冠狀動(dòng)脈影像學(xué)研究進(jìn)展

葛曉峰 明星 綜述 于波 審校

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院臨床醫(yī)學(xué)院心內(nèi)科，黑龍江 哈爾濱 150081)

冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病(coronary arterial disease，CAD)正逐漸成為威脅人類健康的頭號(hào)殺手，CAD被普遍認(rèn)為是一種動(dòng)脈內(nèi)的慢性炎癥反應(yīng)，緩慢進(jìn)展并逐漸出現(xiàn)臨床癥狀，其主要特點(diǎn)是動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)斑塊的形成，危險(xiǎn)因素包括:遺傳、性別、高脂血癥、高血壓、糖尿病、肥胖及吸煙等［1-2］。隨著AS斑塊的不斷進(jìn)展，可出現(xiàn)冠狀動(dòng)脈管腔的逐漸狹窄，導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)心肌的血液供應(yīng)受阻，隨后出現(xiàn)心絞痛等臨床表現(xiàn)。而當(dāng)AS斑塊破裂，則會(huì)形成急性血栓，完全中斷冠狀動(dòng)脈的血流，發(fā)生致命性的急性心肌梗死。由于AS斑塊的這種進(jìn)展性，冠心病的早期診斷就顯得尤為重要。而早期診斷則依賴于選擇準(zhǔn)確適宜的冠狀動(dòng)脈影像學(xué)技術(shù)。另外，例如冠狀動(dòng)脈支架植入術(shù)是臨床治療CAD的重要方法之一，但是研究發(fā)現(xiàn)即便是目前最先進(jìn)的藥物洗脫支架的再狹窄發(fā)生率也為10%左右［3］，因此選擇適當(dāng)?shù)挠跋駥W(xué)方法為患者進(jìn)行治療評(píng)價(jià)和術(shù)后隨訪也顯得尤為必要。目前，冠狀動(dòng)脈影像學(xué)技術(shù)的選擇種類繁多，比如冠狀動(dòng)脈造影術(shù)、多排螺旋CT、冠狀動(dòng)脈核磁共振成像、光學(xué)相關(guān)斷層掃描和血管內(nèi)超聲等，為了方便臨床醫(yī)師針對(duì)不同患者進(jìn)行個(gè)體化選擇，現(xiàn)就這些影像學(xué)方法進(jìn)行一一闡述。

1 冠狀動(dòng)脈造影術(shù)

冠狀動(dòng)脈造影術(shù)技術(shù)不僅可以觀察冠狀動(dòng)脈的分支解剖、病變部位的全貌特征，還可以顯示冠狀動(dòng)脈的狹窄程度、分布和某些動(dòng)脈內(nèi)粥樣硬化病變的特征，以及側(cè)支動(dòng)脈循環(huán)的狀態(tài)，左心室整體和其節(jié)段性運(yùn)動(dòng)功能，可為冠狀動(dòng)脈病變疑難病例的確診、治療適應(yīng)證的選擇、療效檢驗(yàn)等提供確切的依據(jù)［4］。雖然目前新的診斷技術(shù)不斷出現(xiàn)，但冠狀動(dòng)脈造影術(shù)仍然是臨床診斷冠狀動(dòng)脈狹窄以及評(píng)估冠狀動(dòng)脈支架術(shù)后再狹窄的金標(biāo)準(zhǔn)。

