宽体探测器CT在高心率病人冠状动脉CT血管成像检查中的应用研究

苏建伟，李振武，王秋斌，唐学弘，杜静波

近年来，随着CT检查设备的不断革新，冠状动脉CT血管成像（coronary computed tomography angi‐ography，CCTA）作为一种无创检查，在临床冠心病检查中的应用越来越广泛［1-3］。CCTA检查过程中，心率是影响图像质量的最显著因素，高心率病人也一直是CCTA检查中的难点［4］。尽管CT的扫描速度不断提高，以及心电门控扫描技术的应用，但受限于探测器宽度及扫描速度，CCTA对于高心率病人的检查效果一直较差。以往报道中，普通螺旋CT对于高心率病人的CCTA检查，约有12%的冠状动脉节段图像质量不能达到临床诊断要求［5］。较普通CT相比，宽体探测器CT探测器范围大，探测器旋转一圈即可完成整个心脏扫描，加之追踪冻结技术（snapshot freeze，SSF）的应用，可以很好地消除高心率的影响［6-8］。现阶段，对于宽体探测器CCTA的研究主要集中在图像质量及辐射剂量方面，对于高心率病人的CCTA诊断效果研究较少。本研究通过对CCTA与侵入性冠状动脉造影（invasive coronary an‐giography，ICA）的结果进行比较，分析其在高心率病人中的临床应用价值。

1 资料与方法

1.1一般资料回顾性收集2018年9月至2019年10月于北京市大兴区人民医院行CCTA及ICA检查的疑似冠心病的高心率（心率≥75次/分）病人40例。年龄（56±8）岁，范围为40～69岁；男28例，女12例；心率（80±5）次/分，范围为75～94次/分。入组标准：①病人均行CCTA及ICA检查；②CCTA检查前不控制心率，扫描时心率≥75次/分；③心率变异≤20次/分；④体质量指数在19～25 kg/m2之间；⑤行CCTA检查及ICA检查时间间隔不超过1个月。排除标准：①病人曾行心脏支架或搭桥手术；②严重心律不齐，影响CCTA检查图像质量。本研究获北京市大兴区人民医院伦理委员会批准（院字20190522&24LLKYLX-1-38），符合《世界医学协会赫尔辛基宣言》相关要求。

1.2仪器与方法CCTA检查采用GE Revolution 256排宽体CT扫描机（GE healthcare；Waukesha，WI），检查前病人禁食4 h，应用德国Ulrich双筒高压注射器，经肘静脉团注对比剂碘海醇（欧苏，350 mg I/mL），对比剂剂量1 mg/kg体质量，注射速率3.0～3.5 mL/s，注射完毕后注入生理盐水40～50 mL。扫描范围包括全心脏，管电压120 kV，管电流采用自动毫安秒，应用前瞻性心电门控技术，心率75～80次/分者扫描时相选择30%～80%RR间期，心率≥81次/分者扫描时相选择30%～50%RR间期，心律不齐者扫描时相选择30%～80%RR间期，预设噪声指数（noise index，NI）选择22，机架旋转速度为0.28 s/r，矩阵512×512，薄层重建层厚0.625 mm。若预选扫描时相图像质量不佳，则进行手动选择。应用SSF技术，以提高时间分辨率至29 ms。

1.3图像后处理及分析方法选择合适扫描时相，将重建图像传入GE ADW 6.0工作站，应用冠状动脉后处理软件，分别得到容积再现、最大密度投影、曲面重建图像，分析冠状动脉管腔狭窄程度。由两名从事冠状动脉诊断工作10年以上主治医师，应用双盲法，对冠状动脉管腔狭窄程度进行诊断，具体诊断方法：管腔狭窄程度（%）=（正常管腔直径−狭窄段最窄处管腔直径）/正常管腔直径×100%，正常管腔直径=（狭窄近端、远端正常管径之和）/2。冠状动脉分段采用美国心脏病协会（AHA）推荐的冠状动脉15分段法，分析管径>1.5 mm的管腔狭窄程度。ICA检查结果，由两名具有10年以上诊断经验的心内科医师进行诊断，判断冠状动脉管腔狭窄程度。以ICA检查为金标准，以冠状动脉管腔狭窄程度≥50%为阳性。

1.4统计学方法应用SPSS25.0统计学软件。应用χ2检验，分析CCTA与ICA诊断每个冠状动脉节段狭窄结果的统计学差异；应用Kappa检验，评价CCTA与ICA对冠脉狭窄的诊断一致性，Kappa<0.40认为一致性差，0.40～0.60认为一致性一般，>0.60～0.80认为一致性较好，>0.80认为一致性好；分别基于每个冠状动脉节段、每支冠状动脉、每个病人，分析CCTA诊断冠状动脉狭窄的准确率、灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值；应用受试者工作特征（ROC）曲线判断CCTA的诊断效能。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

