本文關(guān)鍵詞： 冠狀動脈狹窄 冠心病 心肌灌注成像 冠脈血管造影 計算機體層成像　出處：《南方醫(yī)科大學》2015年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：研究背景冠心病(coronary heart disease, CAD)已成為嚴重危害人類健康的常見病,2014年世界衛(wèi)生組織(World Health Organization, WHO)公布的全球死亡原因統(tǒng)計資料顯示,缺血性心臟病已經(jīng)成為人類首要死亡原因,2012年全球約740萬人死于該病。盡管在部分發(fā)達地區(qū)的發(fā)病率逐漸穩(wěn)定甚至有所下降,疾病負擔仍持續(xù)增長,這種增長將主要發(fā)生在中、低經(jīng)濟收入水平國家,而我國處于世界銀行的中、低收入國家分類行列。CAD導致心肌梗死、心功能衰竭甚至心源性猝死等急性心血管事件,是中老年人致殘、致死的最主要的病因之一,目前已成為全球人口死亡原因的首位。2012年我國城市居民心臟病死亡率為131.64/10萬,心臟病已成為我國城市居民死亡原因第2位,女性第1位。冠心病的本質(zhì)是冠狀動脈粥樣硬化,冠脈血流量減低,心肌需要得不到滿足而發(fā)生功能障礙,如果缺少及時、有效干預,將造成心肌缺血壞死。因此早期診斷并采取恰當?shù)姆乐尾呗?對減低冠心病的發(fā)病率、死亡率具有重要意義。全面了解冠脈形態(tài)學及心肌灌注改變的信息,對臨床評估CAD病情、制定個體化防治策略至關(guān)重要。傳統(tǒng)冠狀動脈導管造影(CAG)、核醫(yī)學等檢查都只能獲得解剖或功能單方面信息,CT冠狀動脈血管成像(CCTA)逐漸成為無創(chuàng)性評價冠脈解剖學改變的的重要影像手段,而CT心肌灌注技術(shù)(CTP)可用于評價CAD患者心肌灌注情況,靜息態(tài)下CTP由于無需多次掃描、輻射劑量小的特點,具有良好的臨床發(fā)展及應用前景。目前靜息態(tài)下CTP尚處于臨床研究階段,還沒形成公認的檢查和診斷標準。本研究利用640層容積CT靜息態(tài)下心肌灌注掃描,聯(lián)合CCTA評價慢性CAD患者冠脈形態(tài)學改變和心肌血流灌注情況的可行性。目的1、以傳統(tǒng)導管法冠狀動脈造影(CAG)為金標準,評價640層容積CT冠狀動脈造影(VCT-CCTA)診斷準確性。2、探討VCT前瞻性門控容積掃描模式進行靜息態(tài)下心肌灌注研究的可行性。3、探討冠狀動脈狹窄對靜息態(tài)下左室壁心肌透壁灌注指數(shù)(TPR)的影響。材料與方法1.640層容積CT冠狀動脈血管成像的診斷價值——與導管法冠脈造影的對照研究1.1一般資料選取我院2014年11月至2015年2月行640層容積CT冠脈造影者50例。入選標準：①均為臨床確診或可疑CAD患者,其中32例具有典型心絞發(fā)作癥狀,18例疑似心前區(qū)不適,癥狀持續(xù)2月；②所有病例無先天性心臟疾��；③無冠脈搭橋或冠脈支架植入史；④無VCT-CCTA、CAG檢查禁忌癥,如妊娠,心、腎功能衰竭,凝血功能障礙等；⑤所有患者在VCT-CCTA檢查后1-2周內(nèi)行CAG檢查,期間臨床癥狀未見明顯變化,未進行任何手術(shù)治療。以符合以上標準者作為研究對象,其中男性36例,女性14例,年齡35-75歲,平均年齡57.8±10.36歲�；颊弑救嘶蚣覍俸灪玫鈱Ρ葎┦褂弥橥鈺�。1.2檢查設備和方法檢查前禁食、水4-6h,12小時內(nèi)禁止攝入含咖啡因、茶等刺激性食物,冠心病受檢者檢查前24h停用β受體阻滯劑。常規(guī)測量心率、血壓、體重、身高,計算身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index, BMI)。對心率高于70次/min的受檢者在心內(nèi)科醫(yī)生指導下使用酒石酸美托洛爾片25-50mg,控制心率在60-70次/min。心率控制好后對患者嚴格進行呼吸訓練,囑患者平靜吸氣后屏氣,按指令呼吸。使用東芝公司Aquilion ONE 640層動態(tài)容積CT機,進行前瞻性ECG門控容積掃描,采集時相覆蓋心動周期60-80%。