冠狀動脈CTA技術(shù)在診斷冠脈病變中的最新進展

伊旭，劉沛國，韓燕，王玉君，牛心剛，洪亮，陳連紅，蘇志剛

秦皇島市北戴河醫(yī)院 CT室，河北 秦皇島 066100

引言

DSA是一種有創(chuàng)檢查，而且術(shù)中隱藏危險，費用高，造成許多患者未能接受治療。為此，近年來我們大范圍運用較為成熟的冠脈CTA技術(shù)，因其運用范圍大、無創(chuàng)性及臨床診斷率高等特點[1]，目前使用率在呈逐年升高的趨勢，因此在診斷冠狀動脈疾病上發(fā)揮著十分重要的效果。因其不僅可以判斷冠脈狹窄程度，冠狀動脈畸形、及后天變異情況，并且可以準確地給予冠脈介入術(shù)術(shù)前的指導(dǎo)以及判定術(shù)后療效情況，大幅度地提高了臨床診斷時效性，為患者及時選擇適宜的治療方法，并且因其無創(chuàng)無痛、操作簡便、檢查時間短等優(yōu)勢對冠狀動脈病變的高危人群進行篩查。本文主要介紹CTA技術(shù)的現(xiàn)狀及日后發(fā)展趨勢。

1 冠脈CTA的發(fā)展過程

1972年，科學家Hounsfield將CT技術(shù)第一次運用在醫(yī)學臨床診斷當中，從此CT技術(shù)步入了飛速發(fā)展的階段[2]。上世紀80年代首次提出了電子束（Electron Beam CT，EBCT）的概念，雖然EBCT的時間分辨率較高，仍然可以在心跳的頻率中識別微小的病灶，然而多排螺旋CT的空間分辨率要明顯高于EBCT。因螺旋CT優(yōu)異的特性，分別于2000年相繼推出了4排、8排以及16排CT以及以后的更多排數(shù)螺旋CT。第一代螺旋CT因為時間、空間分辨率很低，因此患者需要較長時間憋氣，對于身體條件較差的病人來說，確實較難完成，同時掃描深度也較淺。

然而從16排螺旋CT出現(xiàn)開始，患者的憋氣時間可以縮短至20 s之內(nèi)，隨即問世的64排螺旋CT則效率更高，10 s左右就可以得出冠狀動脈病變部位信息情況。后來又出現(xiàn)了雙源CT掃描技術(shù)，即包括兩套發(fā)射器和兩套接收器的CT掃描設(shè)備，時間分辨率最高可至83 ms，同時將高時間分辨率CT后處理技術(shù)同雙源CT相結(jié)合，最大可能地減少了運動偽影，較少的偽影可以給房顫及心律失常患者提供較為完善的心臟成像，對動脈粥樣硬化斑塊進行較為準確的評估。隨著科學技術(shù)的進一步發(fā)展，目前256排螺旋CT的問世，象征著新的掃描技術(shù)的誕生。絕大多數(shù)被檢查者可于一次心動周期獲得冠狀動脈的完整掃描結(jié)果，而心臟容積數(shù)據(jù)只需在靜止患者的2 s之內(nèi)，從而使心律失常及心動過速患者降低檢查的輻射受線量，2～3個心動周期即可以采集完成圖像，提高診療效率。

