顏立群，王文燕，汪國(guó)石，康建麗，穆曉丹

(河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院東院區(qū) 醫(yī)學(xué)影像科，河北 石家莊 050000)

·綜述·

冠狀動(dòng)脈CT血管造影形態(tài)與功能成像臨床應(yīng)用的新進(jìn)展

顏立群，王文燕，汪國(guó)石，康建麗，穆曉丹

(河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院東院區(qū) 醫(yī)學(xué)影像科，河北 石家莊 050000)

隨著冠狀動(dòng)脈疾病螺旋CT成像技術(shù)的快速升級(jí)，冠狀動(dòng)脈缺血性疾病的影像診斷與臨床治療有了極大的飛躍，目前在科研與臨床領(lǐng)域出現(xiàn)了很多新型的冠狀動(dòng)脈螺旋CT成像方法，對(duì)于從傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)診斷過(guò)渡到以功能診斷為主，甚至在不久的將來(lái)，真正的實(shí)現(xiàn)以螺旋CT為主導(dǎo)的，冠狀動(dòng)脈缺血性疾病的一站式診斷與治療打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，我們結(jié)合國(guó)外最新的相關(guān)研究進(jìn)展，就冠狀動(dòng)脈螺旋CT成像在冠心病的功能診斷方法進(jìn)行綜述。

體層攝影術(shù)， 螺旋計(jì)算機(jī)；冠狀動(dòng)脈疾病

冠狀動(dòng)脈疾病一直是臨床上的常見(jiàn)病、高發(fā)病，隨著臨床對(duì)冠狀動(dòng)脈疾病診斷需求的不斷提高，相應(yīng)冠狀動(dòng)脈疾病的影像學(xué)診斷方法也在日新月異，冠狀動(dòng)脈CT血管造影(CTCA)是近年來(lái)在臨床上快速推廣的冠狀動(dòng)脈疾病的影像診斷方法，因操作簡(jiǎn)單，成像迅速，數(shù)據(jù)精確，可信度高，CTCA在臨床上主要用于各種冠狀動(dòng)脈疾病的診斷，冠狀動(dòng)脈支架再狹窄的評(píng)估，冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)后旁路血管的評(píng)價(jià)。業(yè)內(nèi)公認(rèn)的冠狀動(dòng)脈螺旋CT在冠狀動(dòng)脈疾病影像診斷中的主要用途為：在急性或非急性發(fā)病的無(wú)心臟病病史的患者中篩查可能存在的冠狀動(dòng)脈疾病；在新發(fā)生或新近診斷的心力衰竭患者中篩查冠狀動(dòng)脈疾??；非心臟手術(shù)的術(shù)前冠狀動(dòng)脈評(píng)估；心電圖檢查正常，但癥狀頻繁或平板運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)評(píng)分提示中等程度風(fēng)險(xiǎn)的患者的冠狀動(dòng)脈疾病篩查；心臟壓力應(yīng)激圖像結(jié)果不明或結(jié)果與心電圖不一致的患者的冠狀動(dòng)脈疾病篩查；心臟壓力應(yīng)激實(shí)驗(yàn)中有新發(fā)癥狀出現(xiàn)或原有癥狀惡化患者的檢查；對(duì)心臟負(fù)荷實(shí)驗(yàn)正常出現(xiàn)新發(fā)癥狀或原癥狀惡化的患者進(jìn)行冠狀動(dòng)脈評(píng)價(jià)；針對(duì)冠狀動(dòng)脈重建術(shù)后的血管評(píng)估；評(píng)估成人先天性心臟病心臟結(jié)構(gòu)與功能；評(píng)價(jià)心室的形態(tài)與收縮功能；評(píng)價(jià)心臟內(nèi)部及外部結(jié)構(gòu)[1]。

目前，多項(xiàng)研究已經(jīng)證實(shí)CTCA臨床應(yīng)用的可靠性與敏感性[2-4]，而且，目前CTCA已經(jīng)成為臨床上應(yīng)用最為廣泛的冠狀動(dòng)脈影像診斷技術(shù)，隨著目前螺旋CT硬件與軟件技術(shù)的快速升級(jí)，螺旋CT對(duì)于冠狀動(dòng)脈疾病的診斷方法及手段也極大豐富，冠狀動(dòng)脈疾病的診斷也逐漸從傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)診斷逐漸跨入心臟功能評(píng)價(jià)的領(lǐng)域，如目前出現(xiàn)的較為前沿的冠狀動(dòng)脈腔內(nèi)對(duì)比劑梯度(TAG)分析，冠狀動(dòng)脈校正性對(duì)比劑濃度(CCO)，冠狀動(dòng)脈易損斑塊的分析與識(shí)別，冠狀動(dòng)脈CT血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)(CT-FFR)分析，CTCA聯(lián)合單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像(SPECT)核素心肌灌注顯像(MPI)，CT心肌灌注(CTP)等。

