320排CT在糖尿病冠狀動脈粥樣硬化斑塊形態學及管腔重構的研究

董 莘 秦 崇 時文偉 敖國昆

320排CT在糖尿病冠狀動脈粥樣硬化斑塊形態學及管腔重構的研究

董 莘①*秦 崇①時文偉①敖國昆①

目的：評估糖尿病(DM)和無DM患者320排冠狀動脈CT造影(CCTA)冠狀動脈粥樣硬化斑塊形態學及管腔重構的不同。方法：比較由于胸痛和冠心病的篩查而接受320排CCTA檢查的232例DM患者和487例無DM患者的冠狀動脈粥樣硬化斑塊形態學及管腔重構。結果：DM患者與無DM患者相比較，DM患者單支血管病變發生率低(x2=5.434，P＜0.05)；2支血管病變發病率相似(x2=0.912，P＞0.05)；而3、4支血管病變發病率高(x2=4.887，P＜0.05)；單因素分析顯示，DM組混合性斑塊、梗阻性斑塊以及陽性重構(PR)發病率高(x2=4.214，x2=4.415，x2=6.215；P＜0.05)，而多因素Cox比例風險回歸模型分析顯示，僅PR與DM呈正相關(危害比5.61(2.11-14.71，95% CI)，P＜0.001)。結論：與無DM患者比較，DM患者有較高的多支血管病變發病率，高的MP負荷以及PR，預示有更高發生急性冠狀動脈事件的可能性。

糖尿病；體層攝影術，X線計算機；冠心病；斑塊；陽性重構

[First-author’s address]Department of Radiology, the 309thHospital of PLA, Beijing 100091, China.

糖尿病(diabetes mellitus，DM)是冠狀動脈硬化性心臟病(coronary artery disease，CAD)的危險因素之一，且是預后不良的主要因素。與無DM者相比，DM患者合并CAD受累動脈的數量更多，范圍更廣泛。而決定冠狀動脈病變嚴重性的重要指標—動脈斑塊，在DM和無DM者冠狀動脈斑塊的負荷和組成存在區別與否尚有爭議[1-3]。研究DM患者冠狀動脈斑塊的負荷和組成的特點，有助于預測不良事件的發生。Glagov等[4]發現，冠狀動脈粥樣硬化過程中部分血管會發生代償性擴張，又稱為正性重構(positive remodeling，PR)，發生PR后可以代償由于斑塊增長而導致的管腔丟失。研究發現，在冠脈粥樣硬化過程中血管除了發生代償性擴張外也存在皺縮現象，稱為負性重構(negative remodeling，NR)[5]。血管內超聲顯像(intra vascular ultra sound，IVUS)研究證實了該病變的存在，并闡述了血管重構與冠脈粥樣斑塊穩定性的關系[6-7]。然而，用冠狀動脈CT血管造影(coronary computed tomographic angiography，CCTA)研究DM冠狀動脈斑塊形態學及管腔重構的報告尚不多見，本研究以CCTA為研究手段，分析DM冠狀動脈斑塊形態學及管腔重構的特點，并與無DM者進行對照，為臨床及預后研究提供影像學支持。

1 資料和方法

1.1 一般資料及標準

(1)一般資料。回顧性分析2011年3月至2013年3月在解放軍第309醫院行320排CCTA患者719例的數據資料，其中DM患者232例(占32.3%)，男性168例，女性64例，年齡35～79歲，平均年齡為(58±10.6)歲；無DM者487例(占67.7%)，男性349例，女性138例，年齡36～77歲，平均年齡為(56±11.3)。244例(占33.9%)無明顯臨床表現；269例(占37.4%)有典型胸痛者；206例(占28.7%)有不典型胸痛。既往接受冠狀動脈旁路移植術或經皮冠狀動脈腔內支架置入術者、已知心肌梗死者、心肌病、心臟瓣膜病、先心病及大動脈炎的患者除外。

(2)DM診斷依據的標準。①糖化血紅蛋白A1c≥6.5%；②空腹血糖FPG≥7.0 mmol/L；③口服糖耐量試驗時2 h血糖≥11.1 mmol/L；④在伴有典型的高血糖或高血糖危象癥狀的患者，隨機血糖≥11.1 mmol/l。患者其他相關的危險因素信息一并記錄，包括：年齡、性別、現在吸煙(停止吸煙1個月)、高血壓(收縮壓≥140 mmHg和/或舒張壓≥90 mmHg)、高血脂(空腹血清總膽固醇＞5.72 mmol/L，甘油三酯＞1.70 mmol/L)以及一級親屬早發心血管病家族史(男性＜55歲，女性＜65歲)。按照Duke危險分層將其分為冠心病低度可能組(可能性為1%～30%)、中度可能組(可能性為31%～70%)和高度可能組(可能性為71%～99%)[8]。