掃描參數(shù)如下：范圍自氣管分叉處向下至膈下1.5cm。管電壓1OOkV,管電流300-400mAs(根據(jù)受檢者BMI值及相應體型設定),層厚/層間隔=0.5/0.25mm,視野(field of view, FOV)180-220mm,探測器寬度160mm,機架旋轉(zhuǎn)1周時間0.35s。所有被檢者在冠脈積分掃描后進行VCT-CCTA檢查,雙筒高壓注射器(Stellant D,制造商：美國Medrad, Inc)右側(cè)肘前靜脈以5.0ml/s流率注射非離子型對比劑優(yōu)維顯50-70ml (320mgI/ml, 1.0-1.5ml/kg),注射完后再以相同的流率注射30m1生理鹽水沖管。Sure Start軟件智能跟蹤,胸升主動脈根部CT值達到150-180HU,手動觸發(fā)掃描。1.3 VCT-CCTA原始圖像后處理VCT-CCTA原始數(shù)據(jù)進行分析,質(zhì)量不滿意者根據(jù)ECG圖數(shù)進行重組,選擇冠狀動脈顯示最佳時相數(shù)據(jù)導入Toshiba Vitreal工作站進行三維重組。重組方法包括最大密度投影(Maximum intensity projections, MIP)、多平面重組(Multi planar reformation, MPR)、容積再現(xiàn)Volume rendering, VR)及曲面重組(Curved planner reformation, CPR)。結(jié)合軸位圖像,多角度觀察并篩選最佳冠脈圖像用于分析。1.4 VCT-CCTA圖像分析1.4.1圖像質(zhì)量評價標準參考Hong等的等級標準對圖像質(zhì)量進行劃分,5分為圖像質(zhì)量佳,冠脈邊界清晰、管腔顯示好,無運動偽影；4分為輕度偽影,冠狀動脈彎曲處少量運動偽影；3分為中度偽影；2和1分為基本不能診斷。本組研究選用質(zhì)量評分5分或4分的冠脈圖像進行分析。1.4.2冠狀動脈節(jié)段劃分采用美國心臟協(xié)會(American Heart Association, AHA)修訂的冠狀動脈15-16分段方法,對冠狀動脈樹進行統(tǒng)一評價。其中右冠狀動脈(Right coronary artery,RCA)分1-4、16段,分別為近、中、遠段和后降支(posterior descending artery,PDA)、左室后支(posterior branches of left ventricular, PLA);左冠狀動脈(Left coronary artery, LCA)分5段左主干、前降支6-10段分別為近、中、遠段及第一、二對角支；回旋支(Left circumflex, LCX)11-15段分別為回旋支近段、回旋支遠段及第一、二鈍緣支、回旋支左室后側(cè)支。對角支和鈍緣支有兩支以上者,僅分析最粗大的兩支。1.4.3冠狀動脈狹窄程度分級采用國際上通常采用的橫截面積計算法進行定量分級,血管狹窄的程度=(狹窄端近心端正常血管直徑-狹窄處直徑)/狹窄端近心端正常血管直徑×100%,狹窄程度分四級：正常(0%)、輕度狹窄(50%)、中度狹窄組(50%-75%)及重度狹窄組(≥75%)。同一血管節(jié)段多處病變以最嚴重處病變?yōu)闇�。由我�?位主治及其以上級別影像醫(yī)師采用雙盲法評價冠狀動脈的斑塊成分及病變狹窄程度。意見不同時以少數(shù)服從多數(shù)。診斷過程中,對于直徑1.5mm、因嚴重鈣化致血管腔無法顯示的冠脈段及三級及以上分支的冠脈段均不進行狹窄度的判斷。冠狀動脈顯示的方法包括原始橫斷面圖像及后處理MPR、MIP、VRT、CPR圖像,有爭議者最終的結(jié)果由兩人商議產(chǎn)生。1.5導管造影法及檢查資料使用PHILIPS公司生產(chǎn)的Integris Allura 12"和15"雙向C型臂系統(tǒng)INTEGRIS Allura Monoplane DSA儀,配備CCD數(shù)字成像系統(tǒng),懸吊式C臂和大視野的影像增強器(15inch或4野的12inch)。行左、右冠狀動脈常規(guī)造影,左冠狀動脈進行6個體位投照,右冠狀動脈進行2個體位投照。