冠脈造影三維重建定量分析(QCA)及最佳投照角度的研究.pdf

1、現(xiàn)在全球已經(jīng)有近1/4人口為心血管及相關(guān)疾病所威脅,最后有1/5的人口死于心血管相關(guān)疾病。據(jù)2008年世界衛(wèi)生組織《全球疾病負(fù)擔(dān)》報(bào)告,心血管疾病已經(jīng)成為當(dāng)前導(dǎo)致人類死亡的主因,并躍升到第1位,占全球總死亡人數(shù)的29％,其中每年因冠心病死亡人數(shù)是720萬。冠心病的治療主要包括藥物治療、經(jīng)皮冠脈介入治療(PCI)和冠脈旁路移植術(shù)(CABG)等。目前冠狀動脈介入治療仍是治療冠心病最主要的方法之一,并且呈現(xiàn)快速增長趨勢。在PTCA、裸支架時(shí)代

2、較高的再狹窄率和藥物支架時(shí)代各期支架內(nèi)血栓形成等都影響了介入治療的效果和對冠脈病變廣泛應(yīng)用。除了不斷改進(jìn)藥物支架技術(shù),如研發(fā)促進(jìn)內(nèi)皮愈合支架、生物可降解支架等促進(jìn)血管內(nèi)皮愈合、防止血栓形成、減少再狹窄,減少血運(yùn)重建率,也開始重視操作相關(guān)性因素對術(shù)后的影響,因支架貼壁不良或位置不當(dāng)、支架長短大小選擇不合適可顯著增加藥物支架內(nèi)血栓形成的風(fēng)險(xiǎn),增加血運(yùn)重建率和致死率。因此對冠脈造影的判讀和如何提供更準(zhǔn)確的信息指導(dǎo)PCI,減少操作性因素對術(shù)后的

3、影響是近幾年心臟病學(xué)介入領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)和重點(diǎn)。
　　 臨床實(shí)踐中,對冠狀動脈造影結(jié)果的判讀主要有兩種方法,一種是根據(jù)術(shù)者經(jīng)驗(yàn)?zāi)繙y法,是最常用的方法,一種是二維定量冠狀動脈造影(quantitativecoronaryangiograPhy,QCA)。兩種方法都可以達(dá)到對靶病變進(jìn)行判讀,可以明確冠狀動脈解剖和冠狀動脈的病變位置、長度、狹窄、直徑等情況,并指導(dǎo)冠心病的介入性治療。目測法是術(shù)者通過冠脈造影結(jié)果的觀察對病變狹窄程度進(jìn)

4、行主觀的估計(jì),該方法簡便易行,但缺乏客觀評價(jià)指標(biāo),人為因素干擾大,不同觀察者之間和同一觀察者不同時(shí)間之間的觀察結(jié)果誤差較大,故目測法對術(shù)者讀片水平要求高,往往需要經(jīng)驗(yàn)積累,并帶有一定的主觀性；二維QCA評估通過計(jì)算機(jī)對冠脈造影結(jié)果進(jìn)行分析,評價(jià)病變狹窄程度、長度、最小直徑等,目前各導(dǎo)管室已普遍具有該項(xiàng)分析軟件,增加了判讀結(jié)果的客觀性,對短直的病變具有較好的評估能力,但缺點(diǎn)是對于彌漫、扭曲病變的評價(jià)能力差,二維的QCA的準(zhǔn)確程度還取決于Q

5、CA軟件的分析能力。二維QCA評估病變指導(dǎo)PCI治療仍存在著提供靶血管病變信息量不足,對彌漫、扭曲病變評估精準(zhǔn)性差等不足。二維QCA存在著因血管投影對血管三維解剖走形信息丟失、重疊、短縮等影響,并且因?yàn)閭€(gè)體差異性,為了獲得更多如血管走形、病變長度、狹窄等信息,判斷手術(shù)時(shí)最佳投照體位,需要多體位投照,并且往往需要經(jīng)驗(yàn)積累,對術(shù)者要求較高,初學(xué)者不易掌握,增加了醫(yī)務(wù)人員和患者的x射線照射劑量,增加了造影劑使用量,增加造影劑腎損害的風(fēng)險(xiǎn)。

