冠状动脉CT血管造影联合静息心肌透壁灌注指数诊断冠心病的临床价值研究

朱姬莹 徐秀芳 许化致 谢福荣 曹国全 王镇章 肖方毅

冠状动脉CT血管造影联合静息心肌透壁灌注指数诊断冠心病的临床价值研究

朱姬莹 徐秀芳 许化致 谢福荣 曹国全 王镇章 肖方毅

目的 探讨冠状动脉CT血管造影（CCTA）联合静息心肌透壁灌注指数（TPR）诊断冠心病（CHD）的临床价值。方法162例临床疑诊CHD的患者，CCTA后2周内完成冠状动脉血管造影（CAG）检查。利用CCTA的原始数据进行TPR分析，以CAG结果为参照，评价CCTA联合TPR对CHD的诊断价值。结果 CCTA、TPR单独或两者联合均可用于诊断CHD（χ2=94．42、14．25、48．30，均P＜0．01），ROC曲线下面积分别为0．899、0．589、0．701。CCTA单独诊断CHD的灵敏度为85．6%（95/111），特异度为94．1%（48/51），阳性预测值（PPV）为96．9%（95/98），阴性预测值（NPV）为75．0%（48/64）。TPR单独诊断CHD的灵敏度为82．9%（92/111），特异度为45．1%（23/51），PPV为76．7%（92/120），NPV为54．8%（23/42）。联合CCTA及TPR诊断CHD的灵敏度为99．1%（110/111），特异度为41．2%（21/51），PPV为78．6%（110/140），NPV为95．5%（21/22）。结论 联合CCTA及TPR可用于诊断CHD并可明显提高CHD诊断灵敏度。

冠心病 冠状动脉CT造影 静息灌注成像 心肌透壁灌注指数

冠心病（coronary heart disease，CHD）是临床常见的心脏疾病，心肌缺血则是CHD患者预后不良的重要独立危险因素[1]。多中心研究证实，静息及负荷CT心肌灌注成像（myocardial perfusion imaging，MPI）对缺血心肌的显示与单光子发射计算机断层显像（single photon emission computerized tomography，SPECT）、心血管磁共振成像（cardiovascular magnetic resonance imaging，CMR）具有良好的相关性[2-5]。目前研究认为，与心外膜心肌相比，心内膜心肌对缺血更敏感[6]，可应用半定量参数心肌透壁灌注指数（transmural perfusion ratio，TPR）评估心内膜心肌灌注状态[7]。由于320排容积CT具有高密度分辨率和扫描时间的一致性，可同步获得冠状动脉解剖及心肌灌注信息，同时又可以明显减少患者接受的辐射剂量[8]。故笔者选用320排容积CT进行冠状动脉CT血管造影（coronary computed tomography angiography，CCTA）数据重建各个心肌节段心肌的TPR，评估CCTA与TPR单独及联合对CHD的诊断价值。

1 对象和方法

1.1 对象 收集温州医科大学附属第一医院2012年8月至2013年4月疑似CHD行CCTA检查，并且在CCTA后2周内进行冠状动脉血管造影（coronal angiography,CAG）患者。排除标准：（1）既往有心肌梗死病史或心肌酶异常者；（2）疑似或确诊心肌炎或浸润性心肌病（包括心脏色素沉着病、淀粉样变、结节病等）的患者；（3）有血运重建手术史（冠状动脉搭桥术或经皮冠状动脉介入治疗）者。共入选183例患者，剔除冠状动脉支架植入术后患者16例、冠状动脉搭桥术后2例、陈旧性心肌梗死2例以及起搏器置入术后1例，共162例患者纳入研究。男104例，女58例，年龄39～85岁，平均62.2岁，中位年龄62.5岁。临床症状：胸闷77例，心前区痛26例，胸闷、胸痛24例，气促、呼吸困难16例，心悸8例，意识丧失6例，头痛1例，体检发现4例。既往有高血压病史83例，合并高血压性心脏病38例，糖尿病31例，高甘油三酯/高胆固醇血症59例，脂肪肝46例，高尿酸血症6例。