1 TAG分析

TAG是以CTCA為基礎(chǔ)，計(jì)算冠狀動(dòng)脈管腔內(nèi)某一點(diǎn)的對(duì)比劑濃度(HU值)與冠狀動(dòng)脈起始部到達(dá)該點(diǎn)的距離之間的線性回歸系數(shù)[5]，以此分析管腔內(nèi)的缺血情況。目前該指標(biāo)與冠狀動(dòng)脈的功能性狹窄之間的關(guān)系已經(jīng)在320排螺旋CT的相關(guān)研究中得以驗(yàn)證[5-6]，研究表明，冠狀動(dòng)脈功能性狹窄(血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)(FFR)≤0.80)受試者組的TAG明顯的小于非功能性狹窄受試者組，對(duì)于冠狀動(dòng)脈疾病診斷的特異度、敏感度、陽(yáng)性和陰性預(yù)測(cè)值分別達(dá)74%、77%、67%和86%。相對(duì)于單純的形態(tài)學(xué)研究，TAG能夠較為準(zhǔn)確的評(píng)估和發(fā)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈的功能性狹窄(其功能性狹窄的綜合識(shí)別改善指數(shù)達(dá)0.11)，有利于臨床及早采取有的放矢的治療措施。

雖然TAG是一種較為便捷的發(fā)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈功能性狹窄的良好指標(biāo)，但是，在實(shí)際操作中，其測(cè)量的精度、方法、標(biāo)準(zhǔn)都有待于進(jìn)一步研究和統(tǒng)一，實(shí)際的冠狀動(dòng)脈成像中，隨著患者心率、心律的波動(dòng)冠狀動(dòng)脈內(nèi)對(duì)比劑濃度可發(fā)生不可預(yù)測(cè)的改變，不同心動(dòng)周期采集的數(shù)據(jù)亦可能存在差異，而且不同的CT掃描機(jī)，圖像重建的算法及對(duì)比劑注射方法的不同都會(huì)影響到相關(guān)研究的結(jié)果。而且目前的研究絕大多數(shù)都是應(yīng)用在較大的冠狀動(dòng)脈血管管腔(橫截面積≥2mm2)內(nèi)，對(duì)于更小的冠狀動(dòng)脈，由于測(cè)量手法、容積效應(yīng)等因素，會(huì)帶來(lái)一系列的問(wèn)題，很多研究中心都提出了TAG的臨界值，但是研究的結(jié)論并未統(tǒng)一，Hell等[7]以-0.65HU/10mm作為冠狀動(dòng)脈功能性狹窄的臨界值，而Wong等[5]則以-15.1HU/10mm作為冠狀動(dòng)脈功能性狹窄的臨界值，由此可見(jiàn)，不同中心的研究結(jié)果差異還是比較明顯的，這說(shuō)明TAG若想在未來(lái)真正推入冠狀動(dòng)脈疾病的臨床診斷，仍有很多細(xì)節(jié)有待統(tǒng)一與研究。

在TAG的研究基礎(chǔ)上，近年來(lái)有學(xué)者開(kāi)始關(guān)注冠狀動(dòng)脈CT中CCO， 冠狀動(dòng)脈血管內(nèi)造影劑濃度有很多正常的變異，而且在不同的心動(dòng)周期采集圖像這種情況會(huì)更加明顯，為了能夠更加準(zhǔn)確的解釋不同心動(dòng)周期、心輸出量情況下冠狀動(dòng)脈血管中造影劑濃度的變化，冠狀動(dòng)脈CT中CCO是把每一只冠狀動(dòng)脈腔內(nèi)造影劑濃度的測(cè)量都與相同層面上的降主動(dòng)脈管腔內(nèi)造影劑做標(biāo)準(zhǔn)化。