6、r>　　 新型三維QCA可根據(jù)兩幅>25°的造影圖像即能成功實(shí)現(xiàn)三維重建以增強(qiáng)臨床的實(shí)用性,除了自動分析靶病變的長度、直徑、狹窄處最小直徑、狹窄率、參考血管直徑、分叉病變夾角,并能自動分析單支或者分叉病變最佳投照角度、預(yù)測血管角度重疊等參數(shù)值,較二維QCA能為術(shù)者提供更多的臨床信息,并且有助于易化PCI的操作。
　　 新型冠脈三維重建量分析造影與二維定量分析造影、目測法在臨床評估方面有何區(qū)別,其實(shí)用性如何尚不清楚。如果有差別,

7、三維的準(zhǔn)確性如何,是不是更接近真實(shí)長度?三維重建后推薦的投照角度是否優(yōu)于長期從事介入專家的實(shí)際介入角度,能提供更清晰的視野尚不清楚。同一冠脈血管段,在不同的投照角度下測量的平面長度不同,不同人同一部位血管段最佳投照角度是否有一定規(guī)律尚不清楚。
　　 分叉病變在PCI病變中占15～16％,分叉病變的介入治療存在著許多問題,是PCI操作最具挑戰(zhàn)性病變之一。除了要清楚了解主支血管和分支血管的解剖關(guān)系外,尚需知道分叉處主支血管和分支血管

8、的角度,該角度對導(dǎo)引鋼絲是否容易進(jìn)入分支血管、斑塊移位,支架釋放會發(fā)生嚴(yán)重后果以及治療策略的選擇都有重要的意義。解決分叉病變介入難題的關(guān)鍵就是介入時(shí)盡可能暴露分叉解剖病變,并能提供清晰的介入視野,分叉病變?nèi)S重建后推薦的最佳投照角度能否是否優(yōu)于介入專家的實(shí)際介入角度尚不清楚,各分叉血管最佳投照角度有無規(guī)律性尚不清楚。全文共分四個(gè)部分:
　　 第一部分三維、二維定量冠脈X射線造影與目測對靶病變血管的評估對比研究
　　 目的

9、:對比研究3D QCA(三維定量冠狀動脈造影)、2D QCA(二維定量冠狀動脈造影)與目測法在評估冠脈X射線造影靶病變血管的差異性。
　　 方法:回顧性隨機(jī)抽取2009年5月-2009年11月于我院接受冠狀動脈造影并行介入治療的60位患者,65處靶病變血管段的影像資料。分析比較Medis3D QCA、西門子2D QCA、專家目測對靶病變管腔面積狹窄率、病變血管長度、參考血管直徑的測量值,分析比較3D QCA、2DQCA的直徑狹窄

10、率測量值。
　　 結(jié)果:冠脈X射線造影三維定量分析、二維定量分析、目測定量分析在成功三維重建62(3例因靶血管少一個(gè)投照體位無法實(shí)現(xiàn)三維重建)處靶病變中最窄處管腔面積狹窄率(73.87±8.98vs79.10±8.06 vs83.53±8.19,P<0.001)、長度(28.95±17.31vs26.2±16.04vs27.21±16.58,P<0.001)、參考血管直徑(2.67±0.29 vs2.64±0.26 vs2.76

11、±0.29,P<0.001)有顯著性差異,三維與二維對靶血管病變最窄處直徑狹窄率(54.21±9.48 vs57.84±10.17,P=0.016)有顯著性差異。
　　 結(jié)論:Medis3D QCA對冠狀動脈造影能成功實(shí)現(xiàn)三維重建,與專家目測和二維定量分析相比,三維定量分析系統(tǒng)能夠恢復(fù)三維血管形態(tài)從而更準(zhǔn)確地分析冠狀動脈病變。對靶血管長度測量,三維QCA長于二維QCA、目測評估,與投照角度轉(zhuǎn)換無關(guān),更接近真實(shí):目測長于二維QCA

