冠狀動(dòng)脈周?chē)局狈綀D參數(shù)鑒別急性冠狀動(dòng)脈綜合征及穩(wěn)定性冠心病的價(jià)值初探

摘要

目的探討基于冠狀動(dòng)脈CT血管成像（CTA）圖像的冠狀動(dòng)脈周?chē)窘M織直方圖參數(shù)在鑒別急性冠狀動(dòng)脈綜合征及穩(wěn)定性冠心病中的價(jià)值。方法回顧性分析2013年至2018年蘇州九龍醫(yī)院的93例行冠狀動(dòng)脈CTA檢查患者的臨床資料及CTA圖像。其中39例為急性冠狀動(dòng)脈綜合征患者（急性冠狀動(dòng)脈綜合征組），54例為穩(wěn)定性冠心病患者（穩(wěn)定性冠心病組）。在狹窄冠脈周?chē)串?huà)感興趣區(qū)（ROI），取CT值范圍為-190~-30HU以剔除非脂肪組織。測(cè)量剔除非脂肪后的ROI的CT值，行直方圖分析，所獲參數(shù)包括平均值、中位數(shù)和第5百分位數(shù)、第10百分位數(shù)、第45百分位數(shù)、第55百分位數(shù)、第70百分位數(shù)、第95百分位數(shù)。比較兩組之間的直方圖參數(shù)的差異，隨后基于受試者操作特征（ROC）曲線分析，評(píng)價(jià)各參數(shù)鑒別急性冠狀動(dòng)脈綜合征和穩(wěn)定性冠心病的價(jià)值，并用逐步后退式的多元邏輯回歸分析進(jìn)行特征篩選并構(gòu)建最終的預(yù)測(cè)模型，繪制最終模型的ROC曲線并分析其價(jià)值。結(jié)果急性冠狀動(dòng)脈綜合征組與穩(wěn)定性冠心病組間平均值、中位數(shù)和第5、10、45、55、70、95百分位數(shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均<0.05）。其中中位數(shù)和第95百分位數(shù)的ROC曲線下面積均為0.73。通過(guò)多元邏輯回歸構(gòu)建的診斷模型的靈敏度為82.1%，特異度為89.1%，曲線下面積為0.90。結(jié)論冠狀動(dòng)脈周?chē)窘M織直方圖分析在鑒別急性冠狀動(dòng)脈綜合征和穩(wěn)定性冠心病中具有較高價(jià)值。急性冠狀動(dòng)脈綜合征病死率高，嚴(yán)重威脅人類的生命健康。有研究表明，血管內(nèi)炎癥是導(dǎo)致冠心病血栓形成、破裂的重要原因。目前血管內(nèi)炎癥的評(píng)估主要根據(jù)高敏感性C反應(yīng)蛋白和促炎性細(xì)胞因子等血液指標(biāo)，但這些指標(biāo)并不能直接反映動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)程，且無(wú)法確定斑塊易損性。侵入性冠狀動(dòng)脈造影（invasivecoronaryangiography，ICA）和冠狀動(dòng)脈CT血管成像（computedtomographyangiography，CTA）能提供冠狀動(dòng)脈的狹窄率等重要信息，但難以評(píng)估冠狀動(dòng)脈內(nèi)的炎癥情況。PET-CT能評(píng)估血管炎癥，但其輻射劑量較大、檢查費(fèi)較高，尚未普及推廣。冠狀動(dòng)脈受心外膜脂肪包繞，心外膜脂肪可以分泌脂肪因子和促炎癥反應(yīng)因子，參與動(dòng)脈粥樣硬化及血栓形成。研究表明，血管壁與脂肪之間的作用關(guān)系是雙向的，冠狀動(dòng)脈血管壁的炎癥反應(yīng)能影響冠狀動(dòng)脈周?chē)镜男纬膳c分化。最新一項(xiàng)研究表明，人類炎性血管壁釋放出來(lái)的介質(zhì)可以對(duì)血管旁脂肪組織發(fā)揮旁分泌效應(yīng)，通過(guò)阻止前體脂肪細(xì)胞分化為成熟脂肪細(xì)胞從而一定程度上改變其脂質(zhì)含量，最終在冠狀動(dòng)脈周?chē)綜T值上反映出來(lái)。本研究的目的是探討急性冠狀動(dòng)脈綜合征及穩(wěn)定性冠心病患者間冠狀動(dòng)脈周?chē)镜腃T值是否存在差異，從而為兩者的鑒別診斷提供依據(jù)。資料與方法一、臨床資料回顧性分析2013年至2018年于蘇州九龍醫(yī)院心內(nèi)科因急性冠狀動(dòng)脈綜合征入院的患者臨床影像資料（急性冠狀動(dòng)脈綜合征組）。另選取同期因體檢發(fā)現(xiàn)有冠狀動(dòng)脈狹窄的病例作為對(duì)照（穩(wěn)定性冠心病組）。急性冠狀動(dòng)脈綜合征組39例，年齡35~76（60±9）歲，男25例、女14例。穩(wěn)定性冠心病組54例，年齡46~79（60±8）歲，男35例、女19例。所有患者對(duì)檢查知情同意，本研究獲得醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。急性冠狀動(dòng)脈綜合征組納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）影像資料顯示清晰，冠狀動(dòng)脈內(nèi)對(duì)比劑充盈良好，未見(jiàn)明顯呼吸及搏動(dòng)偽影；（2）患者因急性冠狀動(dòng)脈事件入院；（3）患者入院后行冠狀動(dòng)脈CTA檢查并確診，之后3d內(nèi)行ICA，并且二者結(jié)果符合。穩(wěn)定性冠心病組入組標(biāo)準(zhǔn)：（1）影像資料顯示清晰，冠狀動(dòng)脈內(nèi)對(duì)比劑充盈良好，未見(jiàn)明顯呼吸及搏動(dòng)偽影；（2）患者由醫(yī)院健康體檢發(fā)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈狹窄，狹窄率為中度或重度；（3）患者隨訪符合穩(wěn)定性冠心病的定義。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）患者有過(guò)心臟搭橋手術(shù)史；（2）患者有感染性病變、心臟瓣膜病、先天性冠狀動(dòng)脈畸形、心律失常者；（3）腫瘤及嚴(yán)重肝腎疾??；(4)患者主要病變位于心肌橋處。二、儀器與方法采用640層CT，使用動(dòng)態(tài)容積掃描對(duì)患者行冠狀動(dòng)脈CTA檢查。掃描參數(shù)：管電壓120kV，管電流550mA。掃描范圍：氣管隆突至左膈肌下。選用非離子型對(duì)比劑碘普胺（含碘370mg/ml），以流率5ml/s注射60~80ml，后續(xù)追加注射40~50ml生理鹽水。監(jiān)測(cè)左冠狀動(dòng)脈開(kāi)口處的主動(dòng)脈，采用SureStart軟件智能觸發(fā)掃描，觸發(fā)閾值為180HU。采用VitreaFX軟件進(jìn)行圖像后處理，后處理方法包括容積再現(xiàn)（volumerendering，VR）、最大密度投影（maximumintensityprojection，MIP）（圖1，圖2）、多平面重建（multi-plannerreformation，MPR）及曲面重建（curvedplanarreformation，CPR）。對(duì)冠狀動(dòng)脈進(jìn)行整體重建，觀察冠狀動(dòng)脈解剖形態(tài)及病變的部位。圖1~4

