冠狀動脈CT血管造影聯合心肌應變預測冠狀動脈斑塊患者發生主要不良心臟事件的價值研究*

尹小花 徐 榮 程 韜 王迎春 周 慧*

冠狀動脈CT血管造影聯合心肌應變預測冠狀動脈斑塊患者發生主要不良心臟事件的價值研究*

尹小花①徐 榮②程 韜①王迎春①周 慧①*

目的：探討冠狀動脈CT血管造影(CCTA)和四維斑點跟蹤超聲心動圖(4D-STE)對冠狀動脈斑塊患者主要不良心臟事件(MACE)的預測價值。方法：選取209例接受CCTA檢查發現有冠狀動脈粥樣硬化斑塊的患者，參照“中國心血管病預防指南”進行臨床危險分層。分析患者CCTA圖像，定量評定冠狀動脈管腔狹窄程度并分級。采集4D-STE圖像，測量其應變指標，評價左心室壁活動度。隨訪病例MACE發生情況，建立預測MACE的三個模型：CCTA分級(model 1)、CCTA分級＋4D-STE指標(model 2)和CCTA分級＋4D-STE指標＋臨床危險分層(model 3)，評估三個模型對MACE的預測效能。結果：隨訪結束時，46例患者(占22.0%)發生MACE。臨床危險分層、CCTA分級和4D-STE指標的Cox回歸模型分析顯示，CCTA分級預測MACE的價值明顯高于4D-STE和臨床危險分級(HR=12.39)。三個模型受試者工作特性(ROC)曲線下面積(AUC)分別為0.842、0.924和0.940，聯合模型model 2和model 3的AUC明顯大于model 1，model 2和model 3，與model 1比較差異有統計學意義(Z=0.0975，Z=0.144；P＜0.001)，model 2與model 3的AUC比較差異無統計學意義(Z=0.0465，P＞0.05)。結論：CCTA和4D-STE聯合使用可以獲得更高的預測效能，為心血管病防治的規范化提供依據，可以在臨床推廣使用。

冠狀動脈CT血管造影；四維心肌應變；危險因素；主要不良心臟事件；粥樣硬化斑塊

心血管疾病是致殘和過早死亡的主要原因之一，且發病年齡呈年輕化趨勢[1]。臨床上傳統的心血管疾病危險評估方法是臨床評估表，如Framingham危險評分、全球急性冠狀動脈事件注冊(global registry of acute coronary events，GRACE)危險評分、心肌梗死溶栓(thrombolysis in myocardial infarction，TIMI)危險評分等，被廣泛推薦用于冠心病危險分層的患者中[2-4]。中國缺血性心血管病綜合危險度評估表是根據中國人群疾病特點制定的適合中國人群的心血管病綜合危險度評估工具，具有簡便、快捷的優點，能夠較好地反映國人發生心血管病的綜合危險[5]。各種臨床評估表使用方便、快捷，但臨床證實其預測的準確性不夠高，對于臨床癥狀不典型、心電圖無特征性表現時常低估發病風險[6]。冠狀動脈造影(coronary artery angiography，CAG)被認為是診斷冠狀動脈狹窄的金標準，但不能直接顯示可能導致主要不良心臟事件(major adverse cardiac events，MACE)的不穩定斑塊，且有一定的創傷性及潛在危險性，不能方便地用于臨床篩查[7]。

冠狀動脈CT血管造影(coronary computed tomography angiography，CCTA)可以提供豐富的冠狀動脈解剖信息，其顯示冠狀動脈管腔狹窄可以與CAG媲美[8]。四維斑點跟蹤超聲心動圖(four dimensionalspeckle tracking echocardiography，4D-STE)是一項評價室壁運動的新技術，能客觀、準確及定量評價心肌的局部收縮和舒張功能，在靜息狀態下即能觀察到冠狀動脈疾病所致的心肌缺血區域，對臨床心血管疾病的診治有很大幫助[9]。本研究應用CCTA和4D-STE對冠狀動脈斑塊患者分別從冠狀動脈解剖和左心室功能方面進行心血管病風險評估，探討兩種影像學方法聯合在MACE發病風險預測中的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2013年1月至2015年8月在上海市嘉定區中心醫院接受CCTA檢查的209例冠狀動脈粥樣硬化斑塊患者，其中男性125例，女性84例；平均年齡(62.9±8.3)歲；身體質量指數(body mass index，BMI)23.6±3.7。本研究為前瞻性研究，通過了嘉定區中心醫院倫理委員會審核，所有入選患者均簽署CCTA檢查知情同意書及臨床試驗知情同意書。