2 冠脈CTA的在診斷冠脈疾病中的應(yīng)用

冠脈若存在結(jié)構(gòu)及功能上的問題，繼而出現(xiàn)一系列的狹窄、堵塞以及痙攣，造成心肌缺血甚至梗死的一系列心肌系統(tǒng)綜合征（Coronary Artery Disease，CAD）目前冠心病已成為威脅我國公民健康的第一大疾病，且發(fā)病率正在逐年呈上升的趨勢，目前醫(yī)學界公認其發(fā)病機理同冠脈結(jié)構(gòu)異常及管腔狹窄均有一定的相關(guān)性。發(fā)病機理導(dǎo)致冠心病的提前診斷以及盡快治療就顯得尤為關(guān)鍵，盡可能地降低冠心病患者的死亡率，提高患者的生活質(zhì)量。之前診斷冠心病主要根據(jù)DSA（Digital Signature Algorithm）法，費用和有創(chuàng)性等問題導(dǎo)致DSA早期診療的比例有限。繼DSA后出現(xiàn)的冠脈CTA，具有快捷簡單、無創(chuàng)等優(yōu)勢，已經(jīng)大范圍應(yīng)用在了初期篩查、后期診斷和各類術(shù)后復(fù)查等領(lǐng)域內(nèi)[3]。目前CTA已成為一項最普遍的檢查手段。

2.1 冠脈CTA在診斷冠脈先天畸形中的應(yīng)用

有文獻報道，目前人群中，冠脈病變的發(fā)病率約0.5%～4.2%[4]，其中絕大多數(shù)人在平時均無明顯癥狀，若患者出現(xiàn)應(yīng)激狀態(tài)如體力勞動、激烈運動等大負荷運動時，可出現(xiàn)心率驟增、心臟灌注時間縮短甚至猝死的風險，目前猝死率增高與冠心病的發(fā)病率增加有著十分密切的關(guān)系?？v然先天性冠狀動脈畸形發(fā)生率極為少見，但其仍不容忽略。通常冠脈起源異常最易好發(fā)在左主動脈竇位置。先天冠脈畸形患者的猝死率通常在25%以上，因此十分危險。為此急需一種特異性強、廉價、穩(wěn)定可靠的診斷方式來檢測冠脈異常情況的存在，為以后的治療和預(yù)后提供強有力的保障。當下無創(chuàng)檢查是冠心病診療的最新動向，且冠脈CTA后處理系統(tǒng)也日漸成熟，功能也實用高效，可準確地呈現(xiàn)冠脈畸形的類型、位置和周圍組織間的聯(lián)系，使冠脈重要的分支以及各大血管內(nèi)壁可以全方位、多角度地呈現(xiàn)最為滿意的圖像。對由于各種原因?qū)е碌牟荒芡ㄟ^手術(shù)治療的冠心病患者，也可根據(jù)CTA進行介入診療前的預(yù)估及判斷。極大地提高治療效率，為臨床下一步診療提供較為完善的前期數(shù)據(jù)。

2.2 冠脈CTA在診斷冠狀動脈狹窄中的應(yīng)用

冠脈CTA技術(shù)可以對冠脈病變進行較全面的評估，對具有冠狀動脈風險的患者提供較為準確的提前預(yù)知，尤其對于缺血情況出現(xiàn)的患者及時給出準確率極高的診斷結(jié)果。在冠狀動脈病變的診療中，冠脈CTA可良好顯示冠脈病變部位血管壁的情況、管腔厚度及血液充盈、走行情況、病變血管位置和病變程度、以及預(yù)測預(yù)后情況等。

科學家Tamarappo等曾經(jīng)利用292個冠脈病變患者，結(jié)果顯示隨著狹窄程度的增加，陽性預(yù)測值（PPV）增加而陰性預(yù)測值（NPV）相對其保持穩(wěn)定。入組患者的曲線分析結(jié)果可以看出50%和70%之間的狹窄意義是對是否存在缺血進行區(qū)分。在一個其中包含狹窄病變程度，多冠脈分支阻塞，硬化斑塊出現(xiàn)，串珠樣狹窄的冠脈多因素分析中，對缺血病變最為敏感的是50%～89%的冠脈狹窄病變[5]。冠脈CTA對冠狀動脈狹窄的陽性預(yù)測率同狹窄程度間呈正相關(guān)關(guān)系，若狹窄＞85%時，冠脈CTA預(yù)測率極高，若狹窄＜45%，也可以較為準確地預(yù)測到是否有缺血情況存在，然而狹窄超過50%的串珠樣狹窄也只能夠提供部分狹窄信息。冠脈CTA還可以充分對冠脈主干以及分支近段的顯著硬化斑塊進行掃描，可從全方位、多角度對斑塊的形態(tài)、位置及數(shù)量情況。目前冠脈CTA的后處理系統(tǒng)日趨成熟，通過掃描獲得的CT密度值的不同可以對冠狀動脈斑塊的性質(zhì)作出初步判斷，繼續(xù)鑒別鈣化斑塊情況。

