吳文　蔡金贊　任曉敏　張瑤俊

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·綜述·

冠狀動脈CT血管成像在冠心病介入診療中的研究進(jìn)展

吳文蔡金贊任曉敏張瑤俊

210006江蘇南京，南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院南京市第一醫(yī)院心內(nèi)科

【關(guān)鍵詞】冠心??；冠狀動脈CT血管成像；經(jīng)皮冠狀動脈介入治療

隨著經(jīng)皮冠狀動脈介入治療(percutaneous coronary intervention，PCI)的不斷發(fā)展，影像學(xué)技術(shù)在冠心病臨床診療中的價(jià)值日益凸顯。其中，冠狀動脈CT血管成像(coronary computed tomography angiography，CCTA)作為無創(chuàng)性心臟影像學(xué)技術(shù)的代表，在此領(lǐng)域的應(yīng)用已不僅僅局限于估測冠狀動脈病變的解剖學(xué)狹窄程度，而且有助于制定更加合理的介入治療方案。本文根據(jù)最新研究，對CCTA在評估冠狀動脈功能性狹窄、識別易損斑塊、指導(dǎo)慢性完全閉塞病變(chronic total occlusion，CTO)的介入治療以及評價(jià)支架置入術(shù)后療效等方面的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1評估冠狀動脈病變的功能學(xué)意義

1.1冠狀動脈CT血流儲備分?jǐn)?shù)

1993年P(guān)ijls等[1]學(xué)者提出了血流儲備分?jǐn)?shù)(fractional flow reserve，F(xiàn)FR)的概念，其主要通過壓力導(dǎo)絲檢測以推算冠狀動脈血流，進(jìn)而評估狹窄病變對心肌血流量的影響。以FFR為指導(dǎo)的PCI可以實(shí)現(xiàn)以“功能性血運(yùn)重建”為目標(biāo)的治療策略。既往多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，相較于單純冠狀動脈造影(coronary angiography，CAG)指導(dǎo)的PCI，F(xiàn)FR指導(dǎo)的PCI顯著改善了冠心病患者的長期預(yù)后[2-4]。由于FFR具有費(fèi)用昂貴及有創(chuàng)性等問題，其臨床應(yīng)用受到了一定的限制。近年來，研究者們不斷致力于探索無創(chuàng)影像學(xué)技術(shù)——CCTA，以實(shí)現(xiàn)功能性冠狀動脈狹窄的評估，其中冠狀動脈CT血流儲備分?jǐn)?shù)(CT-derived fractional flow reserve，F(xiàn)FRCT)已被證實(shí)有助于冠心病的介入診療。

通過數(shù)字模型三維重建技術(shù)模擬血管床形態(tài)結(jié)構(gòu)，并結(jié)合冠狀動脈血流流速、剪切力等血流動力學(xué)指標(biāo)，即可計(jì)算得到FFRCT。相關(guān)研究表明，F(xiàn)FRCT能夠提供可靠的冠狀動脈病變功能學(xué)評價(jià)。一篇納入了18項(xiàng)臨床試驗(yàn)的薈萃分析發(fā)現(xiàn)，以傳統(tǒng)侵入性FFR作為參照，64排及以上CCTA診斷功能性狹窄的敏感性及陰性預(yù)測值分別為92%和87%，但特異性和陽性預(yù)測值僅為43%和56%，而FFRCT則能明顯提高特異性(72%)和陽性預(yù)測值(70%)[5]。Min等[6]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)FFRCT與FFR檢測值呈現(xiàn)顯著正相關(guān)(r=0.60，P<0.0001)，其診斷冠狀動脈臨界病變的準(zhǔn)確性、靈敏度、特異度、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值分別為86.4%、90.3%、82.9%、82.4%、90.6%。相信隨著CCTA分辨率的提高及算法改進(jìn)，F(xiàn)FRCT可以部分替代FFR具有的臨床應(yīng)用價(jià)值。

另外，F(xiàn)FRCT可以避免疑似冠心病患者行侵入性檢查。在前瞻性PLATFORM研究[7]中，380例具有行侵入性冠狀動脈造影(invasive coronary angiography，ICA)臨床指征的患者被分為兩組，一組直接行ICA檢查(ICA組，187例)，另一組通過FFRCT判斷是否需要行ICA檢查(FFRCT組，193例)。在隨訪的90 d中，確診為非阻塞性冠心病的患者在ICA組的比例顯著高于FFRCT組(73.3%比12.4%，P<0.0001)，而兩組間主要不良心臟事件(包括全因死亡、非致死性心肌梗死、胸痛所致急診住院)發(fā)生率的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(0比1.0%，P>0.05)；最重要的是，在FFRCT組中未行ICA檢查的患者在隨訪期內(nèi)無任何不良心臟事件發(fā)生。