1.2 納入與排除標準

(1)納入標準：①冠狀動脈粥樣硬化斑塊患者；②因胸痛、胸悶等疑似冠心病癥狀急診或門診就診。

(2)排除標準：①嚴重心律失常，包括頻發早搏、房顫等；②心肌炎患者；③冠狀動脈支架植入、旁路移植手術等心臟手術史患者；④肝腎功能不全或有對比劑過敏史；⑤重度肺氣腫、肺纖維化及其他換氣功能不良無法屏氣；⑥CCTA圖像質量4分，評估受限者。

1.3 儀器與材料

(1)CCTA掃描采用Philips Brilliance 64排螺旋CT掃描儀(美國Cleveland)進行掃描；應用GE Vivid E9型彩色超聲診斷儀(挪威Horten)采集4D-STE圖像，采用ECHO-PAC 110.1.2版本左室定量軟件進行分析。

(2)對比劑采用非離子型對比劑碘帕醇370 mgI/ml (上海博萊科信誼藥業公司)，心臟容積數據重組采用Philips獨立工作站提供的冠狀動脈分析軟件完成。

1.4 檢查方法

1.4.1 臨床危險因素收集

收集傳統的冠心病危險因素包括年齡、性別、吸煙情況、血壓、身體質量指數(body mass index，BMI)、空腹血糖和血總膽固醇數據。

1.4.2 掃描方法

CCTA圖像掃描參數：管電壓120～140 kV，管電流800～840 mAs，依體重而定。掃描層厚為0.9 mm，矩陣512×512，螺距0.2，視野150 mm。常規行前瞻性心電圖(electrocardiogram，ECG)門控冠狀動脈鈣化積分掃描并確定冠狀動脈成像的上、下界。增強掃描采用人工智能觸發掃描系統，監測平面設定于氣管隆突下1 cm層面，感興趣區域(region of interest，ROI)設于降主動脈，觸發閾值設定為120 HU，密度達到預設值時，心臟容積掃描自動觸發。

對比劑應用雙筒高壓注射器經肘靜脈注射，流速5.0 ml/s，注射總量50～80 ml。對于預掃描心率＞70次/min的患者，于檢查前30 min口服倍他樂克25～50 mg，待心率降至＜70次/min時再行掃描。

1.4.3 4D-STE圖像采集與圖像分析

心臟容積數據重組采用Philips獨立工作站提供的冠狀動脈分析軟件完成。按照R波后40%、45%、70%、75%時相進行重建，重建矩陣為512×512，選取血管顯示最為清楚的時相進行后處理。選取R波后75%時相，必要時某些節段綜合分析其他時相圖像。采用Philips獨立工作站提供的冠狀動脈分析軟件進行圖像后處理。顯示冠狀動脈整體形態及血管垂直方向的橫斷面，測定冠狀動脈三大主干及主要分支管腔狹窄程度。CCTA圖像由2名有經驗的放射科醫師獨立閱片，意見不一致時協商達成一致。

CCTA檢查后1周內采集4D-STE圖像。根據美國超聲心動圖學會指南規定的17分段標準，測定左室每個節段的應變值，取其平均值。

1.5 隨訪

所有病例每4個月隨訪一次，隨訪至2016年8月。隨訪方式采用門診隨訪或電話回訪。隨訪內容包括病例MACE發生情況及時間。MACE包括不穩定心絞痛、非致死性心肌梗死、心源性猝死和靶血管血運重建(溶栓、冠狀動脈搭橋手術和冠狀動脈支架植入手術)。通過查閱病歷或聯系患者的主管醫生來保證事件的真實性。發生MACE的病例終止隨訪。