2.3 冠脈CTA在術(shù)前指導(dǎo)和術(shù)后復(fù)查中的應(yīng)用

據(jù)研究表明：冠脈CTA表現(xiàn)出較高的陰性預(yù)測值，證明冠脈CTA可以作為一門可靠的診斷方法，積極地用來排除冠心病疑似患者，從而減少了冠狀動脈造影導(dǎo)管術(shù)的需要，也能提供獨立的預(yù)測疾病進展和心臟事件的預(yù)后信息[6]。冠脈CTA對于血管壁的宏觀觀察較有優(yōu)勢，可以作為冠脈介入術(shù)和大血管搭橋術(shù)的術(shù)前篩查及術(shù)后預(yù)后治療效果的有效方法。冠脈CTA可以在術(shù)前選擇并確定手術(shù)方案，確定支架類別、性質(zhì)、個數(shù)等信息，對手術(shù)提供的幫助十分顯著，在臨床中效果十分顯著。冠脈支架術(shù)后一定時間可能會出現(xiàn)支架處再狹窄的情況，主要是因為支架附近血管內(nèi)膜增生。馮貴生等[7]通過對58例冠狀動脈病變患者植入的92個血管支架比較分析，冠脈CTA對于冠狀動脈支架內(nèi)再狹窄的診斷有較高的陽性預(yù)測值。冠脈CTA在冠狀動脈支架術(shù)后的隨訪中起到十分重要的作用，特別是癥狀明顯的患者，可以通過其排除再狹窄是否發(fā)生的有效方法。冠脈CTA可以對支架斷裂、變形以及支架重疊和對吻球囊擴張結(jié)果進行檢測，也可掃描心肌變化情況、室壁瘤形成和心腔擴大情況等，而且檢查簡便、快捷、無損傷、掃描范圍大[8]。

3 冠脈CTA的現(xiàn)狀及發(fā)展方向

當下冠脈CTA存在的問題主要表現(xiàn)在診斷準確性、患者接受輻射劑量、圖像偽影等諸多方面。據(jù)報道稱[9]冠脈CTA對于鈣化斑塊病灶的診斷具有一定的局限性，其中冠狀動脈不穩(wěn)定斑塊的剝落和破裂導(dǎo)致的血栓形成可導(dǎo)致冠心病患者猝死情況的發(fā)生。我們可以根據(jù)斑塊的密度情況來初步估計斑塊的分類[10]：CT值＜50 HU定義為軟斑塊、50～119 HU定義為中間斑塊、CT值＞119 HU定義為硬斑塊。通過對斑塊CT值的測定，可基本上準確地鑒別鈣化與非鈣化斑塊，對冠心病的危險程度進行分級，在冠心病的預(yù)測、治療和預(yù)后一系列過程中，提早預(yù)防，明確病變的性質(zhì)和分類，尤其重要[11]。

合理地運用冠脈CTA技術(shù)也非常關(guān)鍵，雖然冠脈CTA作為一種近乎完美的預(yù)測檢查，它的操作簡便、特異性強、準確率高，得到廣大臨床醫(yī)生及患者的青睞[12]。然而作為醫(yī)生，我們應(yīng)該具備良好的輻射危機意識，并盡量減少不必要的受線檢查，權(quán)衡檢查利弊，合理選擇診療方法。