雖然FFRCT提高了冠心病的診斷價(jià)值，但是，現(xiàn)階段其局限性也較多。比如，F(xiàn)FRCT對圖像質(zhì)量有著較高的要求，圖像處理和幾何建模的操作流程較為復(fù)雜，另外，值得注意的是，用于FFRCT計(jì)算的血流動力學(xué)參數(shù)是基于現(xiàn)有研究人群的平均情況(如血液黏度、管壁厚度等)[8-9]。因此，通過不斷提升圖像質(zhì)量，優(yōu)化血管模型和計(jì)算程序，引入個(gè)體校正參數(shù)，將有助于FFRCT技術(shù)更好地應(yīng)用于冠心病介入診療。

1.2管腔內(nèi)密度衰減梯度

管腔內(nèi)密度衰減梯度(transluminal attenuation gradient，TAG)作為一種反映冠狀動脈內(nèi)血流情況的新指標(biāo)得到了臨床較多的關(guān)注。該指標(biāo)是由冠狀動脈管腔內(nèi)的密度衰減值與距冠狀動脈開口長度之間的線性回歸系數(shù)算得，目前多采用距冠狀動脈開口每10 mm單位長度的CT值變化量來表示[10]。Wong等[11]分別使用320排CCTA和FFR評估了連續(xù)入組的54例穩(wěn)定型心絞痛患者(共計(jì)76支血管)的病變情況。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，功能性狹窄組(FFR≤0.80)的平均TAG顯著小于非功能性狹窄組(-21 HU/mm比-11 HU/mm，P<0.001)，受試者工作特征曲線顯示TAG的臨界值為-15.1 HU/mm，其診斷敏感性、特異性、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值分別為77%、74%、67%、86%；進(jìn)一步分析顯示，相比于單用CCTA，TAG的聯(lián)合應(yīng)用可以顯著提高功能性狹窄的診斷效力(綜合判別改善指數(shù)：0.11，P=0.002)，且受試者工作特征曲線下面積達(dá)到了0.88。因此，有理由相信TAG是評估冠狀動脈功能性狹窄的可靠指標(biāo)之一。

目前對于TAG的臨床應(yīng)用研究尚處在早期階段。一方面，研究對象局限于橫截面積≥2.0 mm2(或直徑≥1.6 mm)的主要心外膜血管，其在遠(yuǎn)端小血管、邊支血管中的表現(xiàn)尚未明確；另一方面，目前的研究仍只停留在理想條件下評價(jià)TAG的診斷效力，其在復(fù)雜冠狀動脈解剖的診斷效果如何，是否能為醫(yī)療衛(wèi)生決策提供更為真正意義上的診療依據(jù)，還有待實(shí)效性研究的進(jìn)一步驗(yàn)證。

2識別易損斑塊

易損斑塊是易于破裂、繼發(fā)血栓形成，極有可能進(jìn)展成為“罪犯病變”的動脈粥樣硬化斑塊。病理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，易損斑塊尤其是薄纖維帽粥樣瘤(thin cap fibro-atheroma，TCFA)是導(dǎo)致急性冠狀動脈綜合征(acute coronary syndrome，ACS)的主要原因之一[12]。因此，及早發(fā)現(xiàn)易損斑塊對于積極采取穩(wěn)定和逆轉(zhuǎn)斑塊治療策略，預(yù)防冠狀動脈事件并最終改善患者預(yù)后具有重要意義。基于能譜成像技術(shù)，CCTA可以對易損斑塊進(jìn)行較為精確的定性和定量分析，充分地挖掘病變的組織學(xué)特征和評價(jià)其功能學(xué)特點(diǎn)。