1.6 評價指標

(1)臨床危險因素評估按照《中國心血管病預防指南》(2011版)MACE總體危險分層標準進行危險分層，分為低危、中危、高危和極高危4個等級[5]。

(2)CCTA分級評估采用Gensini積分系統定量評定血管狹窄程度[10]。狹窄程度分級標準：≤4分為1級，4～20分為2級，21～32分為3級，＞32分為4級。

(3)4D-STE測量指標包括：左室整體縱向應變(globallongitudinalstrain，GLS)、環周應變(globalcircumferentialstrain，GCS)、面積應變(global area strain，GAS)和徑向應變(globalradial strain， GRS)。

1.7 統計學方法

采用SPSS 17.0軟件包進行數據統計。連續變量記錄以均值±標準差(x-±s)表示，采用配對t檢驗，分類變量記錄為百分比(%)，應用卡方檢驗。不符合參數統計條件的數據及等級資料采用非參數檢驗方法進行分析。不同危險組別的事件發生率比較采用對數秩檢驗。采用ROC曲線評價不同危險分層方法預測MACE的價值。采用Cox回歸模型對臨床心血管病危險分層、CCTA分級及4D-STE指標進行生存曲線分析，并建立預測MACE的三個模型：CCTA分級(model 1)、CCTA分級＋4D-STE指標(model 2)和CCTA分級＋4D-STE指標＋臨床危險分層(model 3)。應用受試者工作特性(receiver opera-ting characteristic，ROC)曲線下面積(area under curve，AUC)評估三個模型預測MACE的效能。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 隨訪情況

隨訪期間共46例發生MACE，至隨訪結束163例病例始終未出現MACE。最早出現MACE的時間為128 d，其中不穩定心絞痛5例，非致死性心肌梗死3例，心源性猝死3例，行冠狀動脈支架植入術30例，冠狀動脈旁路手術5例。

2.2 臨床心血管病危險分層評估

(1)臨床心血管病危險分層預測MACE的ROC AUC為0.779，靈敏度和特異度分別為87.0%，63.2%(截斷值＞1，P=0.0001)。發生MACE患者與無MACE患者臨床心血管病危險因素BMI、收縮壓和總膽固醇指標比較差異有統計學意義(t=5.267，t=5.203，t=4.420；P＜0.05)，見表1。

(2)臨床心血管病危險分層評估結果顯示，發生MACE的患者低危、中危、高危和極高危分別有6例(占13.0%)、12例(占26.1%)、20例(占43.5%)和8例(占17.4%)；無MACE的患者低危、中危、高危和極高危分別有103例(占63.2%)、 25例(占15.3%)、30例(占18.4%)和5例(占3.1%)，兩者比較差異有統計學意義(x2=36.153，x2=2.845，x2=12.392，x2=12.619；P＜0.05)。

廣東農墾從新中國的橡膠墾殖事業走來，艱苦創業，改革創新，發展成為一二三產業融合發展的大型現代農業企業集團。行走阡陌，我們所見的膠園、蔗田、劍麻、乳業、果蔬、公園……正是廣東農墾國家戰略資源、城市安全食品兩大主業板塊和支持板塊在墾區的具體體現。產業集團和農場基地結成利益共同體，墾區集團化、農場企業化的改革，正在以“省農墾集團-產業集團和區域集團-子公司及農場基地公司”的組織形式在廣東農墾大地上連成一條線，擰成一股勁。

2.3 CCTA圖像分析

CCTA分級預測MACE的ROC的AUC為0.882，靈敏度和特異度分別為89.1%，79.8%(截斷值＞2，P=0.0001)。發生MACE的患者與無MACE的患者CCTA冠狀動脈狹窄程度比較顯示，MACE組冠狀動脈狹窄程度以3級、4級為主，無MACE的患者冠狀動脈狹窄程度以1級、2級為主，兩者同一等級1～4級間比較差異均有統計學意義(x2=18.063，x2=22.330，x2=24.660，x2=40.560；P＜0.05)，見表2。