40例病人中，符合评价标准的冠状动脉节段共454段，CCTA与ICA诊断每个冠状动脉节段狭窄的差异无统计学意义（χ2=1.64，P=0.286），应用Kappa分析，得出Kappa值为0.87（P<0.001），表明二者诊断冠状动脉各节段狭窄的一致性好，见表1。

表1 冠状动脉CT血管成像（CCTA）与侵入性冠状动脉造影（ICA）诊断40例病人454段冠状动脉狭窄的结果/例

基于每个冠状动脉节段，CCTA诊断冠状动脉狭窄的准确率、灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为95.15%（432/454）、87.83%（101/115）、97.64%（331/339）、92.66%（101/109）、95.94%（331/345）；基于每支冠状动脉，CCTA诊断的准确率、灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为90.00%（108/120）、94.20%（65/69）、84.31%（43/51）、89.04%（65/73）、91.49%（43/47）；基于每个病人，CC‐TA诊断的准确率、灵敏度、特异度、阳性预测值分别为95.00%、100%、0、95.00%。基于每个冠状动脉节段、每支冠状动脉，CCTA诊断的ROC曲线下面积（AUC）分 别 为0.93（Z=22.47，P<0.001）、0.89（Z=11.56，P<0.001），表明CCTA的诊断准确性较高。

3 讨论

冠心病发病率及病死率逐年升高，全世界每年大约有900万人死于缺血性心脏病，近十年来其病死率升高了22.3%［9-10］。近年来，CCTA检查越来越多地应用于临床诊疗过程中，在宽体探测器出现之前，CT检查技术的进步，均仅是有利于降低辐射剂量，而高心率病人一直是CCTA检查过程中的难点［5，11-12］。宽体探测器CT机能够在一个心动周期内完成整个心脏的扫描，再加上SSF技术的应用，可以避免高心率的影响，提高了CCTA检查的图像质量［13-15］。SSF技术是近年来开发的一种对冠状动脉运动伪影进行校准的算法，它能够追踪和补偿冠状动脉的运动轨迹和速度，精准确定冠状动脉在理想期相中的位置，并且能够有效地缩短重建的时间窗［13，16-17］。研究表明，应用SSF技术可以提高不同心率冠状动脉的图像质量，进而提高其对冠状动脉狭窄的诊断价值［14，16］。较之以往CT设备，宽体探测器CT在硬件及软件均有较大改进，使得高心率病人宽体探测器CCTA检查无需检查前的降心率准备，能够提高高心率病人CCTA检查的图像质量，可以更加精准地指导进一步的治疗，甚至能够避免其他有创性的冠状动脉检查［18-19］。

宽体探测器出现之前，高心率及心率变异一直是影响CCTA检查成功率的重要因素。孙凯等［20］研究显示，应用双源CT机行CCTA检查，46～65次/分的低心率病人图像质量明显高于66～100次/分的高心率病人，且后者的检查失败率也明显高于前者。梁立华等［21］研究认为，应用64排螺旋CT行CCTA检查时，心率快及心律不齐等会导致伪影，控制心律不齐、降低心率，可以减少伪影产生及提高诊断准确率。为了研究宽体探测器CT在高心率病人中的应用价值，本研究中，仅仅选择心率变异≤20次/分的病人作为研究对象，以避免心率变异对结果的影响。

目前，对于高心率病人宽体探测器CCTA检查的研究，主要集中于扫描后的图像质量以及辐射剂量方面，对于冠状动脉狭窄程度诊断的准确性研究较少［5，22-23］。本研究中，基于每个冠状动脉节段，CC‐TA检查有着较高的准确率、灵敏度、特异度、阳性预测值和阴性预测值，其中，灵敏度、特异度与Liang等［14］、Andreini等［24］研究结果相仿，阳性预测值高于后两者研究结果，笔者认为可能与各研究中扫描期相选择不完全相同有关，但各研究均有着较高的诊断准确率。本研究结果表明CCTA与ICA诊断结果有着较高的一致性，CCTA检查有着较高的诊断效能，与Liang等［14］研究结果相仿。基于每支冠状动脉的研究结果显示，本研究所得阳性预测值高于Andreini等［24］研究结果，可能与Andreini等分别对每支动脉进行了独立的统计学分析有关。基于每个病人的研究，本研究应用ROC曲线进行诊断效能检验时，没有得出AUC值，笔者认为原因是CCTA检查阴性的病人一般不会进一步进行有创的ICA检查，导致部分频数为0，故无法得出统计结果。而Liang等［14］研究结果表明，基于每个高心率病人进行研究时，CCTA也有着较高的诊断效能。由此可见，宽体探测器CCTA检查在高心率病人冠状动脉狭窄诊断的应用中有着较高的诊断准确性，可以为临床提供有意义的信息。

本研究还存在以下不足：虽然本研究对于冠状动脉各节段进行研究时样本量较充分，但是基于每个病人进行研究时样本量稍显不足；只针对高心率病人进行了整体研究，未对高心率病人进行再分组研究；未涉及心律不齐病人的研究。今后，需进一步收集病例，增加样本量，并进一步进行分组研究。