多排螺旋CT冠狀動脈成像冠心病診斷準確性的影響因素

肖沖沖 黃賢勝

(承德醫(yī)學院附屬醫(yī)院心內科，河北 承德 067000)

目前冠狀動脈CT成像(CCTA)已成為非侵入性診斷冠心病(CAD)醫(yī)療設備的重要組成部分〔1，2〕，但存在一定的局限性，如運動偽影、嚴重鈣化使其診斷準確性下降，與有創(chuàng)的冠狀動脈造影(CAG)相比，其時間分辨率也明顯受限〔3〕。2010年美國心臟病學院基金會(ACCF)聯合美國放射學院(ACR)、美國心臟協會(AHA)等多家權威機構共同發(fā)布了CCTA主要臨床應用價值及其限制〔4〕。本文就CCTA在CAD的診斷準確性方面的影響因素進行闡述。

1 呼 吸

掃描過程中腹式呼吸產生膈肌運動或身體移動，心臟會整體移位，導致冠狀動脈在重建時相出現中斷、移位，重建的圖像呈階梯狀或波浪狀。呼吸運動偽影與心臟搏動偽影的不同在于不僅心臟、冠狀動脈出現階梯狀偽影，胸壁、肋骨、肺紋理等也出現相似表現。Dey等〔5〕研究顯示呼吸運動偽影較少發(fā)生，僅占3.0%，但對圖像質量的影響大，可導致冠狀動脈血管不能評估。屏氣和病人配合對于成功行CCTA至關重要〔6〕，通常為平靜吸氣后屏氣，但不要過度吸氣，過度可致胸腔壓力增加，減少回心血量，升主動脈對比劑充盈不良，影響冠狀動脈顯影，吸氣70%～80%即可，屏氣5 s后開始掃描，同時應觀察受檢查屏氣后心率及心律變化。同時隨著技術的發(fā)展，多排螺旋CT的Z軸方向探測器排數的增加，掃描機架可在一次旋轉中獲得更大的覆蓋范圍。

2 心率、心率波動

心率快可致心動周期縮短，R-R間期縮短，心臟每搏輸出量相對減少，導致冠狀動脈內對比劑充盈不佳〔7〕。心動周期縮短，舒張期更為明顯，心臟相對靜止的時間相對縮短，心率60次/min，心臟舒張靜息期約250 ms，升至90次/min，則約150 ms，舒張靜息期時間窗明顯變窄，所需的相對靜止的圖像重建時間窗變小，可能影響冠狀動脈成像質量。研究顯示由于CT時間分辨率的受限，心率是CCTA的主要影響因素之一〔8，9〕。自1999年第1代4排螺旋CT用于心臟成像，到現在的64排螺旋CT(64 MDCT)，時間分辨率提高到83 ms〔10〕。眾多學者研究顯示高心率下，CCTA仍提供高質量的圖像，基本不受心率的限制〔11～13〕。但Giesler等〔14〕報道顯示隨著心率提高，不可評估的冠狀動脈隨之增加，當掃描的心率大于70次/min，檢測冠狀動脈狹窄病變的敏感度由62%降至33%，診斷準確性能降低。低心率下CCTA圖像質量更好，β-阻滯劑應用可降低和穩(wěn)定心率，從而有利于圖像質量〔14〕，心率降低同時又可減少掃描輻射量〔15～17〕。中國心臟冠狀動脈多層CT臨床應用專家共識建議：無論使用哪種CT設備，CCTA圖像質量低心率組(≤70 次/min)明顯好于高心率組(≥90次/min)，因此對于高心率者，在沒有藥物禁忌證情況下，需服用降心率藥物(舌下含服美托洛爾、氨酰心胺等)〔18〕。

Zhang等〔19〕研究顯示平均心率對CCTA診斷沒有影響，但心率波動對其影響有統計學意義。Leschka等〔7〕研究顯示減少心率波動可增加64 MDCT冠狀動脈成像的準確性，Dey等〔5〕研究表明心率波動所致的時相不匹配是心臟CCTA的主要偽影之一，僅次于鈣化偽影。患者進行CCTA檢查時由于緊張、對比劑所致的發(fā)熱、機器噪音等原因，可能出現心率波動，心率波動成為了目前多排螺旋CT(MSCT)冠狀動脈成像主要、難以克服的影響因素之一。分析可能原因：心率趨于平穩(wěn)，心臟規(guī)律的周期性運動，多個心動周期舒張期、收縮期相對恒定，R-R間期的重建時相匹配。當心率出現較大波動時，多個心動周期R-R間期延長、縮短相互不等，基于心電門控圖像重建技術，以某一固定的R-R間期比例選擇重建相位窗，所采集的重建圖像相位不匹配〔20〕，進而使最終重建的圖像質量顯著下降，從而對冠狀動脈病變情況、狹窄程度的評估產生影響；心率過于緩慢下心臟輕微的一次波動或心率突然發(fā)生波動(加快或者減慢)，都可能導致冠狀動脈隨心臟產生非常劇烈的運動，重建時導致血管顯示模糊，甚至出現中斷、錯層偽影，影響冠脈管腔的顯示。