2.4 4D-STE圖像分析

4D-STE的GLS、GCS、GAS和GRS指標預測MACE的ROC的AUC分別為：0.897、0.838、0.862及0.783。發生MACE的患者與無MACE的患者4D-STE的GLS、GCS、GAS和GRS的4項指標比較結果顯示，無MACE的患者各心肌節段應變幅度明顯高于發生MACE的患者，兩者各應變值比較差異均有統計學意義(t=9.868，t=6.904，t=9.169，t=-6.892；P＜0.05)，見表3。

2.5 臨床心血管病危險分層、CCTA分級及4D-STE指標對MACE的預測價值比較

臨床心血管病危險分層、CCTA分級及4D-STE指標預測MACE的Cox回歸模型分析結果顯示，CCTA分級預測MACE發病風險的價值最高，HR值為12.39，見表4。

表1 臨床BMI、收縮壓和總膽固醇指標危險因素比較(x-±s)

表2 臨床CCTA冠狀動脈狹窄程度分級比較 [例(%) ]

表3 臨床4D-STE的各項指標比較 (x-±s)

表4 臨床心血管病危險分層、CCTA分級以及4DSTE指標的Cox回歸模型分析

表5 三種模型的ROC曲線比較(%)

圖1 CCTA分級預測MACE的生存曲線

2.6 三種模型對MACE預測效能比較

三種模型的ROC曲線分析顯示，model 3曲線下面積最大。model 2和model 3兩種聯合模型預測MACE能力均明顯高于model 1，model 2和model 3分別與model 1比較差異有統計學意義(Z=0.098，Z=0.144；P＜0.05)，而兩種聯合模型之間model 2與model 3比較差異無統計學意義(Z=0.0465，P＞0.05)，見表5。

CCTA分級聯合4D-STE可以更準確預測MACE的發生，其三種模型預測MACE的ROC曲線比較如圖2所示。

圖2 三種模型預測MACE的ROC曲線比較

3 討論

CCTA可以清晰顯示冠狀動脈的精細結構及其毗鄰組織， 在冠狀動脈疾病的診斷中具有獨特的價值[8，11]。國際多中心的CONFIRM研究肯定了CCTA中有意義狹窄病變預測未來急性冠狀動脈事件的意義及無有意義狹窄排除未來事件的意義[12]。本研究結果顯示，CCTA分級具有較高的靈敏度(89.1%)和陰性預測值(96.3%)，與文獻報道一致[13]。CCTA分級＞2級的患者MACE發生率明顯升高，需引起臨床足夠的重視和更加密切的隨訪，與Abdulla等[14]的薈萃分析研究一致。

本研究發現CCTA的陽性預測值較低(55.4%)，可能高估MACE的發病風險。究其原因，由于冠狀動脈具有一定的儲備功能，管腔的長期狹窄可能形成豐富的側枝循環，從而減低患者心臟功能受損程度，一定程度上避免了心臟事件的發生。此外，冠狀動脈斑塊的鈣化成分可能在一定程度上影響管腔狹窄程度的判斷，從而高估發病風險[15-16]。國內外研究發現，CCTA檢查增加左室功能參數可以提高MACE的預測效能，聯合心臟功能評估可以降低假陽性率[17]。4D-STE是一項評價室壁運動的新技術，能客觀、準確地評價心肌的局部收縮和舒張功能，對臨床心血管疾病的診治有很大幫助[18]。本研究顯示，CCTA分級與4D-STE聯合模型達到了優勢互補的效果，獲得更高的預測效能。CCTA分級聯合4D-STE和臨床危險分層模型也有較高的預測效能，但與CCTA分級聯合4D-STE模型比較差異無統計學意義，相比而言，二聯預測模型在臨床上應用更為快捷有效，尤其對于不能行CAG檢查或早中期冠心病患者，可以方便有效地預測MACE的發病風險，有助于臨床醫生制定恰當合理的個體化防治方案，及時改變危險因素并適時進行臨床干預避免MACE的發生，從而節約醫療資源。

