不同成分斑块螺旋CT冠状动脉成像与常规冠状动脉成像的对照研究
【摘要】 目的: 研究16层多层螺旋CT（MDCT）冠状动脉成像和常规冠状动脉成像（CCA）对不同成分斑块狭窄程度判断的相关性，并评估MDCT冠状动脉成像对冠状动脉狭窄诊断的准确性。方法: 收集检查时间间隔≤1个月的MDCT冠状动脉成像和CCA齐备的影像资料，对发现的斑块根据成分划分为完全钙化斑块、混和性斑块和软斑块。以病人为单位根据斑块性质分别中度及中度以上狭窄的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值。结果: 以CCA与MDCT评价完全钙化斑块、混和性斑块及软斑块三者之狭窄程度的相关系数分别为0.364、0.854、0.773，总体相关系数为0.610。以病人为单位，16层MDCT判断冠脉中度及中度以上狭窄敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值为91.30%、80%、91.30%、80%；按完全钙化斑块、混和性斑块、软斑块则分别为83.33%、77.78%、45.45%、95.45%；100%、100%、100%、100%；90.91%、91.30%、90.91%、95.45%。结论: MDCT冠状动脉造影对混合型斑块及软斑块造成的狭窄程度能作出较可靠的判断，但易过度评价钙化斑块的狭窄程度。16层MDCT冠脉成像基本上能满足冠心病对可疑或中、低风险病人筛选性初步诊断的需要。
【关键词】 冠心病 体层摄影术 X线计算机 冠状动脉成像
Abstract: Objective: To investigate the correlation between the 16-slice multi-detector row CT (MDCT) and conventional angiography (CCA) in grading of coronary artery stenosis caused by different plaques and to evaluate the diagnostic accuracy in the assessment of coronary artery stenosis using 16-slice MDCT angiography. Methods: A total of 33 patients underwent both MDCT and conventional coronary angiography. MDCT angiography and CCA images were retrospectively analyzed. The degree of stenosis was evaluated using eye-measurement. Plaques were classified as completely calcified，mixed and soft plaque based on their composition. The effect of the composition of the plaques on the stenosis and the relationship between the extent of the calcified plaque and the degree of stenosis were evaluated. The sensitivity，specificity， positive and negative predictive value of 16-slice MDCT coronary angiography in a segment-based，a vessel-based and a patient-based model were also evaluated. Results: In the grading of atherosclerosis stenosis，the correlation coefficent between the MDCT angiography and CCA was 0.610 in a patient-based model，and 0.364，0.854 and 0.773，respectively for completed calcified，mixed and soft plaque. The sensitivity，specificity，positive and negative predictive value of 16-slice MDCT angiography identified moderate and severe stenosis were 91.30%，80%，91.30% and 80%，respectivelty in a patient-based model，and 83.33%，77.78%，45.45% and 95.45% for completely calcified plaque，100%，100%，100% and 100% for mixed plaque， and 90.91%，91.30%，90.91% and 95.45% for soft plaque. Conclusion: In grading of stenosis using 16-slice MDCT angiography，the determined stenosis caused by partial calcified plaque and non-calcified plaque are more reliable than that of completed calcified plaque. With excellent image quality，16-angiography can be used to screen coronary disease suspected patients or low and moderate risk population.