利用螺旋CT分析心臟相對(duì)心肌灌注被稱作“CT-MPI”，有研究表明[8-10]，CTP所測(cè)的心肌灌注缺損面積與心肌缺血程度、左心室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)及左心室容積參數(shù)與SPECT-MPI具有良好的一致性。國(guó)外初步研究表明CT-MPI(造影劑攝取)是可行的，且與SPECT具有很好的相關(guān)性，這種方法與正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)-MPI和SPECT相似，它們都靠分析心肌在收縮和舒張狀態(tài)下攝取對(duì)比劑(靜脈注射不透X線的陽(yáng)性對(duì)比劑)的情況，來(lái)分析心肌缺血和瘢痕的情況。就CT而言，心肌攝取對(duì)比劑的濃度可以用來(lái)評(píng)估心臟心肌應(yīng)力和休息狀態(tài)下的相對(duì)心肌灌注。然而，CT-MPI的一個(gè)局限性因素是必須要采取辦法(比如利用專門的軟件系統(tǒng))修正來(lái)自左心室造影劑的射束硬化偽影。但是，并非所有的機(jī)構(gòu)都可以利用這種矯正軟件，因此CT-MPI的診斷準(zhǔn)確性可能會(huì)有一定的限制，尋找像CCO這樣不易受偽影影響的新方法是必要的。有兩個(gè)研究的數(shù)據(jù)支持這種對(duì)比劑濃度梯度的測(cè)量，其中渥太華大學(xué)心臟中心就描述了這種冠狀動(dòng)脈功能測(cè)量的新方法(CCO)，用來(lái)預(yù)測(cè)靜止的冠狀動(dòng)脈血流，研究表明這種方法具有獨(dú)特的可行性，具有潛在優(yōu)勢(shì)適合在全世界進(jìn)行推廣。作為一項(xiàng)概念驗(yàn)證性研究，該中心選擇了52例患者(104條冠狀動(dòng)脈血管)，在心肌梗死溶栓危險(xiǎn)評(píng)分(TIMI)異常的動(dòng)脈血管內(nèi)觀察到在血管狹窄前與狹窄后CCO的顯著差異，CCO>0.184可以預(yù)測(cè)TIMI的異常，它的敏感度和特異度分別為83%和91%[10]。但是作為一種與心肌功能相關(guān)的測(cè)量參數(shù)，要想能夠在實(shí)際臨床工作中進(jìn)行推廣還需要更多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。

2 CT-FFR

CT-FFR是基于Pijls等[11]提出的FFR而衍生出來(lái)的一種CT檢查技術(shù)，傳統(tǒng)的FFR測(cè)量是指在最大充血狀態(tài)下經(jīng)過(guò)壓力導(dǎo)管測(cè)量的冠狀動(dòng)脈病變遠(yuǎn)端管腔內(nèi)平均圧與主動(dòng)脈平均圧的比值，它對(duì)冠狀動(dòng)脈狹窄性疾病的功能診斷及介入治療方案的制定具有重要的指導(dǎo)意義，為此，歐洲心臟病學(xué)會(huì)的冠狀動(dòng)脈介入指南已經(jīng)將FFR作為1A級(jí)證據(jù)，足以證實(shí)其在冠狀動(dòng)脈疾病診斷與治療中的重要地位，但是傳統(tǒng)的FFR檢查是通過(guò)介入的方法，放置壓力導(dǎo)絲于冠狀動(dòng)脈血管中檢測(cè)并計(jì)算冠狀動(dòng)脈血流情況，并評(píng)估冠狀動(dòng)脈狹窄對(duì)于心肌血流量的影響，但由于其高昂的費(fèi)用及檢查的有創(chuàng)性，使其難于在臨床上廣泛推廣。

而CT-FFR是基于目前快速發(fā)展的多排螺旋CT技術(shù)及其后處理軟件衍生出來(lái)的一種反映冠狀動(dòng)脈病變功能分析指標(biāo)。通過(guò)CT機(jī)的數(shù)字重建技術(shù)來(lái)模擬冠狀動(dòng)脈血流和血管腔內(nèi)形態(tài)結(jié)構(gòu)，并結(jié)合冠狀動(dòng)脈血流速度、剪切力等血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，通過(guò)納維-斯托克斯方程變換即可推算得到CT-FFR，CT-FFR使腔內(nèi)壓力測(cè)量從有創(chuàng)性介入手段轉(zhuǎn)向無(wú)創(chuàng)的螺旋CT測(cè)量，相關(guān)研究中具有代表性的兩項(xiàng)國(guó)際多中心研究(DISCOVER-FLOW試驗(yàn)和DeFACTO試驗(yàn))及其諸多的衍生研究均表明CT-FFR與傳統(tǒng)的FFR均能與冠狀動(dòng)脈疾病所導(dǎo)致的功能性血流改變有很好的相關(guān)性[12]。