1.2 方法

1.2.1 320排容积CT检查 CT检查前所有受检者均进行宣教，告知研究目的、方法、相关不良反应以及相应处理措施，并让所有受检者在知情同意书上签字确认。每例患者检查时要求心率＜75次/min，心率未达标者检查前口服25 mg或50 mg美托洛尔。使用心电门控320排CT（Aquilion ONE，Toshiba）容积模式（Volume mode）进行检查。扫描参数：管电压120kV，自动毫安，纵向扫描野160mm，自气管分叉处向下扫描至膈下1cm。扫描野（D-FOV）220mm，小焦点，旋转时间0.35s，时间分辨率175ms。选肘静脉埋20g套管留置针（BD，IntimaⅡ），接高压注射器以5.0ml/s的速率静脉推注对比剂碘普罗胺注射液370（碘浓度370mg/ml）60ml+0.9%氯化钠注射液20ml，以心脏中心平面（3条冠状动脉主干均显示层面）降主动脉为感兴趣区（region of interest，ROI），采用Sure Smart软件智能触发扫描，自动监测ROI的CT值，以220Hu为触发节点，自动启动扫描，扫描时患者屏气约10s，采集数据。扫描前软件自动监测呼吸、心率，心率＜65次/min者行单beat扫描，66～75次/min者行双beat扫描。选取心电图75%R-R间期时相（多beat扫描选取第一个心动周期）重建心肌分析图像数据，重建参数为：DFOV：220mm，层厚：0.5mm，层间距：0.5mm。

1.2.2 CCTA重建 将重建的心电图75%R-R间期时相心肌图像数据送至计算机工作站（Vitrea advanced 6.4，Toshiba），调用冠脉重建模块，采用容积再现（volume rendering，VR）、多平面重组（multiplanar reformation，MPR）、曲面重组（curved planar reformation，CPR）法重组冠状动脉图像。

1.2.3 TPR图像分析 调用心肌灌注模块（CT myocardial perfusion）进行TPR分析。左心室壁内外膜由软件自动勾划，人工对室壁轮廓修整，分别重建3mm层厚左室水平长轴、垂直长轴及短轴图像，并自动将心肌平均分成3层：心内膜下层、心肌中层、心外膜下层。根据美国心脏学会（American Heart Association,AHA）推荐的心脏短轴面16节段模型（除心尖外，见图1），自动计算每个节段心肌TPR值并应用伪彩技术自动标记。TPR为心肌节段心内膜下层心肌密度平均值与同断面心外膜下层的心肌密度平均值的比值。由于心内膜下层的血流量大于心外膜下层，因而正常心肌节段TPR＞1[9]，因此本研究中将心肌节段TPR≤0.99认为存在心肌缺血。

图1 左室心肌AHA标准分段

1.2.4 CAG 均于CCTA后2周内进行，采用飞利浦Allura Xper FD10心血管造影系统，患者仰卧，常规行右桡动脉消毒铺巾，行右桡动脉穿刺，置入一根6F动脉鞘管，随后沿鞘管全程于透视下送入一根泥鳅钢丝至主动脉窦部，再沿钢丝送入5F多用途造影导管分别至左、右冠脉开口，注入对比剂造影并动态多体位摄片。

1.3 CHD诊断标准

1.3.1 CCTA、TPR单独及联合诊断CHD的标准 CC-TA定义左冠脉前降支（left anterior descending branch，KAD）、左冠脉回旋支（left ramus circumflexus arteriae，KCx）、右冠状动脉（right coronary artery，RCA）中1支或多支狭窄率≥50%为CHD。心脏短轴面16节段模型中心肌节段TPR≤0.99认为存在CHD。联合诊断时满足其中一条即认为存在CHD。

1.3.2 CAG诊断CHD的标准 由中级及以上职称心血管内科医师独立评估KAD、KCx、RCA的狭窄程度，并以1支或多支狭窄率≥50%为CHD诊断标准。

1.4 统计学处理 应用SPSS 20.0统计软件，CCTA、TPR单独及联合诊断CHD的灵敏度、特异度、阳性预测值（positive predictive value，PPV）、阴性预测值（negative predictive value，NPV）评价采用χ2检验。并应用ROC曲线计算各自曲线下面积。