既往多項(xiàng)CCTA研究提示斑塊低CT值、血管正性重構(gòu)、“餐巾環(huán)征”(表現(xiàn)為斑塊周圍沿血管輪廓外周的半環(huán)狀增強(qiáng)影)與易損斑塊密切相關(guān)。Kashiwagi等[13]通過光學(xué)相干斷層成像將105例(31例ACS，74例穩(wěn)定型心絞痛)冠心病患者的罪犯病變分為TCFA組和非TCFA組，并對這些患者進(jìn)行了CCTA檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TCFA組與非TCFA組相比，病變處血管正性重構(gòu)發(fā)生率明顯升高(76%比31%，P<0.001)、CT值降低[(35.1±32.2)HU比(62.0±33.6)HU，P<0.001]，“餐巾環(huán)征”亦多見于TCFA組(44%比4%，P<0.0001)；多因素回歸分析提示“餐巾環(huán)征”是TCFA的獨(dú)立預(yù)測因子，其診斷特異性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值分別達(dá)到了96%、79%、85%，但敏感性較低(44%)。近期，一項(xiàng)前瞻性研究也觀察到正性重構(gòu)(即重構(gòu)指數(shù)≥1.10，OR16.9，P<0.001)、低衰減斑塊(即CT值<30 HU，OR11.2，P=0.001)是TCFA的獨(dú)立預(yù)測因子[14]。盡管CCTA在易損斑塊評估方面已取得較大進(jìn)展，但是仍然存在一些缺陷，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：(1)冠狀動脈管腔內(nèi)衰減受對比劑種類和掃描器使用方法的影響，斑塊CT值的測定結(jié)果常常不穩(wěn)定，因此對于低衰減斑塊的識別缺乏明確的量化標(biāo)準(zhǔn)[15]；(2)由于受到圖像質(zhì)量、血管直徑、鈣化程度、空間分辨率的影響，測量結(jié)果(如斑塊面積、血管直徑)在不同測量者間的差異性較大，因此其結(jié)果重復(fù)性往往不高[16]。不過，隨著CCTA技術(shù)不斷完善和突破，無創(chuàng)評估易損斑塊的準(zhǔn)確性必將進(jìn)一步提高。

血管內(nèi)皮剪切力(endothelial shear stress，ESS)是指經(jīng)過動脈壁的血流與內(nèi)皮之間的摩擦力[17]。在冠狀動脈血流低速段或湍流段，低ESS可引起局部氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)，介導(dǎo)粥樣內(nèi)皮表型，易導(dǎo)致動脈粥樣硬化斑塊形成。而斑塊狹窄部位較高的EES會啟動相應(yīng)的病理生理學(xué)機(jī)制，使斑塊穩(wěn)定性降低并發(fā)生破裂。以三維冠狀動脈幾何可視化為基礎(chǔ)，結(jié)合計(jì)算血流動力學(xué)，CCTA可明確主血管以及分叉處ESS的分布情況，并且計(jì)算相應(yīng)的ESSCT以評估斑塊的易損性[18]。在Rikhtegar等[19]的探索性研究中，研究者們針對虛擬的正常冠狀動脈管腔(即使用仿真技術(shù)去除斑塊，重現(xiàn)斑塊出現(xiàn)以前的健康血管壁)應(yīng)用ESSCT參數(shù)尋找最佳的血流動力學(xué)預(yù)測因子，估計(jì)斑塊出現(xiàn)的部位。遺憾的是，該研究結(jié)果提示，低ESS是斑塊形成的先決條件，且單純的低ESS不足以預(yù)測未來斑塊形成的位置。除此之外，研究者們發(fā)現(xiàn)，通過探索反映ESSCT時(shí)間依賴性改變的動力學(xué)因素，有助于評估斑塊進(jìn)展和易損性的改變。

3指導(dǎo)CTO病變的介入治療

全面地評估CTO病變情況是判斷該患者是否適合行PCI治療以及評估手術(shù)成功率的前提。Opolski等[20]制定了基于CCTA觀察結(jié)果的CT-RECTOR積分，其主要包括冠狀動脈完全閉塞段≥2處、鈍形殘端、嚴(yán)重鈣化(肉眼估計(jì)高密度斑塊占血管橫截面積≥50%)、彎曲度≥45°、有CTO介入治療失敗史、CTO持續(xù)時(shí)間未知或≥12個(gè)月等變量。研究結(jié)果表明，簡單組(0分)、中等難度組(1分)、困難組(2分)和極困難組(≥3分)患者的手術(shù)成功率逐漸下降，分別為95%、88%、57%、22%；相比于傳統(tǒng)的J-CTO積分，CT-RECTOR積分預(yù)測手術(shù)成功率的準(zhǔn)確性更高(受試者工作特征曲線下面積：0.83比0.71，P<0.001)。