由兩位導管法冠狀動脈造影經(jīng)驗豐富的高年資醫(yī)師對雙側(cè)冠狀動脈各節(jié)段管徑進行雙盲評價,兩者結(jié)果不一致時,重新查看原始圖像商議決定。1.6統(tǒng)計學分析所有統(tǒng)計學處理均使用SPSS 20.0統(tǒng)計分析軟件包,檢驗水準α取0.05,P0.05認為有統(tǒng)計學意義。采用配對樣本非參數(shù)檢驗Marginal Homogeneity(McNemar檢驗針對多取值有序數(shù)據(jù)的推廣方法)比較VCT-CCTA和CAG對各節(jié)段病變診斷的差異；Kappa檢驗評價VCT-CCTA診斷結(jié)果與CAG的的一致性。分別以CAG診斷為標準,分析VCT-CCTA診斷冠狀動脈狹窄的敏感度、特異度及準確率。2.靜息態(tài)下心肌灌注技術(shù)評價慢性冠脈狹窄患者心肌缺血的可行性研究2.1一般資料收集2014年11月-2015年2月臨床可疑或確診CAD并于放射科接受640層CT心臟檢查者176例。納入標準：典型或不典型心絞痛患者,癥狀持續(xù)2月；平板運動試驗心電圖異常；確診冠心病。排除標準：心率過快(心率大于85次/分)或心率失常者；圖像質(zhì)量差、偽影較重不能用于診斷；陳舊性心梗；冠脈搭橋或支架植入術(shù)后；左冠脈優(yōu)勢型(本研究所采用冠脈17節(jié)段血流分布特點不適用于此類型)。正常對照組為VCT-CCTA未見確切異常者。入組被試男106例、女70例,年齡35-75歲,平均54.92±11.46。檢查前患者本人或家屬簽好對比劑使用知情同意書。2.2檢查設備及掃描方法同第一部分2.3圖像處理及分析2.3.1 CCTA圖像處理及分析同第一部分。2.3.2靜息態(tài)CTP圖像處理與分析原始數(shù)據(jù)根據(jù)ECG數(shù)據(jù)按1mm層厚、1mm層間距,間隔5%時相重組出心動周期60%-80%共5組數(shù)據(jù)并導入Toshiba Vitreal,應用工作站搭載的心功能分析軟件包(Cardial Functional CT)-CFA.3D獲取各個期相左心室長、短軸切面圖像,于左心室腔最寬的長軸位上調(diào)整心尖方向,同時將輪廓線分別調(diào)至二尖瓣瓣環(huán)及心尖水平,使心尖與左心室長軸處于同一直線上,左心室短軸切面逐層觀察軟件自動勾畫的左心室內(nèi)、外膜輪廓線是否有偏差,如有偏差進行手動校正,保證左心室內(nèi)、外膜面準確勾畫(肉柱及乳頭肌包括在心室腔內(nèi)),同時注意短軸面圖像上箭頭指向應垂直于室間隔。軟件自動確定5組數(shù)據(jù)的ES和ED,同時觀察軟件確定的ED期相圖像心肌是否存在偽影,如有偽影,可選取前或后5%期相,仍有偽影者,舍棄該病例。由于不是全心動周期掃描,ES沒有意義,僅選取ED圖像分析。以上由2位心臟影像診斷醫(yī)師進行獨立評估,有異議者協(xié)商確定。ED圖像導入工作站的心肌灌注分析軟件(clinical cardiac myocardial perfusion),軟件自動將心肌分為內(nèi)、中、外三層；通過計算各層心肌的平均密度值(attenuation density, AD),從而得出17個節(jié)段心肌的透壁灌注指數(shù)(transmural perfusion ratio, TPR=心內(nèi)膜下AD/心外膜下AD)。17節(jié)段模型：采用2002年美國心臟病協(xié)會(AHA)建議的標準左室切面,將左室分為4壁17區(qū)方法,該分區(qū)方法最符合心臟的解剖結(jié)構(gòu)及臨床需要,與臨床超聲和核素心肌灌注掃描等應用的方法也最為接近,有助于建立統(tǒng)一標準,方便臨床醫(yī)生對不同影像檢查結(jié)果之間的綜合分析與評價,同時也方便廣大學者對研究結(jié)果進行縱向及橫向?qū)Ρ�。RCA、LAD、LCX供血范圍分布如下：①RCA主要供血下壁及近下壁間隔壁,包括S3-基底部近下壁間隔壁、S4-.基底部側(cè)壁、S9-中部近下壁間隔壁、S10-中部下壁、S15-心尖部下壁。