掃描前獲得患者或其家屬知情同意，充分交代注意事項，訓練患者呼吸。

1.2 320排CT冠狀動脈血管成像

(1)成像技術。為獲得理想的冠狀動脈成像，檢查前測量心率，對安靜狀態下心率＞80次/min者舌下含服?-受體阻滯劑(倍他樂克)降低心率。肘中靜脈留置20 G套管針，采用雙通道高壓注射器，以流速4.5～5.5 ml/s注入60 ml非離子型對比劑優維顯(370 mgI/ml)后以相同速率注入0.9%氯化鈉注射液30 ml。采用東芝Aquilion one 320排動態容積CT機進行檢查。掃描范圍自氣管隆突下1 cm至心臟膈面下，采用Sure start對比劑示蹤技術自動模式觸發，設定左心室水平降主動脈觸發閾值為200 Hu。掃描模式為volume采集，球管轉速為0.35 s/圈，容積數據采集范圍160 mm。管電壓為80～120 kV，管電流為350～550 mA。所有患者均采用前瞻性心電門控，心率＜70次/min時采集時相為70%～80%，心率≥70次/min時采集時相為R-R間期35%～80%。

(2)圖像重建。將原始數據傳至Vitrea FX 3.1后處理工作站。瀏覽機器自動重建的最佳收縮期或舒張期圖像，利用最清晰的一期圖像進行軸位重建，層厚0.5 mm，以此時相數據進行最大密度投影(MIP)、多平面重建(MPR)、曲面重建(CPR)和容積再現(VR)重建。行電影模式顯示。

(3)圖像分析。所有圖像均由2位有經驗的放射科醫師進行盲法分析，均不了解患者的臨床資料，如果雙方觀點不一致，則由其討論后得出共同結論。根據4點等級標尺將冠狀動脈圖像質量分為4級[9]。1級為極好，清晰的血管輪廓，無運動偽影；2級為好，有較小的運動偽影和血管邊緣略模糊；3級為中等，中等的運動偽影和中度的血管模糊，血管結構連續；4級為差，嚴重的運動偽影和重度的血管模糊并有血管重影或不連續。

根據“心臟冠狀動脈多排CT臨床應用專家共識”將冠狀動脈分為4支15個節段[10]。冠狀動脈硬化性斑塊被定義為至少在兩個掃描平面顯示冠狀動脈壁存在清晰可辨的不同于管腔和圍繞血管心外脂肪的異常結構。根據組成又將斑塊分為鈣化斑塊(calcified plaque，CP)、非鈣化斑塊(non-calcified plaque，NCP)和混合斑塊(mixed plaque，MP)3類，NCP定義為斑塊的密度值高于周圍軟組織的密度而低于管腔的密度，CP定義為斑塊密度值高于管腔的密度值，如果斑塊中鈣化成分所占體積＜25%則歸為NCP；鈣化所占體積＞75%則歸為CP；鈣化所占體積在25%～75%定義為MP[11]。在患者無論何支血管的何節段，只要存在冠狀動脈節段狹窄≥50%，即認為該患者有梗阻性病變[10]。冠狀動脈粥樣硬化斑塊按管腔擴張或縮窄分為PR和NR。參考血管內超聲(IVUS)的標準確定重構指數(RI)，RI=病變處血管橫截面積÷(病變處近端正常血管面積+遠端血管面積)÷2[12]。RI＞1.10為PR，RI＜0.95為NR。RI=0.95～1.10為無重構。再將斑塊分為偏心性和同心性，偏心性指斑塊偏于管壁一側，未累及血管全周，造成管腔偏心性狹窄；同心性指斑塊累及血管全周，造成管腔環狀狹窄[10]。

1.3 統計學方法

所有數據采用SPSS 17.0統計軟件進行統計學分析，單因素計數資料分析用x2檢驗，多因素分析使用Cox比例風險回歸模型，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

719例患者的圖像質量均可用于診斷，其中1級434例，2級231例，3級54例；共3067個節段發現斑塊，其中DM組2055個節段，無DM組1012個節段。

DM組和無DM組危險因素的基線特征見表1。兩組患者比較，其DM組吸煙的百分率低于無DM組(x2=4.141，P＜0.05)。DM組患高血壓的百分率低于無DM組，但差異無統計學意義(x2=0.299，P＞0.05)。DM組合并高血脂和一級親屬早發心血管病家族史的百分率高于無DM組，其差異有統計學意義(x2=4.544，x2=3.897；P＜0.05)。DM組Duke危險分層低度可能組低于無DM組(x2=6.472，P＜0.05)，中度可能組與無DM組相似，其差異無統計學意義(x2=0.877，P＞0.05)，高度可能組明顯高于無DM組，其差異有統計學意義(x2=6.956，P＜0.05)。