Key words: coronary disease；tomography，X-ray computer；coronary angiography
冠心病的发病率在我国呈明显上升趋势，其检查学之“金标准”常规冠状动脉成像(Conventional Coronary Angiography，CCA)为侵入性的检查方法。近年来多层螺旋CT（multi-detector row CT，MDCT）冠状动脉成像开创了冠心病无创性的影像学检查。本研究比较MDCT冠状动脉成像和CCA对不同类型斑块所致狭窄程度的分级评价的相关性，并以CCA为金标准，评价16层MDCT冠状动脉成像的诊断价值。
1 资料和方法
1.1 一般资料 选取2005年7月至2006年10月在我院临床拟诊为冠心病，进行过MDCT冠状动脉成像和常规冠状动脉检查，两者间隔≤1个月且图像齐全的患者资料33例，摒除冠脉搭桥术后患者，冠脉支架植入术后病人除外支架所在血管节段。其中男24例，女9例，平均年龄（62.8±11.3）岁（38～80岁）。23例（占69.7%）病人确诊为冠心病（一处以上病变狭窄程度≥50%）。
1.2 MDCT扫描设备及扫描参数 16层MDCT（Somatom Sensation 16，西门子）结合心电门控采集图像。先行胸部屏气正位定位像扫描，然后行冠状动脉钙化积分常规扫描。最后进行增强扫描，球管电压120 kV，有效管电流600～700 mAs，扫描准直层厚16层×0.75 mm，每圈移床量3.0 mm，球管旋转时间375 mm。扫描方向从头至足，范围钙化积分所得图像，扫描时间14～18 s。
对比剂使用碘帕醇 (370 mg I/ml)，总量90～95 ml，注射流率为3.5 ml/s，再注入生理盐水25 ml，注射流率为2.5 ml/s。延迟12 s后利用团注激发技术（bolous tracking）开始监测扫描，监测升主动脉根部CT值超过120 HU时触发，再延迟5 s后开始增强扫描。
1.3 图像重组 增强图像重组积重组层厚1.0 mm，重组间隔0.6 mm，卷积函数值B20f，FOV 200 mm×200 mm，矩阵512×512。打开修正心脏容积重组（Adaptive Cardio Volume,ACV）[6,7]，当心率≤65次/min时为单扇区重组，其时间分辨率为187 ms；当心率＞65 次/min时以双扇区重组。利用相对延迟重组法，以10%为间隔，R-R间期内10%～100%为重组时相，回顾性重组得到10组图像。将重组数据传入后处理工作站（ADW4.2，GE，美国）。利用轴位及容积再现（Volume Rendering，VR）对图像质量进行评估，选择最佳重组时相。根据最佳重组时相以多种手法进行三维重组，如曲面重组（Curved Planner Reformation，CPR），最大密度投影（Maxium Intensity Projetion，MIP），VR等。VR利于解剖结构的观察，MIP利于斑块特别是钙化斑块的检出[1]，CPR利用绕中心线旋转360o，利于检出非钙化斑块，并评价狭窄程度。
1.4 阅片方法及观察指标
1.4.1 观察方法：MDCT冠状动脉成像由两位从事血管影像诊断3年以上放射科医生共同“盲法”阅片，记录其一致的结果，意见分歧时通过讨论达到一致意见。CCA由2名从事心血管成像5年以上的心内科医师，在不知道MDCT结果的情况下作出评价。
1.4.2 观察指标及其定义：由于空间分辨率限制和直径＜1.5 mm的血管无法从介入中获益[7]，本研究根据美国心脏病学会（American Heart Association，AHA）冠状动脉15节段划分法[8]（Segment，S）为单位对直径≥1.5 mm的血管图像质量进行评估。
根据轴位图像和VR图像对图像进行评价，若血管不连续，管壁显示模糊者认为不能用以诊断。
冠状动脉斑块分析：根据钙化积分的阈值130 HU划分钙化斑块和非钙化斑块，非钙化斑块在最大层面对兴趣区进行测量。
冠状动脉狭窄分析：冠状动脉狭窄的判断采用国际上通用的目测直径法[2]，即血管狭窄的程度=(狭窄段近心端正常血管直径-狭窄处直径)/狭窄段近心端正常血管直径×100%。评价标准参照Schmermund等[3]评分法。
1.5 统计学处理方法 用Spearman相关性分析分别评价MDCT和CCA对完全钙化斑块、软斑块、混和性斑块（斑块内混杂细小钙化点）及所有斑块导致冠状动脉狭窄的一致性。以CCA为金标准, 按病人为单位分析MDCT评价具血流动力学意义的冠脉狭窄（血管成像中直径法狭窄≥50%）的诊断价值，以敏感度、特异度、阳性预测值及阴性预测表示。再按完全钙化斑块、混和性斑块、软斑块计算中度及中度以上狭窄的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值。