12、;對靶血管面積狹窄評估,三維QCA小于二維QCA、目測評估,目測對面積狹窄率評估偏重；對參考血管直徑的評估,三維測算血管參考直徑大于二維參考直徑,小于目測。
　　 第二部分冠脈造影三維重建靶血管最佳投照角度與介入角度的分析對照研究
　　 目的:以臨床單支病變靶血管冠脈介入的角度為參照,對冠脈造影三維定量分析軟件快速生成靶血管最佳投照角度進(jìn)行對比研究。
　　 方法:回顧性隨機(jī)抽取2009年5月-2009年11月于我

13、院接受冠狀動脈造影并行介入治療的60位患者,65處靶病變中的血管段的影像資料,納入62處為研究對象(有3例右冠造影僅有單幅投照無法實(shí)現(xiàn)三維重建排除)。從靶病變兩個(gè)視圖的投照影像中重建出三維靶血管并生成對靶血管有最少短縮或延長率的最佳投照角度。然后由兩名有經(jīng)驗(yàn)的術(shù)者以介入治療時(shí)使用的投照角度為參照,評價(jià)三維重建生成的最佳投照角度的相對優(yōu)越性,評價(jià)結(jié)果量化為從.2至2等五個(gè)評分等級。并對最佳投照角度和介入角度的短縮率及靶血管生成最佳投照度所

14、需投照次數(shù)(等于實(shí)現(xiàn)三維重建的投照次數(shù))和介入時(shí)發(fā)現(xiàn)較理想的投照角度的所需次數(shù)進(jìn)行對比。
　　 結(jié)果:成功實(shí)現(xiàn)62例靶血管三維重建,三維重建可實(shí)現(xiàn)率為100％,三維重建后自動生成的最佳投照角度評分高于實(shí)際介入使用的投照角度(最佳角度平均評分1.41±0.62,P<0.01),靶血管在最佳投照角度下的二維長度短縮率明顯小于介入采用投照角度的短縮率(2.35±2.10 vs9.27±7.82,P<0.01),并能明顯減少靶血管投照角

15、度次數(shù)(2.08±0.27 vs2.5±0.65,P<0.01)
　　 結(jié)論:medis3D重建系統(tǒng)能準(zhǔn)確且快速地生成優(yōu)于冠狀動脈介入治療的最佳投照角度,最佳投照角度有較少的短縮率,并能減少靶血管所需的X線投照次數(shù)。三維重建后測推薦的最佳投照角度優(yōu)于介入專家介入時(shí)使用的投照角度。三維重建后推薦的投照角度分布相對比較分散、均勻,而臨床介入對某一支血管采用的投照體位相對集中,對某血管的不同血管段的投照體位差別不大。三維重建生成最佳投

16、照角度使用的投照次數(shù)明顯少于憑專家經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)多次造影后發(fā)現(xiàn)合適角度的投照次數(shù)。三維重建后推薦的最佳投照角度平面測量短縮率小于介入專家介入時(shí)投照角度平面測量的短縮率。
　　 第三部分冠脈三維重建各血管段最佳投照角度分布規(guī)律的研究
　　 目的:通過冠脈三維重建對冠脈造影主支不同血管段(RCA近、中、遠(yuǎn)段,左主干、前降支近中遠(yuǎn)段,左旋支近、遠(yuǎn)段)最佳投照角度規(guī)律進(jìn)行研究。
　　 方法:采用簡單隨機(jī)抽樣方法隨機(jī)抽取了200

17、9年5月-2010年3月在南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院心血管內(nèi)科(年造影1500例,介入手術(shù)800例)行冠狀動脈造影的76例患者共185段(例)靶血管的影像資料進(jìn)行回顧性三維重建分析,最終183段(例)冠脈靶血管被納入三維重建(其中一例因左旋支近段起始處被嚴(yán)重遮擋,一例因左旋支自近段閉塞,被舍棄)。從靶病變兩個(gè)視圖的投照影像中重建出三維靶血管并生成對靶血管有最少短縮或延長率的最佳投照角度。對主支不同血管投照角度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
　　 結(jié)果