隨著多層螺旋CT技術(shù)的發(fā)展，在容積數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上采用3D-冠脈CTA技術(shù)對冠心病進行評價，海南醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院的彌龍等[13]對50例疑診冠心病患者行3D-CCTA檢查，對640個可評價節(jié)段進行掃描評價，最終發(fā)現(xiàn)診斷冠脈狹窄的敏感度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值各為92.3%、96.3%、88.3%和97.6%，正確率為94.5%，并且與CAG診斷具有較高的一致性。近年來，利用兩個管電壓球管掃描后獲得能譜CT成像，能夠通過運用對比噪聲比曲線，計算出能量較佳的掃描條件，進而獲得質(zhì)量較高的圖像。暨南大學附屬廣東江門中醫(yī)院的王建益等[14]對75例疑診冠心病患者采用能譜CT成像結(jié)合低濃度對比劑檢查方法，最終獲得滿意的圖像質(zhì)量，并且本方法能夠顯著降低患者的輻射劑量和碘攝入量。CCTA技術(shù)可以用于對冠狀動脈支架術(shù)后的評估， 但是檢查中主要受到空間分辨率不足以及金屬支架偽影的影響，所以檢查時，血管內(nèi)徑顯示欠清，影響到診斷結(jié)果的準確性。目前提出高清模式掃描，圖像質(zhì)量得以較大程度的提高，圖像的空間分辨率可以達到0.23 mm，相對于傳統(tǒng)掃描提高了30%以上[15]，同時“雙低”技術(shù)（低管電壓、低管電流）[16]、腔內(nèi)對比劑衰減梯度和冠脈圖像減影技術(shù)也應(yīng)用于支架評價檢查中。

冠脈CTA技術(shù)在臨床應(yīng)用中，由于受到時間分辨率和空間分辨率的影響，仍使12%的冠脈節(jié)段不能正確診斷，張計旺等[17]在《中國醫(yī)學成像計算機雜志》中報道，利用冠狀動脈追蹤凍結(jié)技術(shù)，能夠顯著提髙后門控冠狀動脈CT圖像質(zhì)量，以及圖像的可判讀性，并且對45%期相的右冠狀動脈圖像，具有顯著的改善作用。吳永娟等[18]在《臨床放射學雜志》中報道了雙源CT Flash模式低電壓、低濃度碘對比劑聯(lián)合正弦圖確定迭代重組（SAFIRE）在冠狀動脈成像中的可行性，發(fā)現(xiàn)能夠獲得滿足診斷需要的圖像質(zhì)量，并且降低了患者的輻射劑量和患者的不良反應(yīng)發(fā)生率。

臨床醫(yī)生在應(yīng)用冠脈CTA的時候應(yīng)有提前的輻射風險意識，合理地運用冠脈CTA[19-21]，必須最大程度地發(fā)揮CTA的臨床應(yīng)用效果，盡最大程度減少輻射給患者身心和身體帶來的危害風險[22-23]。冠脈CTA的本質(zhì)是數(shù)字容積圖像原理，通過軟件進行數(shù)據(jù)圖像后處理重建等工作，通過重建進行將血管拉直、翻轉(zhuǎn)、測量等操作，而且通過斷層技術(shù)來對血管內(nèi)部細節(jié)情況進行局部分析[24]。在冠脈CTA檢查中，心率不規(guī)則或心率過高尤其是使用β-受體阻滯劑患者但仍無法良好的控制心率的病人來說仍然是個難題。隨著目前256排及320排螺旋CT的問世[25]，圖像的時間分辨率得到非常大的改善，尤其可以減少嚴重冠狀動脈鈣化對圖像造成的的影響。在未來的發(fā)展中，應(yīng)該持續(xù)改善時間分辨率以及發(fā)展更為先進的圖像重建算法，從而解決心率與心律的對圖像帶來的的影響，為CTA拓展更為廣泛的適用范圍。

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