急性冠狀動(dòng)脈綜合征患者1例，女，62歲，左冠狀動(dòng)脈前降支近段狹窄80%。圖1~4依次為容積再現(xiàn)（VR，圖1）、最大密度投影（MIP，圖2）、在曲面重建（CPR）拉直圖像上勾畫(huà)感興趣區(qū)（ROI，圖3）、保留-190~-30HU范圍后的ROI（圖4）圖5

普通CPR和拉直處理的CPR下勾畫(huà)的冠狀動(dòng)脈周?chē)酒骄鵆T值的Pearson相關(guān)性分析，相關(guān)系數(shù)r為0.7圖6

Bland-Altman分析顯示普通CPR和拉直處理的CPR下勾畫(huà)的冠狀動(dòng)脈周?chē)酒骄鵆T差值為-1.16（-18.69~16.37）HU圖7

急性冠狀動(dòng)脈綜合征患者1例，女，62歲，左冠狀動(dòng)脈前降支近段狹窄80%。圖7為ROI內(nèi)脂肪CT值灰度直方圖，脂肪CT值相對(duì)偏高，呈偏態(tài)分布圖8

穩(wěn)定性冠心病患者1例，男，68歲，左冠狀動(dòng)脈前降支近段狹窄79%。圖8為ROI內(nèi)脂肪CT值灰度直方圖呈近似正態(tài)分布圖9

直方圖參數(shù)鑒別急性冠狀動(dòng)脈綜合征與穩(wěn)定性冠心病的ROC曲線，中位數(shù)及第95百分位數(shù)的ROC曲線下面積均為0.73圖10