18、:成功實(shí)現(xiàn)183例靶血管的三維重建及最佳投照角度的計(jì)算；9處靶血管三維最佳投照角度下與常規(guī)投照角度下平面測量短縮率相比:20例近段RCA長度短縮率(％)為3.15±3.38 vs9,40±8.63(P=0.002,95％CI:-9.96～2.55),20例中段RCA長度短縮率(％)為3.84±3.09 vs8.19±8.94(P=0.033,95％CI:-8.32～-0.38),20例遠(yuǎn)段RCA長度短縮率(％)為3,87±2.69 vs

19、9.07±9.79,(P=0.040,95％CI:-10.14～-0.28),25例左主干長度短縮率(％)為2.51±2.12 vs7.89±12.61(P=0.032,95％CI:-10.24～-0.51),20例近段LAD長度短縮率(％)為2.54±2.06 vs10.70±8.90(P=0.001,95％CI:-12.25～-4.07),20例中段LAD長度短縮率(％)為2.65±2.14 vs,8.14±7.85(P=0.004

20、,95％CI:-8.98～-1.99),20例遠(yuǎn)段LAD長度短縮率(％)為2.83±1.85 vs7.02±4.32(P<0.001,95％CI:-5.9～-2.38),有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,近段LCX、遠(yuǎn)段LCX兩種角度比較沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。各靶血管最佳投照角度為:右冠近段最佳投照角度為RAO:-12.3±22.31加CAUD:15.7±11.49；右冠中段最佳投照角度為RAO-8.85±27.7加CAUD:18.12±19.10；右冠遠(yuǎn)段最佳

21、投照角度為RAO-21.75±24.73加CAUD:-20.00±21.38；左主干最佳投照角度為RAO5.68±19.60加CAUD:3.92±22.54；前降支最佳投照角度為RAO:35.55±11.40加CAUD:-5.25±23.12；前降支中段最佳投照角度為RAO:27.05±9.25加CAUD:-25.95±31.31；前降支遠(yuǎn)段最佳投照角度為RAO:-3.50±23.11加CAUD:-20.15±11.04；左旋支近段最佳

22、投照角度為RAO-25.7±22.05加CAUD22.53±18.05；左旋支遠(yuǎn)段最佳投照角度為RAO-1.21±25.26加CAUD13.16±13.76。
　　 結(jié)論:三維重建系統(tǒng)能成功實(shí)現(xiàn)對左主干和三條主支血管不同血管段的三維重建,采用三維重建系統(tǒng)模擬計(jì)算不同血管段的圖找規(guī)律具有很好的可行性。右冠近段、右冠中段、右冠遠(yuǎn)段、左主干、前降支近段、前降支中段、遠(yuǎn)段,三維重建后推薦的最佳投照角度平面測量短縮率小于常規(guī)投照體位二維平

23、面短縮率；左主干最佳投照角度分布較分散,以右前斜加足位(肝位)可首選；右冠近段最佳投照角度在常規(guī)左前斜基礎(chǔ)上應(yīng)加頭位；左旋支近、中段最佳投照角度在左前斜加尾位,即蜘蛛位。
　　 第四部分分叉靶血管冠脈造影最佳投照角度評估及最佳投照角度分布規(guī)律的研究
　　 目的:通過冠脈分叉血管三維重建對最佳投照角度進(jìn)行評估,并對分叉血管段(前降支-第一對角支、左旋支-鈍緣支、右冠遠(yuǎn)端、左主干末端)最佳投照角度規(guī)律進(jìn)行研究。
　　

24、 方法:采用簡單隨機(jī)抽樣方法隨機(jī)抽取了2009年5月-2010年3月在南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院心血管內(nèi)科(年造影1500例,介入手術(shù)800例)行冠狀動脈造影的76例患者共85例(53例為介入病例)分叉靶血管的影像資料進(jìn)行回顧性三維重建分析,最終85例冠脈分叉靶血管被納入三維重建。從靶病變兩個(gè)視圖的投照影像中重建出三維靶血管并生成對靶血管有最少短縮或延長率的最佳投照角度并和介入角度對比。對四個(gè)分叉血管段投照角度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
　　 結(jié)

