冠脈CTA心肌血流指數(shù)診斷鈣化斑塊相關冠心病的臨床意義

熊青峰， 馬小靜， 陳艷， 吳洋， 許娟， 張?zhí)穑?何俊， 劉整

冠狀動脈鈣化斑塊是冠心病事件發(fā)生的獨立預測因子[1]，可導致冠脈管腔狹窄，降低心肌血流灌注，繼而誘導心肌重構[2]，并啟動心肌微循環(huán)血流量的調節(jié)[3]。目前評價心肌微循環(huán)的方法還不能廣泛應用于臨床[4-7]。盡管心肌微循環(huán)阻力指數(shù)是評價心肌微循環(huán)的金標準，但是，當冠狀動脈完全擴張時，冠脈壓力與血流量并不成比例[8]；而測量冠狀動脈血流儲備的可重復性不高，容易受到心肌微血管條件、靜息狀態(tài)血流量、心肌重構以及灌注壓等諸多因素的影響[8]。雖然臨床中已將冠狀動脈CT血管成像(coronary CT angiography，CCTA)作為中低危風險的冠心病疑似人群的首選檢查手段，但由于鈣化斑塊的存在，應用受到一定受限。盡管鈣化積分或CT新技術的應用可以提高對冠心病的診斷準確性，但增加了輻射劑量[9-12]。國內有學者對鈣化斑塊進行了體模研究，發(fā)現(xiàn)使用雙源CT單能量技術可減少鈣化斑塊暈狀偽影干擾，但以鈣化模型為其金標準，應用到存在個體差異的不同患者可能存在一定局限性[13]。由于心肌有效灌注量主要由動脈舒張壓和灌注時間決定[14-15]，而灌注時間主要取決于心率[16]，灌注量與心肌微循環(huán)容量相適應[17]。因此，本次課題引入心肌血流指數(shù)，將心肌循環(huán)系統(tǒng)假設為一個擁有動脈入口與靜脈出口的密閉容器，由于靜脈壓力極低，將舒張期主動脈壓作為心肌灌注壓，將心肌質量及體重指數(shù)作為阻力要素，綜合考慮性別和年齡的差異，通過分析心肌血流指數(shù)(myocardial blood flow index，MFI)在診斷鈣化斑塊病變相關有意義缺血中的臨床意義，旨在進一步提高CCTA對冠脈病變的診斷水平。

材料與方法

1.病例選擇

回顧性搜集2018年2月-2018年12月在本院門診首診疑似冠心病、GRACE院內死亡風險評分為低危、行CCTA檢查的570例患者的病例資料，從中篩選出圖像質量優(yōu)秀、CCTA檢查發(fā)現(xiàn)嚴重的冠狀動脈管壁鈣化斑塊、且隨后行侵入性冠狀動脈造影(invasive coronary angiography，ICA)檢查的94例患者作為研究對象(圖1)。94例中男50例，女44例，年齡(63.3±9.31)歲。納入標準：臨床疑似冠心病門診首診病例；行CCTA檢查發(fā)現(xiàn)左冠狀動脈前降支、或回旋支、或右冠狀動脈近中段管壁嚴重鈣化(即鈣化斑塊超過50%管腔面積[18]，或鈣化斑塊長徑超過20 mm)，且圖像質量佳；入院一周內接受冠狀動脈造影檢查。排除標準：ST段抬高型急性心肌梗死；陳舊性心肌梗死合并室壁瘤；既往行經(jīng)皮冠狀動脈介入治療或冠狀動脈搭橋術；碘劑過敏；不能憋氣；心律明顯不齊；心率小于60次/分或大于85次/分；腎功能不全(血肌酐大于13.6 mg/L)；痙攣性支氣管哮喘；Ⅱ～Ⅲ度房室傳導阻滯；冠狀動脈非鈣化斑塊；年齡小于30歲或大于75歲；瓣膜病；高血壓病心肌肥厚(舒張末期左室短軸乳頭肌水平室間隔厚度≥13 mm)；縮窄性心包炎。

2.CCTA掃描方法

使用Siemens Somatom Definition FLASH 二代雙源CT機。檢查前訓練呼吸并屏氣10 s。先采用前瞻性心電門控行常規(guī)心臟CT平掃，掃描范圍為氣管分叉以下10 mm處至心臟膈面。隨后行CCTA檢查，注射對比劑歐乃派克(流率3.9～4.3 mL/s，用量40～50 mL)和30 mL生理鹽水(流速3.0 mL/s)。使用對比劑示蹤技術，在主肺動脈窗層面降主動脈管腔內選擇感興趣區(qū)監(jiān)測CT值，觸發(fā)閾值為120 HU，延遲4 s自動啟動掃描，獲取心肌早期血流灌注信息。掃描參數(shù)：前瞻性心電門控，120 kV，自動毫安秒，層厚0.75 mm，層間距0.4 mm，心臟標準算法B26f。重建期相為35%～75% R-R間期，將所有成像數(shù)據(jù)傳入工作站，應用飛利浦公司冠脈血管成像后處理軟件進行分析，采用最大密度投影(MIP)、多平面重組(MPR)和曲面重組(CPR)技術進行圖像后處理，篩選出圖像質量最佳者用于分析冠狀動脈病變及狹窄程度，并進行左室心肌容積的測量。