使用逐步后退式的多元邏輯回歸分析進(jìn)行特征篩選并構(gòu)建最終的預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)模型鑒別急性冠狀動(dòng)脈綜合征及穩(wěn)定性冠心病的ROC曲線，曲線下面積為0.90三、圖像分析由2名具有5年以上冠狀動(dòng)脈CTA診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師經(jīng)過(guò)培訓(xùn)后，使用ITK-SNAP軟件于CPR圖像及拉直處理的CPR圖像（圖3，圖4）上分別勾畫(huà)2組患者狹窄冠狀動(dòng)脈周?chē)窘M織，2名醫(yī)師各自完成所有勾畫(huà)工作。完成后進(jìn)行比對(duì)，大部分勾畫(huà)一致，不一致的經(jīng)過(guò)協(xié)商達(dá)成一致。具體勾畫(huà)方法：沿冠狀動(dòng)脈長(zhǎng)軸方向，在病變冠狀動(dòng)脈兩旁脂肪組織中各畫(huà)一矩形或類矩形感興趣區(qū)（regionofinterest，ROI），長(zhǎng)徑為冠狀動(dòng)脈病變長(zhǎng)度，短徑為病變處冠狀動(dòng)脈平均直徑。為剔除冠狀動(dòng)脈周?chē)募?、靜脈等非脂肪因素的干擾，ROI只包含CT值介于-190~-30HU的像素。急性冠狀動(dòng)脈綜合征患者取病變周?chē)窘M織，對(duì)照組取每例患者狹窄率大于50%的病變冠狀動(dòng)脈周?chē)窘M織進(jìn)行分析，穩(wěn)定性冠心病組為多發(fā)病變的，選取狹窄率最高的病變周?chē)窘M織進(jìn)行分析。勾畫(huà)后使用AK軟件（AnalysisKit，version3.2.0.R；GEHealthcare）自動(dòng)生成所勾畫(huà)的每例患者的冠狀動(dòng)脈脂肪CT值的灰度直方圖，提取直方圖參數(shù)，包括平均值（mean）、中位數(shù)（median）和第5百分位數(shù)（perc.5%）、第10百分位數(shù)（perc.10%）、第45百分位數(shù)（perc.45%）、第55百分位數(shù)（perc.55%）、第70百分位數(shù)（perc.70%）、第95百分位數(shù)（perc.95%）。為了使結(jié)果具有可重復(fù)性，使用Pearson相關(guān)分析及Bland-Altman分析評(píng)估普通CPR圖像和拉直后的CPR圖像之間，冠狀動(dòng)脈周?chē)酒骄鵆T值的相關(guān)性和一致性。四、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析本研究采用R統(tǒng)計(jì)軟件（version:3.5.0；http://www.R）。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料用±s表示，采用兩樣本t檢驗(yàn)，總體方差不齊時(shí)用校正t檢驗(yàn)；不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料用中位數(shù)（上、下四分位數(shù)）表示，以Wilcoxonrank-sum檢驗(yàn)比較兩組間的差異；計(jì)數(shù)資料采用頻數(shù)表示，采用χ2檢驗(yàn)。建立受試者操作特征（receiveroperatingcharacteristic，ROC）曲線，分析兩組之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的參數(shù)的鑒別診斷效能。將P<0.05的特征進(jìn)行單因素邏輯回歸分析，并用逐步后退式的多元邏輯回歸分析進(jìn)行特征篩選并構(gòu)建最終的預(yù)測(cè)模型，繪制最終模型的ROC曲線。使用Pearson相關(guān)分析及Bland-Altman分析評(píng)估普通CPR圖像和拉直處理的CPR圖像冠狀動(dòng)脈周?chē)酒骄鵆T值的相關(guān)性和一致性。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果一、臨床資料比較兩組間年齡、體質(zhì)量指數(shù)等臨床資料差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）（表1）。