②LAD主要供血前壁、近前壁間隔壁及心尖,包括S1-基底部前壁、S2-基底部近前壁間隔壁、S7-中部前壁、S8-中部近前壁間隔壁、S13-心尖部前壁、S14-心尖部間隔壁、S17-心尖部。③LCX主要供血側(cè)壁,包括S5-基底部近下壁側(cè)壁、S6-基底部近前壁側(cè)壁、S11-中部近下壁側(cè)壁、S12-中部近間隔壁側(cè)壁、S16-心尖部側(cè)壁。分組及狹窄程度分級：分為右冠脈組、前降支組及左旋支組,根據(jù)VCT-CCTA分析結(jié)果每組分正常(0%)、輕度狹窄(50%)、中度狹窄(50%-75%)及重度狹窄(≥75%)四個級別。2.4統(tǒng)計學分析所有統(tǒng)計學處理均使用SPSS 20.0統(tǒng)計分析軟件包,檢驗水準α取0.05,P0.05認為差異有統(tǒng)計學意義。組間比較采用單因素方差分析(one-way ANOVA),先進行正態(tài)分布及方差齊性檢驗,方差齊者采用LSD法,方差不齊則進行Dunnett's T3檢驗。冠脈狹窄程度與相關(guān)分區(qū)TPR的相關(guān)性采用Spearman檢驗進行校正性別、年齡之后的偏相關(guān)分析。結(jié)果1、640層容積CT冠狀動脈血管成像的診斷價值——與導管法冠脈造影的對照研究1.1冠脈節(jié)段顯示情況：50例患者VCT-CCTA共顯示血管721段,其中正常血管和輕度、中度、重度狹窄分別為469、119、80、53段。CAG診斷正常、輕度、中度、重度分別為485、107、75、54段。LAD近、中段(6、7段)為病變最常累及,CAG診斷中、重度病變分別為13、12段(6)和13、10段(7)。1.2各血管節(jié)段VCT-CCTA診斷結(jié)果與CAG的比較1.2.1 VCT-CCTA診斷與CAG的差異性檢驗共有16段正常血管VCT-CCTA誤判為輕度狹窄,5段輕度誤判為中度,2段中度誤判為重度；共有3段將重度誤判為中度狹窄,1段中度誤判為輕度。各節(jié)段配對非參數(shù)檢驗統(tǒng)計量MH=1.000,0.001,0.001,1.414,1.414,1.000,1.000,0.001,1.414,1.732,1.000,0.001,1.414,1.414,1.000,1.000；P=0.317,1.000,1.000,0.157,0.157,0.317,0.317,1.000,0.157,0.083,0.317,1.000,0.157,0.157,0.317,0.317,診斷差異無統(tǒng)計學意義。1.2.2 VCT-CCTA診斷與CAG的一致性檢驗節(jié)段1-16Kappa檢驗P值依次為0.001,0.001,0.001,0.001,0.001,0.001,0.001,0.001,0.001,0.001,0.001,0.001,0.001,0.001,0.002,0.001; Kappa系數(shù)分別為0.963,0.938,0.904,0.864,0.891,0.973,0.973,0.908,0.925,0.817,0.962,0.884,0.922,0.766,0.762,0.913, VCT-CCTA對各節(jié)段的診斷結(jié)果與CAG一致性顯著。1.3、以CAG為金標準,VCT-CCTA診斷準確性評價1.3.1定義管腔狹窄為陽性,正常血管為陰性VCT-CCTA診斷1-16節(jié)段的準確率分別為98.00%,98.00%,98.00%,97.83%,98.00%,100.00%,100.00%,98.00%,95.83%,93.33%,100.00%,97.61%,100.00%,93.94%,93.33%,97.63%:Youden指數(shù)分別為96.88%,96.15%,97.37%,97.37%,97.44%,100.00%,100.00%,97.30%,93.55%,91,89%,100.00%,96.88%,100.00%,93.10%,92.31%,97.22%。1.3.2定義中、重度狹窄為陽性,正常血管和輕度狹窄為陰性VCT.CCTA診斷1-16節(jié)段的準確率分別為100.00%,100.00%,100.00%,97.83%,98.00%,98.00%,100.00%,100.00%,100.00%,100.00%,98.00%,97.62%,98.00%,100.00%,100.00%,100.00%。