2 结果

2.1 CAG结果 CAG共发现111例患者，共141支冠脉狭窄率≥50%。冠脉中度狭窄56支，其中KAD 35支、KCx 12支、RCA 9支；重度狭窄85支，其中KAD 41支、KCx 17支、RCA 27支。其余9例患者存在冠脉狭窄但狭窄率＜50%，42例患者冠脉未见明显狭窄。

2.2 CCTA结果 CCTA共发现98例患者，共132支冠脉狭窄率≥50%。冠脉中度狭窄38支，其中KAD 23支、KCx 10支、RCA 5支；重度狭窄76支，其中KAD 37支、KCx 16支、RCA 23支，另有18支血管因严重钙化无法判断管腔狭窄程度，记入重度狭窄组（见图2）。其余20例患者发现冠脉轻度狭窄，44例患者冠脉未见明显狭窄。

图2 患者男，57岁。重度冠脉狭窄的影像学检查结果（A：3支冠脉最大密度投影图，B～C：KAD的VR+CPR重建图，CCTA示冠脉3支均见弥漫钙化斑块，管腔狭窄无法判定，归入冠脉重度狭窄组；D～F：CAG证实KAD、KCx近中段弥漫性狭窄伴钙化，钝缘支近端、RCA中段、后降支开口和近端狭窄80%及钙化；G～H：TPR牛眼图示多冠脉供血区心肌缺血，17段分析左室心尖部心肌前壁缺血，TPR=0.96；I～K：为左室垂直长轴、心底段、中间段以及心尖段短轴位伪彩标记心肌缺血图像）

2.3 TPR结果 TPR分析共发现120例患者，共417节段心肌缺血，其中KAD供血区254节段心肌存在缺血，KCx供血区67节段心肌存在缺血，RCA供血区96节段心肌存在缺血。

2.4 CCTA、TPR单独及联合诊断CHD效能的比较 CCTA、TPR单独及联合均可用于诊断CHD（χ2=94.42、14.25、48.30，均P＜0.01），ROC曲线下面积分别为0.899、0.589、0.701，见图3。CCTA单独诊断CHD的灵敏度为85.6%（95/ 111），特异度为94.1%（48/51），PPV为96.9%（95/98），NPV为75.0%（48/64）。TPR单独诊断CHD的灵敏度为82.9%（92/111），特异度为45.1%（23/51），PPV为76.7%（92/120），NPV为54.8%（23/42）。CCTA和TPR联合诊断CHD的灵敏度为99.1%（110/111），特异度为41.2%（21/51），PPV为78.6%（110/140），NPV为95.5%（21/22），见表1。

3 讨论

CCTA作为成熟的影像学检查技术，可准确显示冠状动脉斑块，精确评估冠状动脉狭窄程度，已在临床上得到广泛应用[10]。多中心研究表明，CCTA识别冠状动脉狭窄方面具有较高的灵敏度和NPV（95.0%～99.0%），在CHD的排除诊断方面，可取代CAG等侵入性检查[2,10]。心内科指南推荐CCTA用于排除中低危险度患者罹患CHD。本研究中NPV较文献偏低，可能与研究方法不同有关。文献中高NPV分析基于15段法冠脉分段，本文数据则按照CHD患者例数进行分析。文献报道，CCTA可能高估冠脉狭窄，而且其显示冠状动脉狭窄导致心肌缺血的特异度和PPV较低，本研究结果与文献结果类似[11-12]。

图3 CCTA、TPR单独及联合诊断CHD的ROC曲线

表1 CCTA、TPR单独及联合诊断CHD效能的比较（例）

既往研究表明，心肌灌注呈跨壁分布，心内膜下心肌对缺血性损伤比心外膜下心肌更敏感[13]。本研究显示，可将TPR＜0.99作为心内膜下心肌缺血指标，但其诊断CHD准确性明显低于负荷状态MPI[10,13]。其可能原因有以下两方面：一是与患者选择有关，文献报道主要集中在确诊CHD或待再血管化的胸痛患者，而本研究对象则为临床疑似CHD的患者并且排除已确诊的CHD患者。同时负荷状态下，CHD患者冠脉血流储备耗尽，易于发现心肌灌注缺损，因而具有较高的灵敏度和特异度。但负荷状态MPI具有一定的危险性，并且有额外的射线负担；而静息TPR数据源于CCTA数据，无需额外扫描。同时静息TPR值计算主要由工作站自动完成，尽管有其自身的局限性，但有研究证实，软件自动测量可节省大量时间，同时保持较高的准确性[14]。