表1 兩組的基線特征[例(%)]

DM組和無DM組累及的分支特點見表2。兩組患者比較，DM組單支病變的百分率低于無DM組，其差異有統計學意義(x2=5.434，P＜0.05)；DM組2支病變的百分率高于無DM組，但無統計學意義(x2=0.912，P＞0.05)；3支和4支病變的百分率高于無DM組，3支病變的差異有統計學意義(x2=4.887，P＜0.05)。

DM組和無DM組冠狀動脈受累節段血管管腔重構和形態學特征見表3。DM組PR高于無DM組，其差異有統計學意義(x2=6.215，P＜0.05)。兩組NR和無重構相似，差異無統計學意義(x2=1.044，P＞0.05)。DM組NCP和MP百分率明顯高于無DM組，其差異無統計學意義(x2=2.067，P＞0.05)。DM組和無DM組CP節段相似，兩者比較差異無統計學意義(x2=2.067，P＞0.05)；DM組NCP低于無DM組其差異有統計學意義(x2=5.116，P＜0.05)；DM組MP高于無DM組其差異有統計學意義(x2=4.415，P＜0.05)。DM組梗阻性狹窄斑塊高于無DM組其差異有統計學意義(x2=4.214，P＜0.05)。DM組偏心性狹窄百分率與無DM組相似，兩者比較差異無統計學意義(x2=0.256，P＞0.05)。

表2 兩組累及的分支特點[例(%)]

表3 兩組冠狀動脈受累節段血管管腔重構和形態學特征[例(%)]

基于節段的DM組和無DM組在多因素Cox比例風險回歸模型分析中，只有PR與DM有關，且呈正相關，危害比HR5.61(2.11～14.71，95% CI，P＜0.001)。

3 討論

DM患者發生冠心病相關事件的危險性與已知冠心病患者一樣高。有研究認為，DM等同于冠心病[13]。有文獻報告了DM與冠心病的關系以及冠狀動脈硬化性斑塊的組成和形態學特征[1-3，13]。然而，這些研究大多基于侵襲性的血管內超聲技術，基于CCTA的研究則很少，尤其是受累節段血管管腔重構的報告尚不多見。

本研究的兩組病例的年齡和性別組成相似，差別無統計學意義，其研究結果更為可靠。基線特征DM組合并高血脂和一級親屬早發心血管病家族史的百分率明顯高于無DM組，而吸煙的百分率明顯低于無DM組，合并高血壓的百分率兩者相似。與文獻中的研究稍有不同[1-3，13]。采用Duke危險分層顯示DM組為易患人群，尤其是在高度可能組明顯高于無DM組。

Canpolat等[1]的104例DM和257例無DM患者CCTA結果，顯示DM組的2支病變和3支病變均高于無DM組。本研究顯示，DM組單支病變的百分率明顯低于無DM組，2支病變的百分率相似，而3支和4支病變的百分率明顯高于無DM組。與黃靜涵等[14]的冠狀動脈造影和Hong等[2]的血管內超聲結果相似，DM冠狀動脈病變以多支病變更常見。除血糖增高、胰島素抵抗和高胰島素血癥外，DM患者還有合并更多冠心病危險因素的傾向，如高血脂、家族史和高血壓。這些因素共同的作用導致了冠狀動脈病變更廣泛。

通常認為1個冠狀動脈節段狹窄≥50%，即為梗阻性狹窄[10]。梗阻性狹窄動脈后壓力明顯下降，導致心肌的低灌注。影響壓力階差的因素除了狹窄的嚴重程度外，還有狹窄的長度和有無多處狹窄有關，狹窄越重、越長和前后多處狹窄，壓力下降越明顯，其遠心端發生缺血和梗死的機會越多。本研究顯示，DM組平均受累節段高于無DM組，并且梗阻性斑塊亦高于無DM組，提示其發生冠心病相關事件的危險性高。與以前的使用侵入性冠狀動脈造影和尸檢分析研究一致，均顯示DM患者有較高的動脈斑塊負荷[2，15]。Hong等[2]的422例急性冠脈綜合征血管內超聲顯示，DM組的斑塊負荷明顯高于無DM組。Burke等[15]報道心源性猝死者的冠狀動脈組織病理學表現，發現66名DM者的動脈斑塊總數和動脈遠端負荷明顯高于66名無DM者。

