王俊人，孙 玉，李晓岗，邹明宇，杨本强*

(1.锦州医科大学中国人民解放军北部战区总医院研究生培养基地，辽宁 沈阳 110016；2.中国人民解放军北部战区总医院放射科，辽宁 沈阳 110016)

冠状动脉CT血管造影(coronary CT angiography, CCTA)诊断冠心病的阴性预测值已达95%～99%，广泛用于评估缺血性心脏病患者冠状动脉结构与功能[1]；但因冠状动脉钙化(coronary artery calcification, CAC)[2]可带来光束硬化伪影和部分容积效应等，对冠状动脉严重钙化(Agatston钙化积分>400)者不推荐CCTA[3]。减影CCTA(subtraction CCTA, sub-CCTA)通过将对比增强数据集与平扫数据集相减而去除CAC[4]，对评估冠状动脉管腔狭窄等具有重要价值[5-6]。本研究以侵入性冠状动脉造影(invasive coronary angiography, ICA)为标准，对比单次和两次屏气[4]sub-CCTA评估严重钙化冠状动脉狭窄的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性收集2020年10月—2021年3月中国人民解放军北部战区总医院60例临床疑诊冠心病患者，男45例，女15例，年龄37～87岁，平均(61.4±10.2)岁。纳入标准：①CCTA检查前通过连续屏气试验；②于CCTA检查后1个月内接受ICA； ③冠状动脉钙化Agatston积分>400；④基础心率≤65次/分或口服β受体阻滞剂(倍他乐克)后心率≤65次/分；⑤图像无明显运动伪影。排除既往有心脏手术史患者。根据CCTA扫描方式分为单次屏气组(n=32)及两次屏气组(n=28)。

1.2 仪器与方法 采用Canon Aquilion ONE Vision Edition第2代320排螺旋CT仪行CCTA检查，其探测器宽度160 mm，螺旋扫描层厚0.5 mm，旋转时间0.275 s，扫描范围自气管隆嵴至膈下2 cm。对单次屏气组先行冠状动脉钙化积分扫描，管电压100 kV，自动管电流技术，层厚3 mm，层间距3 mm；后行屏气平扫及对比增强扫描，于开始平扫时经肘静脉以流率3.5～5.0 ml/s注射对比剂碘佛醇(350 mgI/ml)30～60 ml，跟注30 ml生理盐水，于降主动脉设置监测靶点，触发阈值为180 HU，扫描期间连续屏气约20 s。对两次屏气组先行屏气平扫，采用Agatston方法[7]以平扫蒙片图像评估冠状动脉钙化积分；按上述方法注射对比剂后行屏气增强扫描，应用前瞻性心电门控单次搏动扫描模式，管电压120 kV，自动管电流，层厚0.5 mm，层间距0.5 mm；曝光时间均为R-R间期的70%～80%。记录有效辐射剂量(effective dose， ED)，即剂量长度乘积(dose-length product, DLP)×0.014[8]。

1.3 图像减影 以FC43算法及3D自适应迭代剂量减低(adaptive iterative dose reduction 3D, AIDR 3D)技术重建图像，层厚0.5 mm，层间距0.5 mm。应用体积CTA减影软件行减影处理，选取最佳心脏相位对2组CCTA数据集进行精确配准，先以非刚性配准方法将整个平扫图像体积与增强图像体积对齐，软件自动识别钙化病变；再于平扫数据集中识别钙化并行刚性配准[9]，将血管运动伪影最小化，获得移除了CAC并还原管腔真实状态的3D体积图像用于评估冠状动脉狭窄。

1.4 图像分析 将2组常规CCTA(conventional CCTA, con-CCTA)和sub-CCTA图像导入后处理工作站，生成多平面重建、最大密度投影及曲面重建图。由2名具有10年以上心血管影像学诊断经验的主治医师分别阅片，意见分歧时经协商达成一致。将冠状动脉分为17个节段[10]，针对严重钙化节段进行分析，观察其结构等。以4分制法[11]评估各目标节段图像质量：1分，图像质量差，无法评估；2分，图像质量较差，影响评估；3分，图像质量尚可，可以评估；4分，图像质量好，充分满足评估需要。遇存在局部伪影或因其他原因难以评估管腔时，将该节段归为不可评估(1分)。将1、2分图像归为非诊断性图像，3、4分者为可诊断性图像。在不知晓ICA结果的前提下定量评估目标节段的管腔狭窄程度，分别以管腔狭窄率<25%、25%～49%、50%～74%及≥75%为轻微、轻度、中度及重度狭窄，将不可评估节段归为重度狭窄[11]。

1.5 统计学分析 采用SPSS 24.0及MedCalc统计分析软件。以±s表示符合正态分布的计量资料，以中位数(上下四分位数)表示不符合者。采用Wilcoxon检验比较组内、Mann-WhitneyU检验比较组间CCTA图像质量评分。以McNemar检验比较2组CCTA可诊断性与非诊断性图像占比。以ICA结果为标准，绘制受试者工作特性(receiver operating characteristic, ROC)曲线，计算曲线下面积(area under the curve, AUC)，评估con-CCTA及sub-CCTA判断目标节段管腔狭窄率≥50%的效能。以加权Kappa系数评价con-CCTA及sub-CCTA判断目标节段管腔狭窄程度与ICA结果的一致性，Kappa≤0.20为一致性较差，0.20