Gonzalez等[13]在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)分析研究中以傳統(tǒng)的介入方式FFR測(cè)量為依據(jù)和參照，發(fā)現(xiàn)螺旋CT診斷功能性狹窄的敏感度及陰性預(yù)測(cè)值分別為92%和87%，但特異度和陽(yáng)性預(yù)測(cè)值僅為43%和56%，但是研究表明CT-FFR可以顯著地提高診斷特異度和陽(yáng)性預(yù)測(cè)值分別達(dá)72%和70%，最近多位學(xué)者的研究也表明CT-FFR與螺旋CT形態(tài)學(xué)分析相結(jié)合，能夠明顯的提升冠狀動(dòng)脈功能性狹窄的識(shí)別率[14-15]，而且，美國(guó)食品藥品管理局已經(jīng)批準(zhǔn)了螺旋CT冠狀動(dòng)脈血管成像計(jì)算FFR相關(guān)軟件的上市。相信隨著CT設(shè)備的升級(jí)和相關(guān)算法的進(jìn)一步精確，CT-FFR越來(lái)越顯示出其對(duì)冠狀動(dòng)脈疾病功能受損的預(yù)測(cè)分析能力，完全可以期盼替代傳統(tǒng)FFR在臨床推廣。

3 冠狀動(dòng)脈缺血性疾病的一站式功能診斷檢查

目前在實(shí)際的臨床工作中，我們都知道，由于諸多因素的影響，冠狀動(dòng)脈疾病尤其是缺血性冠狀動(dòng)脈疾病很難做到快速、精確的診斷和治療，但是很多研究中心和學(xué)者都在進(jìn)行相關(guān)的嘗試，特別是隨著多層螺旋CT檢查硬件與軟件的高速發(fā)展，基于螺旋CTCA并且聯(lián)合SPECT-MPI或CTP實(shí)現(xiàn)對(duì)于缺血性冠狀動(dòng)脈做出一站式的功能診斷，并且指導(dǎo)臨床快速制定高效的治療方案已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)。

MPI在心肌功能、預(yù)后分析及治療決策中的作用早已得到公認(rèn)，但它一直是作為一項(xiàng)獨(dú)立的檢查手段，雖然每年有很多患者接受SPECT-MPI檢查，但是由于其操作相對(duì)復(fù)雜、費(fèi)時(shí)和有創(chuàng)，對(duì)患者的要求也比較高，不可能對(duì)每一位有癥狀的冠狀動(dòng)脈疾病患者進(jìn)行操作，很多研究都表明CTP成像中測(cè)得的相關(guān)數(shù)據(jù)，如心肌灌注缺損程度與缺損的面積，左心室容積及LVEF等與SPECT-MPI具有很好的一致性[8-10][16-18]，研究表明與核素灌注相同，心肌對(duì)于碘對(duì)比劑的吸收也有類似的過(guò)程，因此通過(guò)軟件的計(jì)算可以捕捉到心肌相關(guān)數(shù)據(jù)的變化，很好的表現(xiàn)心肌血供及血流動(dòng)力學(xué)的變化。與SPECT-MPI相比較，CTP可以在一次檢查過(guò)程中，真正地實(shí)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈疾病患者一站式的心肌功能變化顯示與診斷，這種方便、快捷和高效的檢查手段已經(jīng)在一些檢查中心得到使用，但是由于其相關(guān)測(cè)量軟件的規(guī)范和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性還有待于大樣本的數(shù)據(jù)進(jìn)一步證實(shí)，距離其臨床推廣還需要時(shí)間。

