应用受试者工作特征曲线分析256层CTA诊断冠状动脉狭窄的价值

王 刚，张镇滔，郑晓林，张玉兰

（广东省东莞市人民医院放射科，广东 东 莞523029）

近年来，MSCTA在冠状动脉疾病筛查和诊断中的价值获得了多方面的肯定且已广泛应用。目前的研究［1－3］报道中 ，多采用敏感性和特异性指标对冠状动脉CTA的诊断价值进行评价，但是单纯采用这2种指标进行分析往往忽视了观察者诊断水平的差异对研究结果的影响。而受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线法能够模糊上述可能存在的差异，使得诊断试验的评价更为客观。本文应用Philips 256层CT行冠状动脉成像，结合ROC曲线进行分析，探讨CTA在冠状动脉成像及冠状动脉狭窄诊断中的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集我院2011年5月至2012年6月临床拟诊或疑诊冠心病患者100例，其中男63例，女37例；心率39～107次／min，平均（76.44±13.36）次／min；年龄37～87 岁，平均 （64.64±10.64）岁。排除以下情况：①对含碘对比剂过敏；②呼吸功能不全或急性失代偿性心功能不全；③严重肝、肾功能不全；④冠心病支架或搭桥术后；⑤永久性心脏起搏器安置或人工心脏瓣膜置换术后。100例均行冠状动脉CTA与DSA检查，2种检查方法间隔时间3～15 d，平均8 d。根据心率的快慢，将患者随机分为3组：低心率组40例，心率＜75次／min；中等心率组35例，75次／min≤心率＜90次／min；高心率组25例，心率≥90次／min。检查前均签署知情同意书；患者均未出现不良反应。

1.2 CTA 检查参数 使用 Philips Brilliance 256 i CT，回顾性心电门控螺旋扫描技术，100～120 k V，800～1 000 mAs，层厚0.90 mm，层距0.45 mm，矩阵512×512；扫描范围从气管分叉下方1 c m至膈肌水平。增强扫描应用高浓度含碘非离子型对比剂（370 mgI／100 mL），剂量1.0 mL／kg体质量，盐水30 mL，注射速率（5.0～6.0）mL／s。采用对比剂跟踪触发技术，ROI设于主肺动脉窗层面的降主动脉内，触发阈值为150 HU。所有患者检查前均未应用β受体阻滞剂等药物控制心率，扫描前3～5 min舌下含服硝酸甘油0.5 mg。

1.3 CTA图像处理及图像质量评价 选择影像质量相对较好的时相，将相应的原始影像传输至EBW 4.5工作站行VR、MIP、MPR、CPR等后处理及质量评估。

图像质量评价采用等级评分方法［4－6］（对于直径≤1.5 mm的冠脉血管不做分析）：1级，3分，血管显示连续、清晰，轴位扫描血管边缘清晰，无运动伪影及边缘脂肪密度影，在VR图像上无阶梯伪影；2级，2分，血管小部分节段显示边缘稍模糊，轴位扫描血管出现较小伪影，在VR图像上可见轻微的阶梯伪影；3级，1分，血管出现较多伪影，轮廓可见，有双边或多边征、局部中断或错层，但是结合多期相横断面原始图像，可以明确血管病变情况；4级，0分，血管显示不清，轮廓模糊，无法对血管与周围组织进行区分。1～3级可以满足诊断，4级无法满足诊断。

冠状动脉狭窄程度＝（狭窄部近端和远端正常血管直径平均值－狭窄部血管直径）／狭窄部近心端正常血管直径×100%。冠状动脉内径均在垂直于血管长轴的CPR图像上测量。狭窄小于50%为轻度，≥75%为重度，介于二者之间为中度［5］。

1.4 冠状动脉DSA造影 采用飞利浦FD20大平板血管造影机。按常规选择6个投照体位，必要时加照其他体位，行左、右冠状动脉造影；显示病变血管直径最狭窄的投照角度作为狭窄程度判断的依据。

1.5 冠状动脉分段评价 参考纽约心脏协会（New Yor k Heart Association，NYHA）定义［6］和中华放射学杂志心脏冠状动脉多排CT临床应用协作组［5］共识，采用15节段分法对冠状动脉树进行评价，包括右冠状动脉近中远段（1～3段）、后降支／左室后支（4段）、左冠状动脉主干（5段）、左前降支近中远段（6～8段）、第1～2对角支（9～10段）、左回旋支近中远段（11段，13段，15段）和第1～2钝缘支（12段，14段）。

冠状动脉CTA、DSA图像评价由2名高年资医师独立完成，出现分歧时经协商达成一致意见。

1.6 统计学分析 使用SPSS 13.0软件包，计量资料用均数表示，计数资料以频数百分比表示。分析不同心率组冠状动脉节段的显示及评分差异，采用多个独立样本非参数检验。以DSA为“金标准”对照，采用ROC曲线分析256层CTA对冠状动脉狭窄诊断的特异性、敏感性等指标，应用One－Way ANOVA，比较不同心率组间的诊断差异。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 冠脉成像质量评价 全部1 500冠脉节段中，CTA显示冠状动脉节段共1 447个节段，占96.47%，其中各组冠脉节段显示比例分别为低心率组 96.83%，中 等 心 率 组 96.95%，高 心 率 组95.20%。组间比较，差异无统计学意义。未显示53个节段，包括2～5段、8～10段、12～15段，其中9段、10段、14段、15段比率相对较高。