文献报道，MPI联合CCTA可以准确预测定量CAG三维重建定量分析(QCA)/SPECT上冠状动脉狭窄引起的灌注缺损[10,15-16]。本研究证实CCTA联合基于CCTA数据的TPR分析也能明显提高诊断CHD的灵敏度（85.6%vs 99.1%）和NPV（75.0%vs 95.5%）。由于TPR反映心肌透壁灌注差异，可出现假阳性和假阴性的结果。假阳性结果主要由伪影所致，320排容积CT具有扫描时间的一致性，基本上克服了呼吸、心脏运动伪影，但是X线束硬化伪影容易被误认为灌注缺损，临床上需注意识别[17]。假阴性则主要是小尺寸或跨节段灌注缺损，稀释在心肌节段内，妨碍准确评估。当冠脉重度狭窄患者同时存在内外膜心肌缺血时，其TPR值可能＞1，联合CCTA则可避免漏诊。此外，CCTA经常使用β-受体阻滞剂降低心率和心肌血流量，这样则可能会减少正常灌注和缺血心肌的差异。随着技术的进步，进一步提高时间分辨率和空间分辨率，改进X线束硬化校正算法[18]，有助于提高临床上诊断的准确性。

总之，CCTA和静息TPR分析作为完全不同但互补的评估诊断手段，在不增加费用和辐射剂量前提下，两者联合可明显提高CHD诊断的灵敏度和NPV。

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CT angiography(CCTA)in combination with resting transmural perfusion ratio(TPR)in diagnosis of coronary heart disease

ZHU Jiying, XU Xiufang, XU Huazhi, et al. Department of Radiology, the First Affiliated Hospital of Wenzhou Medicat University, Wenzhou 325000. China

ObjectiveTo evaluate the application of coronary CT angiography(CCTA)in combination with resting transmural perfusion ratio(TPR)in diagnosis of coronary heart disease(CHD)．Methods One hundred and sixty two clinical suspected CHD patients received CCTA examination with 320-row CT scanner,then underwent coronary angiography(CAG) within two weeks．TPR analysis was conducted from CCTA original data．One hundred and eleven patients were diagnosed as CHD by CAG．With CAG results as reference,the diagnostic value of CCTA in combination with TPR for CHD was evaluated．Results The areas under receiver operating characteristic curve(ROC)of CCTA,TPR and CCTA combined with TPR for diagnosis of CHD were 0．899,0．589,0．701,respectively(χ2=94．42,14．25,48．30,P＜0．01)．The sensitivity,specificity,positive predictive value(PPV),negative predictive value(NPV)of CCTA in diagnosis of CHD were 85．6%(95/111),94．1%(48/51),96．9%(95/98),75．0% (48/64),respectively;those of TPR were 82．9%(92/111),45．1%(23/51),76．7%(92/120),54．8%(23/42),respectively;and those of combined CCTA and TPR were 99．1%(110/111),41．2%(21/51),78．6%(110/140),and 95．5%(21/22),respectively． Conclusion CCTA in combination with resting TPR can improve the diagnostic sensitivity for coronary heart disease．

Coronary heart disease Coronary CT angiography Resting perfusion imaging Myocardial transmural perfusion ratio

2015-09-02）

（本文编辑：田云鹏）

温州市科技局科技计划项目（Y20130159）；温州市公益性科技计划项目（Y20140613）

325000 温州医科大学附属第一医院放射科（朱姬莹、徐秀芳、许化致、谢福荣、曹国全、王镇章，朱姬莹现在浙江医学高等专科学校医学影像系工作），心血管内科（肖方毅）

许化致，E-mail：xuhuazhi174@qq.com