盡管CTO病變與次全閉塞(subtotal occlusion，STO)病變在CAG下均表現(xiàn)為對比劑增強(qiáng)的冠狀動脈管腔完全中斷，然而前者的手術(shù)成功率明顯偏低，術(shù)后再狹窄發(fā)生率也較高[21]。有研究者發(fā)現(xiàn)通過CCTA計(jì)算所得的TAG可以區(qū)分CTO和STO病變，即CTO病變閉塞段近端血管內(nèi)的CT值降低，而遠(yuǎn)端血管內(nèi)的CT值反而逐步增加，而STO病變從閉塞近端到遠(yuǎn)端，CT值呈逐漸下降。經(jīng)病理和影像學(xué)研究證實(shí)，在CTO病變中出現(xiàn)的反向?qū)Ρ葎┨畛涮荻扰c前向或逆向側(cè)支循環(huán)相關(guān)[22]。Choi等[21]研究者發(fā)現(xiàn)通過遠(yuǎn)端TAG(即遠(yuǎn)端血管到閉塞段的反向TAG)≥-0.9 HU/mm可以較為準(zhǔn)確地區(qū)分CTO與STO病變(受試者工作特征曲線下面積：0.678)。若在遠(yuǎn)端TAG的基礎(chǔ)上聯(lián)合應(yīng)用閉塞段長度≥15 mm、高密度斑塊占血管橫截面積≥50%、邊支血管、鈍形殘端、側(cè)支循環(huán)，其診斷效力將進(jìn)一步提高(受試者工作特征曲線下面積：0.879)。

除了術(shù)前預(yù)測，CCTA還能在術(shù)中提供閉塞段血管走行的圖像信息以幫助介入醫(yī)師制定具體的血運(yùn)重建策略。對于CAG下顯示不清、閉塞段過長或病變扭曲嚴(yán)重的血管，CCTA的評估尤為重要。例如，當(dāng)冠狀動脈病變近端纖維帽鈣化嚴(yán)重且閉塞段側(cè)支血流穩(wěn)定時(shí)，使用逆向?qū)Ыz技術(shù)的手術(shù)成功率往往更高[23]。

4支架置入術(shù)后的隨訪評估

由于金屬支架絲的偽影嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量和分析，CCTA在藥物洗脫支架置入后長期療效評估方面的應(yīng)用明顯受到限制。近年來，生物可吸收支架作為PCI治療的第四次變革，受到了臨床的廣泛關(guān)注。其采用完全可降解聚合物作為支架平臺，能夠很好地避免金屬偽影的影響，使得CCTA的成像質(zhì)量大為改善。Onuma等[24]運(yùn)用CCTA評估了18例置入Absorb BVS支架的患者在術(shù)后第5年的靶血管情況，并且計(jì)算了FFRCT以明確支架絲近端和遠(yuǎn)端5 mm的血流動力學(xué)情況，結(jié)果顯示，中位最小管腔面積為3.25 mm2；基于13例患者的CCTA圖像計(jì)算得到中位近端FFRCT為0.91，中位遠(yuǎn)端FFRCT為0.86，可見此非侵入性影像手段用于評估Absorb BVS是切實(shí)可行的。另外，Suwannasom等[25]于術(shù)后18個(gè)月通過CCTA觀察了置入于165例冠心病患者的174枚Absorb BVS支架，發(fā)現(xiàn)全部金屬不透光標(biāo)記物(總計(jì)348個(gè))均在原位，未曾栓塞至遠(yuǎn)端血管床。不過，受限于CCTA的分辨率，該技術(shù)在鑒別鈣化點(diǎn)和金屬標(biāo)記物方面仍需進(jìn)一步改進(jìn)。

綜上所述，CCTA成像技術(shù)可以幫助醫(yī)師在冠狀動脈介入術(shù)前制定合理的手術(shù)策略，并為術(shù)中、術(shù)后提供精準(zhǔn)的分析手段和解決方案。這極大地優(yōu)化了介入治療過程，也符合精準(zhǔn)治療對于特定疾病和患者進(jìn)行個(gè)性化治療的要求。更令人欣喜的是，美國通用電氣公司推出了新一代高解像度的“Revolution CT”成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)的空間分辨率高達(dá)230 μm，時(shí)間分辨率為29 ms，可以完成單次心動周期內(nèi)的一站式心臟成像，不受患者心率和心律條件的影響，同時(shí)放射劑量與對比劑使用量能減至以往的18%和50%。因此，我們認(rèn)為無創(chuàng)CCTA將在冠心病介入診療領(lǐng)域中發(fā)揮越來越重要的作用，帶動介入心臟病學(xué)的快速發(fā)展。

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DOI:10.3969/j.issn.1004-8812.2016.01.010

通信作者：張瑤俊，Email：13770668667@139.com

【中圖分類號】R541.4

(收稿日期:2015-11-19)