在CAD的介入術(shù)治療中，冠狀動(dòng)脈造影術(shù)可顯示病變的精確位置、局部的特征、近段以及遠(yuǎn)段血管狀態(tài)、有無側(cè)支循環(huán)供血等，為是否進(jìn)行手術(shù)、手術(shù)方式的選擇、治療方案的制訂、并發(fā)癥的術(shù)前預(yù)防和處理措施準(zhǔn)備等提供依據(jù)。但冠狀動(dòng)脈造影術(shù)仍存在一些限制及不足:(1)通過造影劑顯示的充盈血管腔的二維平面輪廓構(gòu)建推測(cè)的冠狀動(dòng)脈三維解剖結(jié)構(gòu)，決定其從任何角度獲取的平面圖像都仍然可能錯(cuò)誤估計(jì)病變處的狹窄程度。(2)目前冠狀動(dòng)脈造影設(shè)備的最高分辨力為4～5線對(duì)/mm，所以不能發(fā)現(xiàn)＜0.20 mm的血栓和小鈣化灶。(3)無法得到兩個(gè)互相垂直且與所觀察血管相垂直的三個(gè)垂直相交平面的觀測(cè)。(4)定量的血管造影檢測(cè)血管邊界的情況，在準(zhǔn)確性方面存在著與常規(guī)方法所共有的局限性。(5)由于冠狀動(dòng)脈造影術(shù)是根據(jù)造影劑反映的充盈缺損影像來進(jìn)行診斷，所以只能反映動(dòng)脈管腔內(nèi)造影劑充盈后的大致輪廓而并非粥樣斑塊病變本身，這樣不僅存在觀測(cè)盲區(qū)，也不能提供病變動(dòng)脈管壁的詳細(xì)信息和病變程度。因此，在根據(jù)粥樣斑塊形態(tài)和其組織學(xué)特性制定個(gè)體化治療方案時(shí)，冠狀動(dòng)脈造影術(shù)就存在局限性。另一方面，冠狀動(dòng)脈造影術(shù)對(duì)于動(dòng)脈管腔形態(tài)復(fù)雜的情況很難進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，加上冠狀動(dòng)脈造影術(shù)常選擇病變節(jié)段作為正常的參照節(jié)段，這也使得冠狀動(dòng)脈造影術(shù)常無法準(zhǔn)確判定病變的范圍和狹窄程度［5］。而且，冠狀動(dòng)脈造影術(shù)作為一種有創(chuàng)的診斷方式，同樣具有有創(chuàng)檢查的潛在危險(xiǎn)因素以及并發(fā)癥發(fā)生的可能，如導(dǎo)致患者插管并發(fā)癥、造影劑毒副作用、術(shù)中心律失常、突發(fā)急性心肌梗死、腦血管意外，甚至死亡［6］。目前隨著冠狀動(dòng)脈造影術(shù)的衍生新技術(shù)，如虛幻支架、支架下精細(xì)顯影、支架減影等的發(fā)展，雖然可以進(jìn)一步使狹窄判斷再精確，但在多重因素的影響下，冠狀動(dòng)脈造影術(shù)仍不能準(zhǔn)確反映冠狀動(dòng)脈的狹窄程度，也不能對(duì)冠狀動(dòng)脈管壁的斑塊性質(zhì)做出判斷。此外，行冠狀動(dòng)脈造影時(shí)，射線輻射量較大，對(duì)術(shù)者與患者的身體均有較大影響，加上操作技術(shù)較為復(fù)雜，花費(fèi)較高，這些都會(huì)對(duì)其在臨床的推廣進(jìn)行制約［7］。

2 多排螺旋CT

多排螺旋CT冠狀動(dòng)脈成像技術(shù)也是目前CAD診斷的影像學(xué)方法之一，其特點(diǎn)為方便、風(fēng)險(xiǎn)低、無創(chuàng)性、價(jià)格低廉，可以通過增強(qiáng)掃描及后處理技術(shù)對(duì)冠狀動(dòng)脈管腔的大小進(jìn)行測(cè)定，得到清晰的顯示圖像［8］。多排螺旋CT是通過多排探測(cè)器及錐形掃描線束來進(jìn)行亞秒級(jí)掃描，可在1次屏氣中完成對(duì)心臟整體的無間隙薄層掃描，且具有很高的空間分辨率，同時(shí)與后置心電門控技術(shù)以及后期處理技術(shù)結(jié)合，為無創(chuàng)顯示冠狀動(dòng)脈病變提供了全新的角度［9］。另外，多排螺旋CT觀測(cè)的冠狀動(dòng)脈血管橫斷面圖像以及容積三維重建圖像均可對(duì)冠狀動(dòng)脈的主要分支提供清晰的展示，對(duì)近中段冠狀動(dòng)脈的展示尤其是左前降支的顯示率可在90%以上，這很適合對(duì)CAD高危人群進(jìn)行普遍篩查。肖錚［10］回顧性分析了500例CAD患者病例，發(fā)現(xiàn)256層螺旋CT對(duì)無狹窄或輕度狹窄的診斷特異性為96%，對(duì)中度狹窄的診斷特異性為87.1%，對(duì)重度狹窄的診斷特異性為93.7%，其中陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為8.7%，陰性預(yù)測(cè)值為96.7%，結(jié)論顯示256層螺旋CT可以提高冠狀動(dòng)脈疾病的診斷準(zhǔn)確性和特異性，其與冠狀動(dòng)脈造影具有一致的對(duì)冠狀動(dòng)脈狹窄判斷的準(zhǔn)確率，可以成為診斷冠狀動(dòng)脈病變的無創(chuàng)篩選方法。多排螺旋CT的高陰性預(yù)測(cè)值也表明，在圖像質(zhì)量較好以及無嚴(yán)重鈣化和運(yùn)動(dòng)偽影的情況下，其可用于冠狀動(dòng)脈搭橋或支架置入術(shù)后的隨訪。但是，盡管病變可被顯示，但對(duì)其嚴(yán)重程度的估計(jì)仍存在一定誤差，尤其是鈣化嚴(yán)重或運(yùn)動(dòng)偽影嚴(yán)重的病例，其結(jié)果仍然不可靠，還需要進(jìn)行冠狀動(dòng)脈造影術(shù)進(jìn)一步判斷。動(dòng)脈血管成像對(duì)橋血管的客觀評(píng)價(jià)有很高的敏感性及特異性，在檢測(cè)橋血管的高度上有良好的準(zhǔn)確率。發(fā)現(xiàn)橋血管閉塞的敏感度和特異度高達(dá)98%。多排螺旋CT還能正確顯示動(dòng)脈支架的位置，評(píng)價(jià)支架位于近段和遠(yuǎn)段血管的血流，從而間接掌握支架的通暢情況［11］。另外，多排螺旋CT可用對(duì)冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)后或冠狀動(dòng)脈內(nèi)支架置入術(shù)后的患者進(jìn)行追蹤觀察［12］。相信隨著多排螺旋CT的臨床應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的積累和相關(guān)技術(shù)軟件的開發(fā)，多排螺旋CT的診斷準(zhǔn)確性和適用性將得到不斷提高。