圖1 病例篩選流程圖。

3.圖像分析和參數(shù)測量

采用美國心臟協(xié)會冠狀動脈改良分段方法，由3位高年資影像專業(yè)醫(yī)師分析CCTA圖像，對冠狀動脈15個主要節(jié)段進行評價，測量狹窄近端正常血管直徑(vessel diameter，VA)和狹窄段血管直徑,按照公式(1)計算冠脈血管的狹窄程度(stenosis rate，RCCTA)：

(1)

當鈣化斑塊遮蓋管腔無法評價時，歸入管腔疑似重度狹窄(狹窄率>50%)。

采用上臂式家用智能全自動血壓測量儀測量患者安靜狀態(tài)下的舒張壓(diastolic pressure，DP)，測量并記錄心率(heart rate，HR)，均間隔10分鐘測量3次，取平均值。測量和記錄每例患者的身高(height，H)、體重(weight，W)。應用飛利浦公司圖像后處理軟件，計算收縮末期左心室心肌容積(mL)，乘以心肌密度(1.06g/mL)，得到左心室心肌質量(mass，M)；由平均心率推算出心動周期(time，T)，T=60/HR；進而得出心肌灌注時間(perfusion time，PT)，即PT=5×T；根據(jù)身高及體重計算體質指數(shù)(body mass index，BMI)，按照公式(2)計算MFI：

(2)

并采用性別和年齡對MFI進行矯正：男性和女性患者的年齡分別以60和55歲為閾值，每增加5歲，MFI值減少0.015。如女性患者63歲，HR為75次/分，DP為78 mmHg，BMI為26 kg/m2，心肌質量為147 g，則MFI=(5×60/75)×78/(147×26)- 0.015×2=0.048[19]。

由三位從事心血管疾病影像診斷的高年資醫(yī)師根據(jù)鈣化斑塊的形態(tài)特征來判斷管腔狹窄程度[20]，意見不一致時經(jīng)協(xié)商達成一致意見。冠狀動脈管腔狹窄程度大于50%時即可導致心肌血流儲備功能減低[21]，管腔狹窄程度大于70%即可導致靜息狀態(tài)下心肌缺血[22]。因此，本研究中CCTA圖像上評估管腔重度狹窄的標準是狹窄程度>70%為管腔重度狹窄，>50%為疑似重度狹窄。由于標準差代表一組數(shù)據(jù)的離散程度，本研究中以所有患者MFI測量數(shù)據(jù)的2倍標準差為截斷值，低于該值即判斷為心肌缺血。

4.ICA檢查方法

使用Philips FD10數(shù)字平板血管造影機。經(jīng)橈動脈穿刺，采用Judkins法進行ICA檢查，常規(guī)多體位投照。所有患者術前服用常規(guī)劑量阿司匹林、替格瑞洛或氯吡格雷等抗血小板藥物，術中按常規(guī)劑量靜脈應用肝素，維持活化凝血時間(activated clotting time，ACT)為250～350 s。由3位臨床經(jīng)驗豐富的專業(yè)醫(yī)師獨立對ICA圖像進行分析和診斷，ICA診斷管腔重度狹窄的標準為狹窄程度大于70%。

5.統(tǒng)計學分析

使用SPSS 25.0軟件包進行統(tǒng)計學分析。計量資料以均數(shù)±標準差來表示，計數(shù)資料采用卡方檢驗。分析基于CCTA圖像判斷的血管狹窄程度RCCTA以及基于CCTA圖像測量和計算CCTA-MFI與ICA之間的相關性，并以ICA結果作為金標準，分析兩者診斷冠心病的準確性，并進行ROC曲線分析。以P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

結 果

ICA診斷為管腔重度狹窄者62例(65.96%)。RCCTA和CCTA-MFI與ICA診斷結果的相關系數(shù)r分別為0.4854(P<0.05)和-0.4351(P<0.05)，而RCCTA與CCTA-MFI之間相關系數(shù)r的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。ROC曲線分析結果顯示(圖2)，當兩者的截斷值分別為40%和0.110，診斷效能最佳，據(jù)此兩者判斷陽性病例分別為85和61例，以ICA為金標準，兩者診斷冠心病的敏感度分別為98.31%和81.54%，特異度為28.57%和82.76%，陽性預測值為69.88%和91.38%，陰性預測值90.91%和66.67%；診斷符合率分別為68.09%和81.91%，差異具有統(tǒng)計學意義(χ2=7.262，P=0.0070)；ROC曲線下面積分別為0.529和0.732，差異有統(tǒng)計學意義(Z=2.367，P=0.0179)。