本研究為小樣本研究，有一定的局限性，隨訪時間有限，要獲得影像學指標在心血管病危險分層中的權重及制定影像學聯合方法進行危險分層的標準，還需要進一步的大規模多中心前瞻性隨機對照研究來隨訪觀察患者的預后轉歸。此外，CCTA除可以提供冠狀動脈狹窄信息外，還可以清晰顯示斑塊的范圍、位置、形態及分型并進行定量或半定量分析，這些信息對心血管病危險分層有明確的意義，本研究僅考慮了冠狀動脈狹窄對MACE的預測價值，在下一步研究中將納入豐富的斑塊信息以提高MACE的預測效能。同時，本研究所選病例均為有臨床癥狀的患者，由于CCTA檢查結果對患者和醫生采用盲法不符合倫理要求，因此在隨訪過程中不排除患者采取治療措施降低了心血管病危險因素從而低估了MACE的發病風險，故非盲產生的偏倚是不可避免的。

本研究在對CCTA和4D-STE在MACE發病風險預測中價值的初步探討中，采用兩種影像學方法聯合預測模型從血管結構和心室壁運動功能狀態兩方面評估MACE的發病風險，打破了單一影像學方法的局限性，實現多影像技術之間的優勢互補，為臨床醫生提供了一種無創、客觀和高效的MACE風險預測方法，以便有選擇性地通過一級預防改變危險因素或適時進行臨床干預減少MACE的發生，有效降低致殘率和病死率。

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A research on the value of CCTA combined with 4D-STE for prognosticating MACE of patients with coronary plaque/

YIN Xiao-hua, XU Rong, CHENG Tao, et al//
China Medical Equipment,2017,14(9):61-66.

Objective: To investigate the value of coronary computed tomography angiography(CCTA) combined with four-dimensional speckle tracking echocardiography (4D-STE) for prognosticating major adverse cardiac events(MACE) of patients with coronary plaque. Methods: 209 patients with atherosclerosis of coronary artery, who were diagnosed by CCTA, were implemented clinical risk stratification according to "Chinese Guidelines for Prevention of Cardiovascular Diseases". CCTA imaging was analyzed and the degree of coronary artery stenosis was quantitatively assessed and graded. 4D-STE images were collected and their dependent variables were measured, and the activity of left ventricular wall was evaluated. The occurrence of MACE was followed up. Besides, there were three models for prognosticating MACE were established: model 1(CCTA grading), model 2(CCTA grading combined with index of 4D-STE) and model 3 (CCTA grading combined with 4D-STE and clinical risk stratification). Finally, the efficiency of prognosticating for MACE of the three models were assessed as above results. Results: There were 46 patients (22.0%) had experienced the MACE at the end point of following up. The results of Cox regression model analysis for clinical risk stratification, CCTA grading and 4D-STE index indicated that the prognosticating value of CCTA grading was obviously higher than that of 4D-STE and clinical risk stratification(HR=12.39). The area under curve(AUCs) of receiver operating characteristic(ROC) among the three model groups were 0.842, 0.924, and 0.940, respectively, and the AUCs both of model 2 and model 3 were higher than that of model 1. And the differences of AUCs among the three models were significant(Z=0.0975, Z=0.144, P＜0.001), and the difference of AUCs between model 2 and model 3 was no significant(Z=0.0465, P＞0.05). Conclusion: The new modality of CCTA combined with 4D-STE can achieve higher prognosticating efficiency. It can provide a basis for the standardization of prevention of cardiovascular disease and is expected to be popularized in clinical practice.

Coronary computed tomography angiography; Four dimensional-speckle tracking echocardiography; Risk factor; Major adverse cardiac events; Atherosclerotic plaque

Department of Radiography, Shanghai Jiading District Central Hospital, Shanghai 201800, China.

1672-8270(2017)09-0061-06

R814.42

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.09.017

尹小花,女,(1982- ),碩士，主治醫師。上海市嘉定區中心醫院放射影像科，研究方向：心血管影像學。

2017-03-22

上海市衛生與計劃生育委員會科研項目(201440598)“64排CT冠狀動脈成像聯合四維心肌應變對主要不良心臟事件的危險分層評估”；上海市科委醫學引導項目(134119b2300)“STEMI再灌注治療后的危險分層和預后：心肌四維應變的近期和遠期研究”

①上海市嘉定區中心醫院放射影像科 上海 201800

②上海市嘉定區中心醫院超聲影像科 上海 201800

*通訊作者：zhouhui2809@hotmail.com