2 结果
2.1 冠脉显示情况 MDCT显示420个节段直径≥1.5 mm血管节段，其中23个节段MDCT图像质量不能满足诊断需要，最后行CCA和MDCT比较的血管共397段，其可评估血管节段相应为94.5%。
2.2 MDCT与CCA冠脉成像评价狭窄程度的一致性 发现病灶120处，其中完全钙化病灶53处，混和性斑块30处和软斑块37处，三者之CCA与MDCT狭窄程度的Spearman等级相关系数分别为0.364、0.854、0.773，总体Spearman等级相关系数为0.610（见表1）。
2.3 有意义狭窄的诊断价值评估 16层MDCT判断冠脉中度及中度以上狭窄敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值为91.30%、80%、91.30%、80%。再按完全钙化斑块、混和性斑块、软斑，分别为83.33%、77.78%、45.45%、95.45%；100%、100%、100%、100%；90.91%、91.30%、90.91%、95.45%（见表2）。
3 讨论
Nieman等[4]采用4层MDCT观察直径≥2.0 mm的血管节段，将病人等分为三组，平均心率分别为55.8、66.6、81.7，其可评估血管节段相应为78%、73%、54%，总和为68%。并分别与DSA做比较，其诊断敏感度和特异度分别为97% (28/29) 和96%，74% (14/19)和94%，67% (6/9) 和 94%(P <0.05)。4层MDCT的出现为冠状动脉病变的CT诊断奠定了基础，但运动伪影和缺乏各向同性等使得可以用以评估的血管节段仍偏低[4,5]。16层MDCT空间分辨率接近于各向同性，时间分辨率也大为提高，更大的覆盖宽度，实现一次屏气下的心脏容积扫描。Nieman等[6]对59例患者16层MDCT冠脉成像的研究表明，按血管分支计算其发现中度以上狭窄的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为95%、86%、80%、97%。
Nieman[６]和陈艳等[7]的研究基于球管转速为420 ms的16层MDCT，本研究采用375 ms的球管转速，在时间分辨率上有所提高，运动伪影相应减低，使图像质量得到提高。本研究是在图像满足诊断要求的情况下，对MDCT冠脉成像的诊断价值作出评价。MDCT与CCA冠脉成像评价狭窄程度比较之相关系数为0.610，高于Herzog等[8]的0.52，造成差异的可能原因为本研究是按临床习惯将狭窄程度分成4级，而Herzog等将狭窄程度分成更为精细的6级，另外可能存在样本间差异。本研究还根据斑块性质分别计算狭窄程度的相关性，发现MDCT冠脉成像评价软斑块和混和性斑块的狭窄程度较为可靠（如图1），其相关系数分别为0.773、0.854；而对完全钙化斑块狭窄程度的评价就不够准确了（如图2），其相关系数为0.364。按病人为单位完全钙化斑块所致中度及中度以上狭窄敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为83.33%、77.78%、45.45%、95.45%，提示钙化斑块的阳性预测值过低，这与钙化所引起的高密度伪影有关，在[8,9]中均有提及，可见目前技术条件对钙化斑块的狭窄程度评价尚不理想。
判断冠脉中度及中度以上狭窄敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值按病人计算为91.30%、80%、91.30%、80%。据文献报道，MDCT冠脉成像的阴性预测值较高，但阳性预测值较低[6-8]。本研究按病人计算阴性预测值要低于文献，而阳性预测值较高，这可能和本组研究资料发病率较高（为69.7%）有关。同样Hoffmann等[11]选用了高危病人，以可评估血管节段为单位其阴性预测值为97%，但以病人为单位其阴性预测值仅75%，故对高危病人而言MDCT的诊断价值受限。再按完全钙化斑块、混和性斑块、软斑块计算中度及中度以上狭窄敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值如表2所示。提示MDCT对混和斑块和软斑块的狭窄评价是可靠和值得重视的。冠状动脉粥样硬化常是多处病灶共同存在，就目前的技术条件对于远段细小血管狭窄程度的显示仍差强人意。故16层MDCT较适于作为一种针对可疑或中、低风险病人筛选性诊断检查。另外MDCT冠脉成像对于急性胸痛怀疑急性心血管事件的诊断价值正日益受到重视[12,13]。
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