二、普通CPR圖像和拉直后的CPR圖像的相關(guān)性和一致性分析普通CPR圖像和拉直后的CPR圖像分別勾畫(huà)冠狀動(dòng)脈周?chē)綬OI并分析，二者相關(guān)系數(shù)r值為0.7（P<0.001），二者差值的95%CI為（-18.69~16.37）HU，平均差值為-1.16HU（圖5，圖6）。三、急性冠狀動(dòng)脈綜合征組和穩(wěn)定性冠心病組的直方圖參數(shù)比較使用AK軟件自動(dòng)生成每例患者普通CPR圖像所勾畫(huà)ROI的CT值的灰度直方圖。急性冠狀動(dòng)脈綜合征組冠狀動(dòng)脈周?chē)綜T值灰度直方圖呈偏態(tài)分布（圖7），穩(wěn)定性冠心病組冠狀動(dòng)脈周?chē)綜T值直方圖呈近似正態(tài)分布（圖8）。急性冠狀動(dòng)脈綜合征組與穩(wěn)定性冠心病組平均值、中位數(shù)和第5、第10、第45、第55、第70、第95百分位數(shù)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05，表2）。四、直方圖參數(shù)的ROC曲線分析將平均值、中位數(shù)和第5、第10、第45、第55、第70、第95百分位數(shù)進(jìn)行ROC分析，評(píng)價(jià)各直方圖參數(shù)鑒別急性冠狀動(dòng)脈綜合征與穩(wěn)定性冠心病的效能（表3），其中中位數(shù)和第95百分位數(shù)的曲線下面積較大（圖9），差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。將P<0.05的特征進(jìn)行單因素邏輯回歸分析，再使用逐步后退式的多元邏輯回歸分析進(jìn)行特征篩選并構(gòu)建最終的預(yù)測(cè)模型（表4），繪制最終模型的ROC曲線（圖10），曲線下面積為0.90，準(zhǔn)確度、靈敏度、特異度分別為86.2%、82.1%、89.1%。陽(yáng)性預(yù)測(cè)值、陰性預(yù)測(cè)值分別為84.2%、87.5%。討論冠狀動(dòng)脈周?chē)窘M織與冠狀動(dòng)脈管壁直接接觸，血管炎癥可通過(guò)旁分泌影響冠狀動(dòng)脈周?chē)?，進(jìn)而影響冠狀動(dòng)脈周?chē)驹贑TA上的CT值。有研究表明，冠心病患者病變周?chē)窘M織CT值與正常人存在差異[9]。本研究對(duì)冠狀動(dòng)脈周?chē)窘M織進(jìn)行直方圖分析發(fā)現(xiàn)，急性冠狀動(dòng)脈綜合征和穩(wěn)定性冠心病患者間冠狀動(dòng)脈周?chē)镜钠骄鵆T值差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），與針對(duì)冠狀動(dòng)脈周?chē)酒骄鵆T值的研究結(jié)果一致。本研究也通過(guò)直方圖參數(shù)，進(jìn)一步提示穩(wěn)定性冠心病患者冠狀動(dòng)脈周?chē)綜T值分布偏向正態(tài)分布，急性冠狀動(dòng)脈綜合征患者冠狀動(dòng)脈周?chē)綜T值則由于炎癥導(dǎo)致脂肪密度升高，從而CT值偏高呈偏態(tài)分布。直方圖得出的參數(shù)代表了不同范圍CT值的冠狀動(dòng)脈周?chē)镜南袼攸c(diǎn)分別占據(jù)的數(shù)量，不同百分位數(shù)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明在對(duì)應(yīng)區(qū)間內(nèi)，兩種冠心病患者冠狀動(dòng)脈周?chē)綜T值的分布存在差異。其中中位數(shù)、第95百分位數(shù)等對(duì)于鑒別診斷急性冠狀動(dòng)脈綜合征和穩(wěn)定性冠心病具有重要價(jià)值?；诙嘣壿嫽貧w構(gòu)建的預(yù)測(cè)模型，具有較高的預(yù)測(cè)精度，有望對(duì)急性冠狀動(dòng)脈綜合征患者的早期發(fā)現(xiàn)與預(yù)警提供影像學(xué)參考。鑒于ROI勾畫(huà)受重建方式的影響，本次研究分別對(duì)普通CPR圖像和拉直后的CPR圖像進(jìn)行冠狀動(dòng)脈周?chē)竟串?huà)和分析，并進(jìn)行了Pearson相關(guān)分析及Bland-Altman分析，證明二者之間具有較強(qiáng)的相關(guān)性和一致性，證明了方法的可重復(fù)性。ICA為診斷冠狀動(dòng)脈病變的"金標(biāo)準(zhǔn)"