4 冠狀動(dòng)脈管壁成像

冠狀動(dòng)脈疾病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)與預(yù)后分析中其中有一項(xiàng)很重要的因素就在于冠狀動(dòng)脈管壁斑塊的性質(zhì)，不同類型的斑塊會(huì)導(dǎo)致不同的后果，冠狀動(dòng)脈斑塊大體上可分為兩種，一種為穩(wěn)定型斑塊，另一種為不穩(wěn)定型斑塊，過(guò)去傳統(tǒng)的冠狀動(dòng)脈造影檢查(CAG)由于只能分析和判斷冠狀動(dòng)脈管腔的解剖學(xué)變化，而無(wú)法判斷病變局部斑塊的性質(zhì)與風(fēng)險(xiǎn)，所以無(wú)法做出針對(duì)性很強(qiáng)的功能診斷，已經(jīng)有很多相關(guān)的MRI或螺旋CT的影像學(xué)試驗(yàn)和臨床研究應(yīng)用于冠狀動(dòng)脈或冠狀動(dòng)脈以外的其他周圍血管、顱內(nèi)血管的疾病診斷中[19-21]，一個(gè)有趣的現(xiàn)象是絕大部分急性冠狀動(dòng)脈綜合征(ACS)發(fā)生于輕、中度冠狀動(dòng)脈狹窄的患者，傳統(tǒng)的冠狀動(dòng)脈造影不能識(shí)別斑塊的性質(zhì)，所以如前所述能否把一站式的冠狀動(dòng)脈功能成像真正的推廣到臨床對(duì)于冠狀動(dòng)脈疾病患者是相當(dāng)重要的，這其中就包括了冠狀動(dòng)脈螺旋CT斑塊分析，對(duì)于冠狀動(dòng)脈管壁分析比較權(quán)威的一項(xiàng)檢查來(lái)源于血管內(nèi)超聲(IVUS)，IVUS可以較為準(zhǔn)確的評(píng)估冠狀動(dòng)脈管腔徑線、血管外彈力膜面積、管腔面積、管腔狹窄率、管壁斑塊偏心指數(shù)及血管重構(gòu)指數(shù)等指標(biāo)，但是傳統(tǒng)的IVUS由于價(jià)格昂貴，而且屬于有創(chuàng)檢查，很難在臨床上大面積推廣，但是隨著目前螺旋CT硬件與軟件的高速升級(jí)以及多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究均已經(jīng)證實(shí)了螺旋CT影像與IVUS有良好的相關(guān)性[22]。

隨著目前螺旋CT技術(shù)的快速進(jìn)展，CTCA已經(jīng)能夠較為準(zhǔn)確的分析冠狀動(dòng)脈管壁的結(jié)構(gòu)，如根據(jù)斑塊CT值測(cè)量分析斑塊的軟硬，分析鈣化形態(tài)識(shí)別鈣化類型，斑塊對(duì)冠狀動(dòng)脈管腔的重構(gòu)形式及斑塊的負(fù)荷等等，通過(guò)上述諸多的分析測(cè)量，可以較為準(zhǔn)確的識(shí)別和預(yù)測(cè)斑塊的穩(wěn)定性與風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而對(duì)于患者的治療方案的確定具有重要意義，通過(guò)冠狀動(dòng)脈CT管壁的諸多分析測(cè)量，臨床醫(yī)生還可以對(duì)于冠狀動(dòng)脈硬化性疾病做長(zhǎng)期的跟蹤隨訪，觀察斑塊的演變，以便隨時(shí)調(diào)整治療方案，另外，對(duì)于冠狀動(dòng)脈介入治療和搭橋手術(shù)等治療均可做隨訪跟蹤。

CTCA作為一種相對(duì)低費(fèi)用，快捷高效及非侵入性的診斷手段，目前已經(jīng)在臨床工作中得到廣泛應(yīng)用，相信隨著機(jī)器設(shè)備與軟件系統(tǒng)的快速升級(jí)換代，將會(huì)涌現(xiàn)更多的冠狀動(dòng)脈硬化疾病的螺旋CT分析方法與手段，甚至在不久的將來(lái)，會(huì)真正實(shí)現(xiàn)由CTCA主導(dǎo)的對(duì)于冠狀動(dòng)脈硬化性心臟病一站式診斷與治療模式。

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河北省衛(wèi)計(jì)委重點(diǎn)科技計(jì)劃課題(20130179)

顏立群，Email：yanliqun2008@aliyun.com

R

A

1004-583X(2017)08-0729-04

10.3969/j.issn.1004-583X.2017.08.020

2017-04-13 編輯:王秋紅