本研究兩組患者CP百分率近似，DM組的NCP百分率低于無DM組，而MP百分率高于無DM組。Pundziute等[3]報告DM組的NCP和CP明顯高于無DM組，認為可能DM血管病變的迅速進展導致了NCP的形成，并快速發展為CP，而MP的發生相對較低。Ibebuogu等[16]61例DM患者和355例無DM患者對照研究顯示DM患者更傾向發生MP，否定了上述觀點。然而，Yun等[17]的結果顯示，DM組總斑塊、CP、NCP以及MP的百分率均高于無DM組。這些斑塊組成的不同可能與研究的人口、患者的癥狀以及DM的類型、病程和藥物使用有關。

斑塊的組成對于預測冠心病的進展，尤其是急性冠狀動脈事件非常重要。通常CP被認為很少引起急性冠狀動脈綜合征，而NCP和MP則更多引起急性冠狀動脈事件，尤其是MP[10]。Hong等[2]的血管內超聲結果顯示，DM組的斑塊表現出更多易碎性特征，包括更大的壞死脂核、更多的薄纖維帽斑塊以及更高的炎性標記物水平。Pundziute等[3]的有關斑塊組成的CTCA與血管內超聲對比研究顯示，與CP和NCP相比薄纖維帽斑塊更常見于MP，這種斑塊有著更高的引起急性冠狀動脈綜合征的破裂傾向。本研究顯示，DM組MP百分率高于無DM組提示DM可能更多地與急性冠狀動脈事件有關。Lin等[18]報道，MP與心肌灌注異常有關。

單因素分析顯示，MP、梗阻性斑塊以及PR與DM組相關，而CP、NCP、非梗阻性斑塊、NR、以及無重構兩組相似。而多因素Cox比例風險回歸模型分析顯示僅PR與DM組相關。

通常認為血管重構是彈力型動脈粥樣硬化過程中血管的幾何形態對血管損傷產生的一種適應性變化，表現為血管腔和(或)壁比例的改變，分為正性和負性重構。正性重構可以延緩血管狹窄的進程，避免冠狀動脈血流灌注量的下降，但由于斑塊擁有更大的液性脂核及更多的巨噬細胞，斑塊破裂的可能性增大；而負性重構可見壓縮性的外膜纖維化和增厚。雖然負性重構的血管病變狹窄程度更重，但是斑塊卻相對穩定[12-13]。本研究證實，CCTA能很好地顯示冠狀動脈的血管重構現象，且DM與PR呈正相關。

DM冠狀動脈病變的特點是傾向于多支病變，其硬化斑塊多發且以MP多見，更多表現為血管梗阻性病變，尤其是PR預示有更高發生急性冠狀動脈事件的可能性。

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Assessment on 320-rows coronary computed tomography angiography differences in morphology of coronary atherosclerotic plaques and vascular remodeling in diabetes and non-diabetes

DONG Xin, QIN Chong, SHI Wen-wei, et al// China Medical Equipment,2014,11(3):62-66.

Objective:To assess differences in morphology of coronary atherosclerotic plaque and vascular remodeling as detected by 320-rows coronary computed tomography angiography between patients with and without diabetes mellitus.Methods:We compared coronary atherosclerotic plaques and vascular remodeling between 232 diabetic patients and 487 non-diabetic patients who underwent 320-rows coronary computed tomography angiography (CCTA) for the evaluation of chest pain and coronary artery disease screening.Results:Patients with diabetes had a lower prevalence of single vessel lesion(x2=5.434, ＜0.05), a similar 2 vessels lesions(x2=0.912, P＜0.05), and a higher prevalence of 3 (x2=4.887, P＜0.05)and 4 vessels lesionsas compared to patients without diabetes. Segment-based single factor analysis showed that MP, obstructive plaque, and positive remodeling had a higher prevale with diabetes as compared without diabetes(x2=4.214, x2=4.415, x2=6.215; P＜0.05, respectively). Segment-based Cox proportional hazards models analysis showed that only positive remodeling were positively correlated with diabetes(r=5.61, P＜0.001).Conclusion:Patients with diabetes have a higher prevalence of multiple vessels lesions, MP, and positive remodeling as compared to patients without diabetes. It is possible that they have a higher morbidity of acute coronary events.

Diabetes mellitus; Tomography, X-ray computed; Coronary artery disease; Plaque; Positive remodeling

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.03.022

1672-8270(2014)03-0062-05

R812

A

2013-10-28

①解放軍第309醫院放射科 北京 100091

*通訊作者：dongxin1963@sina.com

董莘,男,(1963- ),本科學歷，主任醫師。解放軍第309醫院放射科，從事CT、MRI影像診斷工作。