显示的1 447节段中可以满足诊断（评分为1～3分）者共1 403个节段，占96.96%；低心率组为97.76%（568／581），中等心率组为 96.86%（493／509），高心率组为95.80%（342／357），不同心率组间图像质量评分比较χ2＝5.017，P＝0.081＞0.05，差异无统计学意义。其余44个节段不能满足诊断，在下一步狭窄评估中剔除，其中涉及多个节段，以右冠状动脉2段居多，累计10个节段（表1）。

表1 1 447节段CTA冠脉成像质量评价 段（%）

2.2 CTA对冠脉狭窄的诊断 以DSA为金标准，CTA诊断低、中、高心率组冠状动脉狭窄的特异性分别为98.40%、96.00%、97.60%，敏感性分别为95.00%、93.70%、92.20%，ROC 曲 线 下 面 积0.971、0.955、0.955，3组比较F＝0.703，P＝0.516＞0.05，差异无统计学意义（图1～4）。假阳性28节段，主要分布在1～2段、11段、13段、5～7段；假阴性20节段，主要分布在3段、9～10段、13～15段（表2）。

表2 1 403节段CTA诊断冠脉狭窄程度 段（%）

3 讨论

MSCTA在冠状动脉疾病的诊断中具有明显优势［1－3，7－12］。256层 CT 进一 步加快了球管的 旋 转 速度，最快可达0.27 s／圈；缩短了心动周期中数据的采集时间；减少心率波动及心律不齐对图像质量的影响；Z轴方向的扫描覆盖范围增加，更适用于冠状动脉成像及其相关疾病的诊断［12］。ROC曲线法是目前医学影像领域内的一种重要研究方法。此方法使用敏感性、特异性、准确率等指标能更客观反映敏感性和特异性的连续变化情况，评价影像学诊断试验的诊断效能。ROC曲线下面积值可反映该诊断方法的准确度，＞0.5时，越接近于1，说明诊断效果越好，在0.9以上诊断效能较高。

3.1 冠状动脉CTA成像质量评价 结果显示：CTA冠脉节段显示率96.47%，且各组显示率均较高，但组间差异无统计学意义。未显示的节段主要是因为发育变异或发育异常，部分左冠分支（回旋支及钝缘支、第2对角支）缺如或过于细小，未能充盈对比剂而显影。各节段的评分中，虽然随着心率的增加，评分为1分以上的节段比率有所下降，但是冠脉主要三大分支、左冠主干及第1对角支基本都可以满足诊断要求，且各心率组间差异无统计学意义，各组可满足诊断要求的节段均在95%以上。因此，笔者认为256层CTA可以清晰完整地显示冠状动脉各主要节段，满足临床诊断要求。

不能满足诊断要求的节段主要与其走行、分布及患者检查时的状态有关，其中所占比率较高的节段主要是右冠中段、左前降支中段远段、左回旋支中段远段，这些节段走行在心表面的房室沟、前室间沟内，较容易受到心脏搏动影响，特别是右冠及左回旋支走行通常较为迂曲，且受心房心室双重运动影响，更易出现伪影。其他原因还有：屏气不配合，心律不齐，其中最重要的是呼吸影响，屏气不配合的患者一旦检查完毕，则图像的质量很难改善，所以检查前的准备和训练至关重要。

3.2 CTA诊断冠脉狭窄的价值探讨 结果显示，CTA诊断冠脉狭窄的特异性、敏感性均较高，ROC曲线下面积均在0.9以上，说明256层CTA对于本研究所涉及各心率组人群冠脉狭窄的诊断效能较高。各组的曲线下面积值、特异性、敏感性差异无统计学意义，表明256层CTA可以不受心率的限制，即在无需心率控制的条件下成像且效果较好，并能较准确地诊断冠状动脉狭窄。

本研究结果显示，假阳性28节段，假阴性20节段，结合文献，笔者认为原因主要有以下方面：①不同医师对测量的狭窄中心点和正常参考值的选定存在差异；②病变节段的粗大钙化或弥漫钙化会带来一定的伪影，使得钙化节段及周围区域形成平行于钙化的线状、条片状低密度影，易误认为是斑块形成所致的充盈缺损，模糊了剩余管腔的边缘；③部分节段走行过于迂曲、反折及壁冠状动脉的存在，都会使相应节段的血管边缘产生模糊、毛糙现象，从而使狭窄程度被过高估计；④小部分节段虽然存在病变，但是管腔较为细小，易低估病变的范围和程度。因此，在冠脉CTA后处理过程中，应多角度、多方位观察，最重要的是结合横断面原始图像，以最大程度减少上述情况的发生。

本研究结果在一定程度上表明心率对256层CTA冠脉成像及其对冠脉狭窄的诊断无显著影响，与文献［2］报道相符；不足之处是研究对象心率是在一定范围（39～107次／min）之内的，对于这一心率范围以外特别是更高心率的患者，其冠脉节段的CTA成像评价还有待进一步研究证实。

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图1 CTA诊断冠状动脉狭窄的ROC曲线（高心率组），曲线位于对角线左上方，接近于1，曲线下面积为0.955，特异性97.60%，敏感性92.20% 图2 高心率（106次／min）患者，CTA图像质量评分3分，左前降支近段见局限性管腔狭窄（箭头），CTA所示狭窄位置、形态及程度与右冠状动脉（图2c）相近 图3中等心率（84次／min）患者 图3a CTA图像质量评分3分，右冠状动脉中段管壁不光整，局限管腔狭窄及扩张（箭头） 图3b 冠脉DSA证实CTA所见 图4 低心率（64次／min）患者 图4a CTA图像质量评分2分，左回旋支边缘略毛糙，其近段可见一偏心性狭窄（箭头） 图4b DSA在同一位置发现类似狭窄（箭头）