1. 引言
冠状动脉计算机断层血管造影(Coronary Computed Tomography Angiography, CCTA)相较于有创的冠状动脉造影(Coronary Artery Angiography, CAG)具有创伤小、检查时间短的优势[1]。近些年，随着技术的发展，CCTA对冠状动脉狭窄的阴性预测值很高，还可检测斑块的定量和定性特征，预测未来心血管事件的风险，已成为临床诊断CAD的首选无创检查[2]。然而，冠状动脉钙化(Coronary Artery Calcification, CAC)的晕染效应和光束硬化伪影会影响诊断准确性，由于钙化斑块及金属支架产生的硬化伪影，对评估冠状动脉管腔狭窄程度造成了干扰，导致狭窄程度被过分评估或无法评估[3]。双能量CT目前已广泛应用于临床，采用多能谱(双能/多能)成像技术能更精准地实现物质分离(如钙、碘、尿酸)，提升了分析斑块成分、定量心肌灌注及虚拟去钙化能力等[4]。
本文拟通过冠状动脉双能量扫描及后处理去除钙化斑块，CT双能减影技术与常规冠状动脉CTA重建结果并对比冠状动脉造影(CAG)，探讨双能减影CTA技术评估重度冠脉钙化患者斑块狭窄程度的应用价值。
2. 临床资料
选取2022年4月到2023年9月济宁市第一人民医院临床疑诊或确诊冠心病受检者。所有受检者均行双能量CCTA检查(Dual-Energy Coronary Computed Tomography Angiography, DE-CCTA)，且60天内行导管法冠状动脉血管造影(CAG)检查的患者53例。其中男性42例，女性11例，年龄40~84岁。参照美国心脏病学会基金会及美国心脏协会《冠状动脉钙化积分危险分级指南》[5]，纳入研究的冠状动脉钙化斑块要符合钙化积分 > 400，钙化积分为重度。本研究经济宁市第一人民医院伦理委员会批准(审批号：KYLL202308-127)。
排除标准：① CT图像质量不佳。② 合并其他严重的心血管病变如：主动脉夹层、先天性心脏病等；③ 冠状动脉支架置入者。
3. 检查方法
(一) 双能量CCTA检查
采用德国西门子Somation Definition Flash CT机，受检者采用仰卧位，检查前口服美托洛尔控制心率(60~80 bpm/s)，进行充分的呼吸训练。扫描起自气管隆突下至心脏膈面水平。
冠脉CTA扫描序列应用双能模式，扫描参数设定为：管电压分别为100 kV、Sn150 kV，自动管电流，回顾性心电门控，重建最佳舒张期及收缩期图像。对比剂流速为4.5~5.5 ml/s，高压注射器经肘静脉依次注入50~70 ml的对比剂碘海醇(350 mgI/ml)及40 ml生理盐水。采用对比剂示踪法自动触发扫描(CT值 > 100 HU)。扫描范围为气管隆突下至心脏膈面。根据重建方法的不同分为A、B两组，A组选用最佳期相融合图像，B组将双能数据一同调入双能软件(Dual Energy)中，得到双能减影图像(去骨、去钙化)，管腔值直径计算狭窄程度。参照美国心脏病学会建议的冠状动脉树18段分段法[6]进行冠状动脉节段分段，仅评估LAD、LCX及RCA直径 ≥ 1.5 mm、管壁钙化伴管腔狭窄的冠状动脉节段。CTA图像由两名工作8年以上的影像诊断医师独立诊断获得，二者意见不统一时，由二者协同进行再次评估直至达成一致。
(二) 冠状动脉造影(Coronaryangiography, CAG)仪器
采用GE Innova 3100-1Q血管造影机，以Seldinger技术经患者右股动脉或桡动脉开展穿刺置管操作，遵循不同体位多角度原则采集图像，对充盈效果较好的图像进行分析。结果由两位经验丰富的心内科专家独立诊断获得，意见不同时通过协商取得一致。
(三) 图像质量评分
图像质量采用Likert评分法：0分，图像质量差，管壁被过度去除，伪影较为严重，无法诊断；1分，较差，管壁显示欠佳，局部伪影，较难诊断；2分，良，管壁显示较好，个别层面出现伪影，大部分层面满足诊断要求；3分，优，管壁连续，无伪影；2分以下的病例不纳入统计范围。
(四) 统计学分析
应用SPSS 25.0统计学软件进行统计分析。计数资料以例数(%)表示。采用Kappa检验评价两实验组和CAG结果的一致性，其中分为一致性高(0.75~1.00)、较好(0.60~0.74)、中等(0.40~0.59)、差(<0.40)。采用Pearson检验评价两种后处理技术与CAG评价冠状动脉狭窄的相关性。评估两组重建方法对冠脉钙化斑块导致管腔狭窄程度的诊断效能。P < 0.05为差异具有统计学分析意义。
结果
53例患者的159支冠状动脉，通过双能量减影去骨技术重建处理后，右冠状动脉图像满足诊断率为94.3%，前降支图像满足诊断率为90.6%，回旋支图像满足诊断率为92.4%，由此可见RCA图像满足诊断率最高，LAD、LCX满足诊断率略低，所得冠状动脉图像整体满足诊断率为92.5%，见表1。