2 结果

2组患者一般资料差异均无统计学意义(P均<0.05)，见表1。

表1 接受不同扫描方式CCTA患者一般资料比较

单次屏气组中，CCTA检出134个冠状动脉节段存在严重钙化，分布于左前降支、左回旋支、右冠状动脉主干及部分分支近、中及远段，con-CCTA图像质量评分为3.0(2.0，3.0)；其中46个节段(46/134，34.33%)图像为非诊断性，包括39个存在严重钙化及7个存在局部运动伪影；sub-CCTA图像质量评分为3.0(3.0，4.0)，高于con-CCTA(Z=-7.037，P<0.010)，而非诊断性图像血管节段(18/134，13.43%)较之减少(P<0.01)，均为配准不良伪影所致。ICA评估其中25个节段轻微、30个轻度、29个中度及50个节段重度狭窄；con-CCTA分别为16个、25个、40个及53个节段，sub-CCTA则分别为22个、31个、30个及51个节段；con-CCTA及sub-CCTA评估目标节段管腔狭窄程度与ICA结果的一致性分别为中等及强(Kappa=0.557、0.867，P均<0.05)。sub-CCTA评估单次屏气组血管节段管腔狭窄率≥50%的AUC为0.903，高于con-CCTA(0.780，Z=4.198，P<0.010)，见表2。

表2 con-CCTA及sub-CCTA评估冠状动脉节段管腔狭窄率≥50%的效能

两次屏气组中，CCTA共检出127个冠状动脉节段存在严重钙化，分布于左前降支、左回旋支、右冠状动脉主干及部分分支近、中及远段，con-CCTA图像质量评分为3.0(2.0，3.0)；其中51个节段(51/127，40.16%)图像为非诊断性，包括43个存在严重钙化和8个存在局部运动伪影；sub-CCTA图像质量评分为3.0(3.0，3.0)，高于con-CCTA(Z=-5.011，P<0.010)，其中25个节段(25/127，19.69%)因配准不良伪影呈非诊断性图像，明显低于con-CCTA(P<0.010)。ICA评估其中11个节段轻微、41个轻度、28个中度及47节段重度狭窄；con-CCTA分别为9个、34个、39个及45个节段，sub-CCTA则分别为10个、40个、32个及45个节段； con-CCTA及sub-CCTA与ICA结果的一致性分别为中等及强(Kappa=0.556、0.832，P均<0.05)。con-CCTA评估两次屏气组血管节段管腔狭窄率≥50%的AUC为0.767，低于sub-CCTA(0.898，Z=4.198，P<0.010)，见表2。

单次屏气sub-CCTA图像质量评分高于两次屏气(Z=-2.954，P=0.030)，而其评估血管节段管腔狭窄率≥50%准确率差异无统计学意义(Z=0.129，P=0.900)。见表2及图1、2。

3 讨论

受冠状动脉钙化所致光束硬化伪影和晕染伪影等因素影响，对冠状动脉严重钙化(Agatston积分>400)患者，CCTA难以准确评估其冠状动脉管腔，致冠状动脉狭窄假阳性率升高[2]。本研究通过单次及两次屏气方式采集CCTA后行减影去除冠状动脉钙化灶，以ICA结果为金标准，对比其评估严重钙化冠状动脉狭窄的价值。

本研究结果显示，sub-CCTA可成功去除钙化病变、清晰显示严重钙化的冠状动脉管腔。针对严重钙化冠状动脉节段，2组sub-CCTA中不可诊断性目标节段数量均较con-CCTA减少而图像质量提高；单次屏气组sub-CCTA图像质量评分高于两次屏气组，与后者配准不良伪影更多有关[4]，但通常不致使目标血管节段无法评估[12]，sub-CCTA诊断冠状动脉狭窄≥50%准确率组间差异无统计学意义。2组con-CCTA及sub-CCTA评估目标节段管腔狭窄程度与ICA结果的一致性均分别为中等及强，其中con-CCTA诊断目标节段管腔狭窄率≥50%的AUC分别为0.780及0.767，均低于sub-CCTA(0.903、0.898)，提示sub-CCTA评估严重钙化冠状动脉管腔狭窄程度效能更高。

320排螺旋CT可根据患者心脏缩小Z轴扫描范围，设置管电压低于120 kV，以减少辐射暴露[13]。第2代320排螺旋CT的旋转时间为0.275 s，时间分辨率有所提高；应用迭代剂量减低重建技术重建CCTA，可显著降低ED[4,12]。本研究调整单次屏气组扫描流程，降低管电压，组间ED差异无统计学意义。

为实现冠状动脉减影，精确配准至关重要。运动是导致配准不良伪影、影响sub-CCTA图像质量的重要原因。在心率较快或平扫及增强扫描时心率变异大者，sub-CCTA易出现配准不良伪影[14]。采集sub-CCTA有单次、两次屏气2种方式，单次法屏气时间较长，且须调整扫描流程，使ED增加，而多数冠状动脉高钙化积分患者年龄较大，可能合并阻塞性肺疾病等其他基础疾病[15]，使之难以长时间屏气；而以两次屏气法采集时，患者可在2次扫描中分别屏气，其缺点是配准相对较差。临床应根据患者情况善加选择。

综上，单次与两次屏气法sub-CCTA评估严重钙化冠状动脉节段狭窄程度效能相仿，而前者图像质量更佳。本研究的主要局限性：①为单中心研究，样本量小，且仅纳入扫描期间心率≤65次/分者；②未基于患者或血管层面进行分析。