圖2 RCCTA和CCTA-MFI診斷心肌缺血的ROC曲線。

圖3 男，48歲，不穩(wěn)定型心絞痛，行PCI治療。a)CPR圖像，顯示左冠狀動脈前降支近中段管壁重度鈣化斑塊(箭)；b)MIP圖像，顯示左冠狀動脈前降支近中段管壁嚴重鈣化斑塊(箭)，CCTA診斷管腔狹窄程度大于50%，MFI值為0.057；c)ICA圖像顯示前降支近段管腔狹窄程度達90%(箭)。圖4 女，55歲，不穩(wěn)定型心絞痛，采用藥物保守治療。a)CPR圖像顯示左冠狀動脈前降支近中段管壁嚴重鈣化斑塊(箭)；b)MIP圖像顯示左冠狀動脈前降支近中段管壁嚴重鈣化斑塊(箭)，管腔狹窄程度大于50%，MFI值0.117；c)ICA圖像顯示前降支中段管腔狹窄程度為60%(箭)。

62例管腔重度狹窄患者中，27例(43.55%)成功實施經(jīng)皮冠狀動脈支架植入術(圖3)，2例(3.22%)行冠狀動脈搭橋術，術后患者心絞痛癥狀均明顯緩解；33例(53.23%)采用藥物進行保守治療(圖4)。

討 論

冠狀動脈管壁鈣化在臨床上十分常見，對鈣化斑塊客觀評估是實現(xiàn)臨床精準治療及改善患者預后的主要環(huán)節(jié)。有研究結果表明，對穩(wěn)定型心絞痛而言，經(jīng)皮冠狀動脈介入治療并不能降低其病死率[23]，而伴有阻塞性冠狀動脈疾病的心絞痛患者，當心外膜下冠狀動脈狹窄達到一定程度時，下游心肌內微循環(huán)血量明顯降低，可導致缺血事件的發(fā)生[24]，且常合并心肌微循環(huán)障礙[25]。因此推斷，心肌微血管病變與冠狀動脈狹窄之間具有密切關系，對伴有冠狀動脈管壁嚴重鈣化的冠心病疑似病例，重視對心肌微循環(huán)的研究可能是一個重要切入點。

對于管壁存在嚴重鈣化性病變者，雖然常規(guī)CCTA圖像對診斷冠脈狹窄的敏感性較高，但特異性差，判斷管腔狹窄程度的準確性不高[26]，應用明顯受限。運用新技術或新的重建方法可明顯提高CT對嚴重鈣化評價準確性[10-11]。本研究中引入與心肌微循環(huán)灌注直接相關的因素，包括灌注壓、灌注時間和心肌質量，同時考慮體質指數(shù)、性別、年齡等因素的個體差異，來計算心肌血流指數(shù)。本研究結果顯示常規(guī)基于CCTA圖像來判斷嚴重鈣化性病變導致冠脈管腔重度狹窄的敏感度很高(達98.31%)，但特異度差(僅28.57%)，診斷符合率也僅為68.09%；而采用新的計算方法，CCTA-MFI對心肌缺血的診斷敏感度和特異度分別為81.54%和82.76%，在診斷敏感性降低不明顯的情況下，特異性得到明顯提高，總體診斷符合率達81.91%，明顯高于常規(guī)CCTA圖像，兩者間的差異具有高度統(tǒng)計學意義(χ2=7.262，P=0.0070)。筆者認為CCTA-MFI診斷效能的提高，可能是由于引入了心臟生理學指標，能更加準確地反映心肌的供血情況，從常規(guī)基于CCTA圖像的形態(tài)學診斷提升至反映器官功能學信息。

本次研究結果顯示，RCCTA和CCTA-MFI值與ICA診斷結果(RICA值)間相關性不強，主要因為本次研究以直接顯示管腔解剖狹窄的ICA為金標準，而在評價嚴重鈣化斑塊時，由于暈狀偽影干擾，RCCTA常常無法準確識別管腔解剖狹窄，而CCTA-MFI也并不是直接評價管腔解剖狹窄的參數(shù)，只是在冠狀動脈嚴重鈣化病變伴有CCTA-MFI減低時，血管狹窄程度往往也比較嚴重，故結合CCTA-MFI值可明顯提高CCTA診斷冠心病的準確性。此外，CCTA-MFI的ROC診斷曲線也明顯優(yōu)于基于CCTA圖像的RCCTA(Z=2.367，P=0.0179)。

本次隨訪發(fā)現(xiàn)，62例管腔重度狹窄患者中，27例(43.55%)成功實施經(jīng)皮冠狀動脈支架植入術，2例(3.22%)行冠狀動脈搭橋術，術后患者心絞痛癥狀明顯緩解；另外33例(53.23%)患者行兼顧改善微循環(huán)的藥物保守治療，病情較穩(wěn)定。

綜上所述，MFI可明顯提高CCTA對冠狀動脈鈣化斑塊相關冠心病的診斷準確性，對管壁明顯鈣化且伴有MFI減低的冠心病疑似患者可能需要臨床積極干預。

(致謝：感謝武漢亞洲心臟病醫(yī)院蘇晞教授、鄢華教授，武漢大學中南醫(yī)院放射科徐海波教授，深圳大學總醫(yī)院吳光耀教授對本課題的大力幫助。)