3 冠狀動(dòng)脈核磁共振成像

近年來，冠狀動(dòng)脈核磁共振成像正逐漸成為冠狀動(dòng)脈病變無創(chuàng)性檢查的重要方法之一，因其無創(chuàng)性、任意層面成像、無電離輻射等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可以結(jié)合電影成像來實(shí)現(xiàn)心臟結(jié)構(gòu)和功能的動(dòng)態(tài)成像，逐漸得到越來越廣泛的臨床應(yīng)用［13］。研究證實(shí)，冠狀動(dòng)脈核磁共振成像對(duì)易損斑塊的敏感性及準(zhǔn)確性分別高達(dá)90%和96%。但是冠狀動(dòng)脈核磁共振成像仍有以下不足:(1)冠狀動(dòng)脈核磁共振成像檢查具有良好的軟組織對(duì)比度，能夠較準(zhǔn)確地評(píng)估非鈣化斑塊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，但其對(duì)鈣化斑塊不敏感，且容易受呼吸運(yùn)動(dòng)、心跳等因素的制約。(2)冠狀動(dòng)脈核磁共振成像對(duì)于各主干近段和中段的圖像顯示較為清晰，而遠(yuǎn)段則欠佳。(3)另外，如患者體內(nèi)有金屬起搏器等則應(yīng)避免此項(xiàng)檢查。(4)檢查過程較長(zhǎng)，年長(zhǎng)體弱患者完成整個(gè)檢查耐受度較低［14-15］。

核磁共振在顯示變異的冠狀動(dòng)脈時(shí)也具有優(yōu)勢(shì)，可以針對(duì)這類變異血管提供有效的信息［16］。冠狀動(dòng)脈核磁共振還可檢測(cè)移植血管的平均血流量和在整個(gè)心動(dòng)周期中的血流曲線展示，為搭橋術(shù)后的評(píng)估提供無創(chuàng)準(zhǔn)確的依據(jù)［17］。相信隨著核磁共振掃描系統(tǒng)的發(fā)展，掃描速度的提升和圖像質(zhì)量的提高，冠狀動(dòng)脈核磁共振成像會(huì)有更廣泛的臨床應(yīng)用。