節(jié)段14、15的特異性為100%,真陽性、假陽性均為0。節(jié)段1-13、16的Youden指數(shù)分別為100.00%,100.00%,100.00%,97.67%,97.96%,96.00%,100.00%,100.00%,100.00%,100.00%,97.50%,83.33%,97.73%,100.00%。1.3.3以重度狹窄為陽性,正常和輕、中度狹窄為陰性VCT-CCTA診斷1-16節(jié)段的準確率分別為100.00%,98.00%,98.00%,100.00%,100.00%,100.00%,98.00%,98.00%,100.00%,100.00%,100.00%,100.00%,98.00%,100.00%,100.00%,100.00%。節(jié)段14、15的特異性為100%,真陽性、假陽性均為O。節(jié)段1-13、16的Youden指數(shù)分別為100.00%,66.67%,66.67%,100.00%,100.00%,100.00%,97.50%,66.67%,100.00%,100.00%,100.00%,100.00%,97.83%,100.00%。2.靜息態(tài)下心肌灌注技術(shù)評價慢性冠脈狹窄患者心肌缺血的可行性研究2.1、RCA、LAD、LCX正常組供血區(qū)域TPR值(x±s)分別為：1.17±0.08,1.19±0.12,1.14±0.06。冠脈狹窄程度加重,TPR值呈減低趨勢,重度狹窄組1.07±0.10,1.10±0.13,1.06±0.05。2.2、左室壁心肌灌注對RCA狹窄所致血流量減低敏感性較低,S9-中部近下壁間隔壁心肌灌注與RCA狹窄程度負相關(guān)(r=-0.513,P0.001)。2.3、LAD狹窄主要影響中間部和心尖部心肌灌注,且前壁比間隔壁更易受影響,S13-心尖部前壁、S7-中部前壁TPR與LAD狹窄程度負相關(guān)關(guān)系較密切(r=-0.568,-0.516；P0.001,0.001)。2.4、LCX狹窄主要影響基底部,S5-基底部近下壁側(cè)壁、S6-基底部近前壁側(cè)壁、S16-心尖部側(cè)壁及S11-中部近下壁側(cè)壁TPR與LCX狹窄相關(guān)關(guān)系較密切(r=-0.628、-0.560、-0.518、-0.507；P0.001,0.001,0.001,0.001)。2.5、整體而言,左心室心肌各節(jié)段TPR與供血冠脈狹窄程度呈負相關(guān)趨勢,重度狹窄影響明顯,輕度狹窄對TPR影響小。S5-基底部近下壁側(cè)壁、S6-基底部近前壁側(cè)壁及S13-心尖部前壁三個節(jié)段正常組和輕、中、重度狹窄組相互間TPR值具有顯著性差異。S3-基底部近下壁間隔壁、S7-中部前壁、S8-中部近前壁間隔壁、S9-中間部近下壁間隔壁、S14-心尖部間隔壁和S17-心尖在供血冠脈中、重度狹窄時,與正常組之間TPR差異有統(tǒng)計學意義。S4-基底部側(cè)壁、S10-中部下壁及S15-心尖部下壁等節(jié)段的TPR值僅重度狹窄與正常組之間存在顯著性差異。結(jié)論1、以血管節(jié)段為分析單位,VCT-CCTA對各節(jié)段冠脈狹窄診斷的準確率較高,且與金標準CAG一致性顯著。2、同一冠脈供血的不同心肌節(jié)段灌注對冠脈狹窄所致的血流量減低反應不同。左心室壁心肌TPR與供血冠脈狹窄間呈負相關(guān)趨勢,重度狹窄TPR降低明顯。兩者相關(guān)程度在不同節(jié)段有所差別。3、640容積CT前瞻性ECG門控靜息態(tài)下心肌灌注技術(shù)可以用于評價CAD患者心肌灌注改變。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：南方醫(yī)科大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R541.4;R816.2
，

本文編號：1551863