總之，為了獲取更好的CCTA，提高其診斷準確性，應盡可能控制心率，減少心率波動。

3 鈣 化

冠狀動脈鈣化積分(CACS)的CT值0～100 HU為無、輕度鈣化，101～400 HU為中度鈣化，>400 HU為重度鈣化。以CAG為金標準，Meng等〔12〕基于冠狀動脈支數的研究，重度鈣化組特異度、陽性預測值、診斷符合率分別為79%、69%、85%，基于冠狀動脈節(jié)段數的研究其特異度、陽性預測值、診斷符合率分別為79%、55%、83%，顯著低于輕、中度鈣化組。Brodoefel等〔11〕研究顯示重度鈣化組特異度、診斷符合率低于其他兩組。嚴重的鈣化明顯干擾了MSCT對冠狀動脈疾病的診斷。Dey等〔5〕研究表明鈣化偽影為CCTA最常見的偽影。嚴重鈣化在CCTA上產生線束硬化，與周圍血管存在部分容積效應〔21〕，一定程度上影響了對冠狀動脈狹窄病變的評估，鈣化斑塊CT衰減值越高，對狹窄程度的評估影響越大。線束硬化效應是X線穿過較高密度物質時，其中能量低的光子很快被吸收，能量高的光子剩余，整個射線的能譜范圍變窄，射線能量偏高，在穿過其他組織時導致這些組織密度減低，冠狀動脈出現低密度影與冠狀動脈病變所致的對比劑充盈缺損難以相區(qū)別。容積效應是鈣化斑塊使管腔的密度異常升高，覆蓋或遮蔽部分或全部管腔。冠狀動脈鈣化與正性重構存在一定關系，在動脈粥樣硬化發(fā)展過程中，為容納斑塊血管向外擴張，管腔的橫截面積不變，血管的代償性擴張稱為正性重構。當斑塊面積超過40%時，管腔的橫截面積縮小，管腔出現真正的狹窄。鈣化是冠狀動脈正性重構主要決定因素之一。冠狀動脈正性重構在CCTA表現為斑塊致使管腔壁增厚向外膨隆，管腔無明確狹窄或擴張性改變，多見于冠脈病變?yōu)殁}化性斑塊。冠狀動脈存在鈣化病變，但冠狀動脈血管重構為正性重構時，則不一定出現有血流動力學的狹窄，這導致冠狀動脈狹窄的假陽性結果的增加。鈣化現象廣泛存在于嚴重的冠狀動脈粥樣硬化斑塊，冠狀動脈鈣化與斑塊負荷密切相關，意味著臨床預后差〔22〕，由于強烈預測CAD的存在，主觀上高估了冠狀動脈狹窄程度。

4 重建時相

重建時相是影響冠狀動脈成像的因素之一，恰當的冠狀動脈重建時相為MSCT的診斷準確提供了重要保障。掃描模式的不同，重建時相的選擇范圍不同。前瞻性觸發(fā)掃描為低劑量掃描，降低輻射劑量，但同時采集的數據為部分心動周期。通常選擇舒張期的某一時間段，在心臟舒張期冠脈的血流量大〔23〕。但相應的缺點，重建時相的時間窗縮窄，增加了冠狀動脈成像失敗的風險。回顧性心電門控技術根據同步的心電圖采集心臟整個心動周期的掃描數據，可以在R-R周期的任意時相進行圖像重建，提高了圖像質量。Achenbach等〔24〕通過電子束CT(EBCT)顯示三支冠狀動脈在心動周期的運動不同，最可能的原因是解剖上的不同，與左前降支相比，左回旋支和右冠狀動脈位于冠狀溝易受到心房的收縮產生實質性的移位；因此在心動周期的某一時相重建，三支冠脈不能同時最佳顯影。Kopp等〔25〕研究顯示不同冠狀動脈應對不同的時相進行重建，采用同一固定的重建相位窗不能提供各冠狀動脈的最佳成像；左主干在整個心動周期均可清楚顯影；左前降支最佳重建時相為舒張中期，即心動周期的60%～70%；與左前降支明顯不同，右冠狀動脈在一些患者的心動周期60%～70%重建幾乎不顯影，反而在舒張早期即心動周期的40%，甚至右冠狀動脈次級血管也可清楚顯影；左回旋支最佳重建時相為心動周期的50%。影像醫(yī)療人員對冠狀動脈進行多相位時間窗重建，確定最佳的重建時相，獲取高質量的圖像，提高診斷準確性很有必要。

5 性 別

Dickerson等〔26〕應用多層心臟血管CT(CCT)在未校正體表面積和左心室質量情況下，顯示左前降支和右冠狀動脈近端的橫斷面，女性和男性仍有差異。Sheifer等〔27〕通過冠脈血管內超聲(IVUS)，以左主干和左前降支的管腔面積為測量對象，得出女性左主干和左前降支的管腔面積小于男性，管腔面積小血管直徑就小，而冠狀動脈血管直徑對MSCT冠狀動脈成像后使用目測法來判定冠狀動脈狹窄程度至關重要。MSCT仍受空間分辨率的影響，冠狀動脈越粗、直徑越大，顯影效果越好，病變展現越清楚。有研究表明女性心率比男性稍快，同時，女性受檢者在接受冠狀動脈MSCT檢查時，更易緊張，甚至產生心率較大波動〔27〕。因此，性別是否會影響冠狀動脈MSCT成像的準確性值得研究。

6 其他影響因素

除此之外，冠狀動脈MSCT成像還受其他因素影響，如冠狀動脈支架情況、心臟起搏器、體重指數是否和管電壓、管電流相協調及對比劑的劑量及注射方案等。綜上，MSCT冠狀動脈成像目前已經成為非侵入性診斷CAD的主要檢查方法之一。但在圖像的質量、診斷準確性方面仍有一定限制。MSCT診斷準確性的提高，在遵守盡可能降低輻射劑量原則下，為保證圖像質量仍需控制心率、減少心率波動、不能過分肥胖、良好的屏氣、身體制動、個體化掃描及提高放射科從業(yè)人員的技術能力等。