4 光學(xué)相關(guān)斷層掃描和血管內(nèi)超聲

光學(xué)相關(guān)斷層掃描是一種近紅外探測(cè)微米級(jí)組織結(jié)構(gòu)的新型高分辨成像技術(shù)［18］。光學(xué)相關(guān)斷層掃描探測(cè)可接近組織學(xué)分辨率，能顯示直徑為10～20 μm的動(dòng)脈血管腔及管壁的形態(tài)特征，包括管腔徑、腔內(nèi)血栓等，光學(xué)相關(guān)斷層掃描跟血管內(nèi)超聲相比可更清晰地顯示血管壁的三層膜結(jié)構(gòu)(圖1)［19］。血管內(nèi)超聲無創(chuàng)性超聲影像技術(shù)和有創(chuàng)性心導(dǎo)管技術(shù)相結(jié)合的技術(shù)，跟血管內(nèi)超聲一樣為臨床提供了一種直接觀察血管腔及血管壁結(jié)構(gòu)的方法［20］。血管內(nèi)超聲和光學(xué)相關(guān)斷層掃描相比，具有透射深度深、無需阻斷血流等優(yōu)點(diǎn)(表1)。

光學(xué)相關(guān)斷層掃描可以清晰地分辨脂質(zhì)斑塊和鈣化斑塊，與其他影像技術(shù)的研究對(duì)比顯示，能更好地描述斑塊的形態(tài)學(xué)特征(圖2)［21］(表1)［22］，尤其適用于不穩(wěn)定斑塊的檢測(cè)，這主要是因?yàn)槠淇梢院芎玫貦z測(cè)出纖維帽的厚度(圖3)［23］。哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院介入中心是目前國(guó)際及國(guó)內(nèi)開展光學(xué)相關(guān)斷層掃描檢查最多的中心，同時(shí)也運(yùn)用光學(xué)相關(guān)斷層掃描進(jìn)行了多項(xiàng)臨床試驗(yàn)工作，我們從實(shí)際工作中總結(jié)，在有創(chuàng)冠狀動(dòng)脈血管檢測(cè)的方法中，光學(xué)相關(guān)斷層掃描對(duì)巨噬細(xì)胞含量的測(cè)定和斑塊裂口的檢查有著其他檢查手段不能企及的優(yōu)勢(shì)，另外，我們?cè)趪?guó)際上首次運(yùn)用光學(xué)相關(guān)斷層掃描評(píng)價(jià)裸支架內(nèi)新生脂質(zhì)斑塊，提出支架內(nèi)不穩(wěn)定斑塊的破裂可能是晚期支架內(nèi)血栓的成因之一［24］。運(yùn)用光學(xué)相關(guān)斷層掃描可以分辨冠狀動(dòng)脈支架植入術(shù)后支架周圍超微結(jié)構(gòu)的特征，例如支架釋放過程是否充分，支架與血管壁貼合是否良好，支架植入術(shù)后斑塊組織脫垂情況中，血管內(nèi)超聲和光學(xué)相關(guān)斷層掃描對(duì)比研究顯示，在評(píng)價(jià)支架周圍細(xì)節(jié)特征方面光學(xué)相關(guān)斷層掃描比血管內(nèi)超聲更有效精確［25］。

圖1 上:光學(xué)相關(guān)斷層掃描觀察冠狀動(dòng)脈壁三層膜結(jié)構(gòu)下:光學(xué)相關(guān)斷層掃描觀察血栓性質(zhì)，從左分別為紅色血栓、白色血栓、混合血栓

表1 光學(xué)相關(guān)斷層掃描和血管內(nèi)超聲成像參數(shù)比較

表2 光學(xué)相關(guān)斷層掃描、血管內(nèi)超聲成像與其他三種冠狀動(dòng)脈影像學(xué)技術(shù)的分辨率及斑塊形態(tài)學(xué)特征的比較

圖2 光學(xué)相關(guān)斷層掃描圖像和相對(duì)應(yīng)病理圖像

圖3 光學(xué)相關(guān)斷層掃描可以較為精確地檢測(cè)纖維帽厚度

5 結(jié)語(yǔ)

CAD作為嚴(yán)重威脅人類健康的慢性疾病，臨床醫(yī)師的診斷往往需要冠狀動(dòng)脈影像學(xué)檢查提供確切、全面的信息。這不僅可作為臨床醫(yī)生的重要診斷依據(jù)，同時(shí)也可以為進(jìn)一步的治療方案做出指導(dǎo)。臨床醫(yī)師應(yīng)從患者的病情和診治需要出發(fā)，并結(jié)合本單位的設(shè)備條件和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的綜合分析，對(duì)冠狀動(dòng)脈影像學(xué)作出最適宜個(gè)體化的選擇，為疾病的診斷及治療構(gòu)建準(zhǔn)確思路。我們期待，隨著影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有更加準(zhǔn)確、無創(chuàng)、方便、價(jià)格低廉的CAD影像學(xué)方法的誕生。

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