，冠狀動(dòng)脈CTA對(duì)冠狀動(dòng)脈狹窄率診斷準(zhǔn)確率盡管受制于患者的呼吸心率配合以及影像醫(yī)師后處理及診斷經(jīng)驗(yàn)[12]，但因其相對(duì)無(wú)創(chuàng)、方便及有效，已成為冠心病篩查和診斷的重要手段。對(duì)冠心病患者而言，冠狀動(dòng)脈事件發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)度預(yù)測(cè)甚至比冠狀動(dòng)脈狹窄更為重要。冠狀動(dòng)脈CTA在診斷冠脈狹窄同時(shí)，可以通過(guò)冠狀動(dòng)脈周?chē)窘M織分析，判斷冠心病患者是否處于冠狀動(dòng)脈炎癥期，病情是否緊急。這是優(yōu)于ICA之處。急性冠狀動(dòng)脈綜合征起病急驟，如果不能及時(shí)開(kāi)通血管，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致死亡。但是斑塊破裂雖然是個(gè)急性突發(fā)的事件，引起斑塊形成最終導(dǎo)致破裂的炎癥因素卻是一個(gè)慢性過(guò)程。本次研究中冠狀動(dòng)脈周?chē)綜T值和冠狀動(dòng)脈事件的相關(guān)性這一結(jié)果表明，冠狀動(dòng)脈周?chē)镜腃T值及其分布特征，對(duì)冠狀動(dòng)脈炎癥和冠狀動(dòng)脈事件有較好的提示作用?？梢栽O(shè)想，對(duì)行健康體檢的冠狀動(dòng)脈CTA檢出有冠狀動(dòng)脈狹窄的人群而言，通過(guò)冠狀動(dòng)脈周?chē)镜腃T值，可以判斷冠狀動(dòng)脈是否處于炎癥期，從而一定程度上可以判斷冠狀動(dòng)脈狹窄患者斑塊的穩(wěn)定性，甚至可以預(yù)測(cè)冠狀動(dòng)脈無(wú)狹窄患者發(fā)