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目的冠状动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)引发的冠状动脉疾病(Coronary artery disease,CAD),是威胁人类健康的重大疾病。相关基础研究表明,剪切力(wall shear stress,WSS)是影响斑块发生发展的重要影响因素。由于研究手段的局限性,以往研究主要局限于病理分析及动物实验,限制了生物流体力学在临床的应用。随着CT技术手段的日益成熟,其时间及空间分辨率有了很大的提高,冠状动脉成像CT(CT angiography,CTA)图像日益清晰并有着较高的诊断准确性。部分学者在高精度CT图像的基础上,结合计算流体力学分析(Computational Fluid Dynamics,CFD),实现了CT结构分析向功能学领域的拓展,在活体状态下再次印证了剪切力在斑块形成及发展的重要性。本研究通过基于CT图像的计算流体分析,在评估不同剪切力预测斑块发生率及冠状动脉狭窄的危险度,为临床提供新的参考指标。材料与方法2014年12月至2015年2月期间,纳入在我院行CTA成像的28例患者。病例排除的标准:支架置入手术史,冠状动脉旁路移植,碘过敏史,严重肾功能不全,服用药物后心率大于75次/分(bpm)及排除心律不齐(每分钟心率波动≥20bpm)患者。同时,为排除硬化伪影对图像重建的影响,排除单个斑块Agatston钙化积分≥100的病例及出现无法诊断级图像质量的患者。最终,21例患者纳入本研究,其中女6例,男15例,平均年龄65±9.6岁。利用逆向工程处理软件Mimics,将原始数据包构建出精确的三维立体模型,通过正向工程软件3-matic进行处理,去除对分析结果无影响的不规则细节。另与一名有经验的专业医师共同人工去除斑块超出管腔之外的部分,模拟患者未发生动脉粥样硬化的原始管腔的3D模型。根据流体定律,经过多个周期迭代运算,求出冠状动脉相应的剪切力参数(average wall shear–stress,AWSS),得出血流动力学参数分布图像。在节段水平将斑块区域与非斑块区域分别计算剪切力25%四分位数值及中位数,同时将斑块分为明显狭窄和非明显狭窄,对多因素之间剪切力差异采用ANOVA方差分析;对有明显WSS差异亚组利用ROC工作曲线确定曲线下面积及WSS最佳阈值,之后分析该阈值预测斑块发生以及管腔狭窄的敏感度、特异度;将临床危险资料代入方程,利用logistic回归分析管腔狭窄程度,低剪切力对斑块发生率的影响;P<0.05有统计学意义。结果ANOVA方差分析显示,斑块与无斑块区域之间无明显差异(F<1,p=0.45),四分位数WSS要低于中位数(F=37.22,p<0.001),但是二者之间无交互效应(F=17.45,p=0.08);狭窄斑块区域与无狭窄斑块区域WSS有明显差别(F=11.124,p<0.005),WSS四分位数要明显低于中位数(F=45.12,p<0.001),二者之间存在交互效应,进一步亚组分析显示狭窄性斑块区域与无狭窄性斑块区域四分位数WSS有明显差异(p<0.001),而中位数WSS无统计学差异(p=0.12)。有狭窄性斑块和无狭窄性斑块区域四分位数WSS ROC工作曲线分析显示WSS对狭窄性斑块有较高的预测能力,ROC曲线下面积为0.95,以WSS 0.87Pa为阈值,节段水平WSS预测狭窄性斑块的能力为敏感度0.94,特异度0.81。多因素logistic回归分析显示低剪切力是一种预测狭窄性动脉斑块的独立危险因素。结论剪切力是影响斑块发生发展的重要影响因素,局部剪切力可作为预测冠心病的潜在独立危险因子。CT作为一种无创性检查方式,可以作为一种剪切力评价手段为临床危险因素评分提供参考资料。