根据以上结果，53例患者159支血管中共检出满足双能量CTA诊断要求的冠状动脉147支，其中1支CAG未进入，12支CTA和CGA均未检测到斑块及狭窄，最终共计134支入组进行分析。CAG诊断轻微狭窄4段、轻度狭窄37段、中度狭窄32段、重度狭窄53段及闭塞8段；标准后处理诊断轻微狭窄1段、轻度狭窄12段、中度狭窄35段、重度狭窄72段及闭塞14段，双能量减影去骨后处理诊断轻微狭窄8段、轻度狭窄30段、中度狭窄39段、重度狭窄55段及闭塞2段，见图1。其中以CAG诊断为重度狭窄及闭塞为标准，标准重建组诊断灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为86.9% (53/61)、54.8% (40/73)、61.6% (53/86)、68.8% (33/48)，ROC曲线下面积为0.708 (95% CI: 0.62~0.797)，双能量减影组灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为82% (50/61)、93.2% (68/73)、90.9% (50/55)、86.1% (68/79)，ROC曲线下面积为0.876 (95% CI: 0.809~0.942)，见图2。标准重建组与CGA对冠状动脉狭窄检出结果的Kappa = 0.204 (P < 0.001)，提示一致性差；双能量减影组与CGA结果的一致性较好，Kappa = 0.63 (P < 0.001)。减影去骨后处理重建图像与CAG间相关性较高(r2 = 0.763, P < 0.01)，标准后处理重建图像与CAG间相关性显著低于前者(r2 = 0.429, P < 0.01)。
Table 1. Diagnostic adequacy rate of CT dual-energy subtraction images
表1. CT双能量减影图像满足诊断率
分段 |
评分 |
合计 |
图像满足诊断率(%) |
3 |
2 |
1 |
0 |
RCA |
22 |
28 |
1 |
2 |
53 |
94.3 |
LAD |
29 |
19 |
3 |
2 |
53 |
90.6 |
LCX |
27 |
22 |
2 |
2 |
53 |
92.4 |
合计 |
78 |
69 |
6 |
6 |
159 |
92.5 |
Figure 1. Images from standard post-processing CCTA, dual-energy subtraction CCTA, and coronary artery angiography
图1. 标准后处理CCTA、双能量减影CCTA及冠状动脉造影图像
Figure 2. ROC curve analysis for predicting severe stenosis and occlusion in the standard reconstruction group and the dual-energy subtraction group
图2. 标准重建组和双能量减影组在预测重度狭窄及闭塞的ROC曲线分析
4. 讨论
近年来，多种双能量CT扫描仪相继问世。双能量CT成像技术利用不同物质在不同能量下X线的物质衰减系数不同，实现不同物质的相互分离，将钙从血管壁中去除，而碘对比剂保持不变，更准确地量化狭窄[3] [7] [8]。减影冠状动脉CT血管成像技术具有图像质量高、可消除线束硬化伪影的干扰等优点，通过去除钙化斑块和金属支架，对血管腔的显示更佳，显著提高冠脉成像的图像质量及诊断的准确性[9]。
本次采用减影技术得到去除钙化斑块的减影图像，全部159支血管的图像质量总满意率为92.5%，可以满足日常工作需求。本研究发现，在冠状动脉不同分支中，右冠状动脉(RCA)的图像满足诊断率最高(94.3%)，而前降支(LAD)和回旋支(LCX)的满足诊断率略低，与相关研究结果类似[3]。既往研究显示，随着病变部位向远端延伸，错位发生率呈现上升趋势[10]。右冠状动脉沿房室沟走行的解剖结构，导致其运动位移幅度较大，加之房室运动不同步产生的运动伪影，可能是右冠状动脉错位发生率较高的原因[11]。此外，部分冠状动脉在不同R-R间期阶段仍能清晰显示(右冠状动脉40%；左回旋支50%；左前降支60%~70%)。本研究中，重建时主要选取了75%的R-R间期作为相位基准，该参数对左前降支更为适用[12]。未来需开展更多研究以减少重建伪影，提高双能量减影技术的成功率。
相关文献报道，标准重建CTA诊断为严重钙化斑块中，约有38.7%~50%的节段被判定为无诊断意义[10]，通过减影技术，消除造影剂增强以外的高密度区域以及相关伪影，将会使评估管腔变得更容易[13]。本研究中证实，双能量减影组对于重度及闭塞病变的诊断准确率和特异度分别为82%、93.2%，其特异性显著优于标准组，结果显示标准重建存在较严重的假阳性问题，即容易将轻、中度的狭窄过度诊断为重度狭窄或闭塞，而这一情况通过双能量重建得到较好的解决。如图1所示，74岁的女性患者，在标准后处理CCTA显示LAD近段中度狭窄，双能量减影CCTA显示管腔轻微狭窄，与CAG结果一致。本研究结果中诊断一致性和相关性显示，双能量减影组均优于标准重建组，表明冠状动脉双能量减影技术在诊断管腔狭窄方面有较好的应用价值，有助于提高医师的诊断信心。
综上，本研究证实，冠状动脉CT双能减影技术可以在一定程度上解决严重冠状动脉钙化患者因钙化斑块导致狭窄评估不准确的问题，对冠心病的精准诊疗具有较好的应用价值。
基金项目
2023年济宁市重点研发计划项目(双源CT双能量减影技术在评估严重钙化冠状动脉狭窄程度的应用研究(编号：2023YXNS074))。