25、果:成功實(shí)現(xiàn)85例靶分叉血管的三維重建及最佳投照角度的計(jì)算；以介入投照角度為參照,53例最佳投照角度評分為1.46±0.54(95％CI:1.31～1.61),評分(2專家評分的均數(shù))全部為大于0,P=0.00結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。53例病變血管三維投照次數(shù)為2.09±0.30(95％CI,2.01～2.18),介入時(shí)使用的投照次數(shù)為2.79±0.69(95％CI,,2.60～2.98),兩者比較P=0.000結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。53例三

26、維重建后推薦的最佳投照角度下分叉主支二維平面測量時(shí)的短縮率為4.85±3.35(95％CI,3.93～5.77),介入使用的投照角度分叉主支二維平面測量時(shí)的短縮率為12.55±7.00(95％CI,,10.62～14.48),兩者比較P=0.000,結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。53例三維重建后推薦的最佳投照角度與介入使用的投照角度相比,分叉邊支二維平面測量時(shí)的短縮率為4.85±3.35 vs12.55±7.00(P=0.000),結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)學(xué)

27、意義。各靶分叉血管最佳投照角度為:前降支-第一對角支分叉靶血管最佳投照角度為RA010.95±29.98加CAUD-43.3±28.60(即CRAN43.3±28.60)。左旋支-第一鈍緣支分叉靶血管最佳投照角度為RAO-3.25±38.56加CAUD23.2±29.05。右冠遠(yuǎn)段分叉靶血管最佳投照角度為RAO-31.3±15.00(即LAO31.3±15.00)加CAUD-17.35±27.05(即CRAN17.35±27.05)。左

28、主干末端分叉靶血管最佳投照角度為RA06.44±48.99加CAUD21.48±46.60。
　　 結(jié)論:三維重建系統(tǒng)能成功實(shí)現(xiàn)對分叉血管段的三維重建,三維重建后測推薦的分叉最佳投照角度優(yōu)于介入專家介入時(shí)使用的投照角度,采用三維重建系統(tǒng)模擬計(jì)算不同分叉血管段的圖找規(guī)律具有很好的可行性。前降支-第一對角支、左旋支-鈍緣支、右冠遠(yuǎn)端、左主干末端最佳投照角主支、邊支平面測量短縮率小于實(shí)際介入投照體位二維平面短縮率；前降支-第一對角支分

29、叉最佳投照角度首選右前斜加頭位,左旋支-第一鈍緣支分叉血管最佳的投照角度首選足位加左前斜,右冠遠(yuǎn)段分叉靶血管比較理想的投照角度首選是左前斜加頭位,左主干末端分叉最佳投照角度分布較分散,以右前斜加足位(肝位)首選,其次是蜘蛛位。
　　 總結(jié):
　　 1)Medis3D QCA對冠狀動脈造影能成功實(shí)現(xiàn)三維重建,與專家目測和二維定量分析相比,三維定量分析系統(tǒng)能夠恢復(fù)三維血管形態(tài)從而更準(zhǔn)確地分析冠狀動脈病變。
　　 2)

30、冠脈三維重建系統(tǒng)能準(zhǔn)確且快速地生成用于冠狀動脈介入治療的最佳投照角度,最佳投照角度有較少的短縮率,并能減少靶血管所需的X線投照次數(shù)。
　　 3)三維重建系統(tǒng)能成功實(shí)現(xiàn)對左主干和三條主支血管不同血管段的三維重建,采用三維重建系統(tǒng)模擬計(jì)算不同血管段的圖找規(guī)律具有很好的可行性。左主干最佳投照角度分布較分散,以右前斜加足位可首選；右冠近段最佳投照角度在常規(guī)左前斜基礎(chǔ)上應(yīng)加頭位；左旋支近、中段最佳投照角度在左前斜加尾位,即蜘蛛位。