疾病等其他基礎疾病[15]，使之難以長時間屏氣；而以兩次屏氣法采集時，患者可在2次掃描中分別屏氣，其缺點是配準相對較差。臨床應根據患者情況善加選擇。

綜上，單次與兩次屏氣法sub-CCTA評估嚴重鈣化冠狀動脈節段狹窄程度效能相仿，而前者圖像質量更佳。本研究的主要局限性：①為單中心研究，樣本量小，且僅納入掃描期間心率≤65次/分者；②未基于患者或血管層面進行分析。