基于CCTA相關(guān)技術(shù)對急性冠脈綜合征檢查的研究進展＊

唐異蓓 趙 磊 劉挨師,*

1.內(nèi)蒙古自治區(qū)內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)研究生學(xué)院(內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000)

2.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院放射科(內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000)

1 引 言

隨著胸痛中心的建立，“胸痛”成為了急診科重點關(guān)注的癥狀之一。胸痛中心為突發(fā)急性冠脈綜合征(acute coronary syndrome ACS)、主動脈夾層、肺動脈栓塞的患者打開綠色生命通道而建立[1]?；颊邞?yīng)胸部不適前來就醫(yī)時，臨床醫(yī)生問診后需結(jié)合體格檢查、12導(dǎo)聯(lián)心電圖、影像學(xué)資料及生化指標(biāo)(尤其是敏感性肌鈣蛋白)等信息，判斷患者是否屬于急性冠脈綜合征。一旦確診，應(yīng)根據(jù)患者的實際情況，采取溶栓或者血運重建等措施進行治療[2-3]。

2 病理生理

據(jù)《中國心血管健康與疾病報告2019》[4]報道，ACS發(fā)病率逐年增加，有超過40%的居民是因為嚴(yán)重的心血管事件導(dǎo)致的死亡，目前心血管疾病是我國首位死亡原因。以提倡“防治結(jié)合”的理念，降低心血管事件的發(fā)病率和提高患者的生存率。該報道指出，近年來有許多非ST段抬高的中、重危ACS患者，因為沒有及時得到冠脈造影分析，錯過了最佳血運重建治療手段。所以心臟超聲和CCTA成為首當(dāng)其沖為ACS患者提供臨床治療依據(jù)的最佳選擇。ACS通常是指不穩(wěn)定的動脈粥樣硬化的斑塊發(fā)生破裂、脫落，栓塞遠(yuǎn)端微血管管腔，導(dǎo)致心肌缺血或壞死[5]。其中，ST段抬高型心肌梗死、非ST段抬高型心肌梗死和不穩(wěn)定心絞痛是ACS最常見的類型[2]。有學(xué)者[5]發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定斑塊內(nèi)存在活性的炎性細(xì)胞，這些細(xì)胞分泌的蛋白水解酶破壞了斑塊的薄層纖維帽結(jié)構(gòu)，繼而引發(fā)斑塊局部脫落形成血管栓塞。心電圖有利于幫助ACS患者進行初步分類。心電圖顯示ST段抬高，常見于冠脈的完全阻塞；而心電圖顯示ST段低平或暫時抬高改變，則提示冠脈不完全阻塞/狹窄。當(dāng)心電圖無法為ACS患者提供更可靠的依據(jù)時，需結(jié)合急診影像學(xué)檢查，盡可能為患者爭取更多的搶救時機[6]。

3 CCTA

CCTA是一項非侵入性冠脈成像檢查，眾多臨床試驗已經(jīng)證實了CCTA可以作為有創(chuàng)性選擇性冠脈造影術(shù)前的初步篩查，這樣有利于促進“精準(zhǔn)醫(yī)療”理念的推行。CCTA可以觀察到阻塞冠脈狹窄的斑塊成分和冠脈狹窄的程度。通過斑塊成分與冠脈狹窄程度可以間接的反應(yīng)受累心肌的范圍和預(yù)測心功能受損程度。為ACS患者的風(fēng)險分層提供參考依據(jù)。學(xué)者們將CCTA與心臟超聲、心臟磁共振和SPECT心肌灌注檢查進行對比，認(rèn)為這些檢查提供的部分參數(shù)有同等效益的診斷價值[3,5]。本綜述主要講述采用CCTA的相關(guān)技術(shù)，為急性冠脈綜合征患者向臨床提供哪些有價值的影像資料。

3.1 冠狀動脈病變狹窄程度評價臨床醫(yī)生首要關(guān)注的是ACS患者的冠脈閉塞程度，CCTA對冠脈狹窄程度的評估是目前公認(rèn)的診斷或排除冠心病的檢查工具，評估冠脈狹窄程度也是間接評估心功能的血流儲備的方法之一[7]。CCTA掃描結(jié)合后處理成像技術(shù)能夠快速準(zhǔn)確提供冠脈狹窄程度等相關(guān)信息。臨床常在最大密度投影重建圖(MIP圖像)進行測量冠脈的狹窄程度：即

該測量方法的準(zhǔn)確程度存在一定局限性，即測量遠(yuǎn)端正常血管直徑的區(qū)域不應(yīng)出現(xiàn)較大的血管分支結(jié)構(gòu)。所以需要計算出較為準(zhǔn)確的冠脈狹窄程度，應(yīng)在較大的血管分支前端獲得正常血管的直徑，才能夠滿足計算條件。由于冠脈血管形態(tài)及結(jié)構(gòu)存在較大的差異，并且血管狹窄位置的不一致性，運用這種傳統(tǒng)的測量模式得到的管腔狹窄程度往往會被高估。高估的結(jié)果會使部分患者接受沒有必要的有創(chuàng)造影術(shù)(Invasive Coronary Angiography ICA)治療[6-7]。為了提高血管狹窄程度的準(zhǔn)確性，全寬半高寬測量估計值與CT數(shù)字校準(zhǔn)直徑技術(shù)被學(xué)者們相應(yīng)提出[7]。

3.1.1 全寬半高寬測定估計值(Full Width at Half Maximum Determination DFWHM) Contijoch等人[7]模擬冠脈的狹窄，運用點擴散函數(shù)計算血管的全寬半高寬(FWHM)估計值，獲得的血管直徑是接近于真實大血管的直徑(適用于直徑大于2.0mm的血管)。該函數(shù)主要用于測量血管腔內(nèi)最大體素值(intraluminal maximum voxel value IMVV)和血管全寬半高寬最大估計值(the full width half maximum FWHM)[7]。該函數(shù)并不適用于直徑較小的血管(即直徑小于2.0mm的血管)，因為心臟的生理運動，會使較小的冠脈丟失部分體素值，最終會高估遠(yuǎn)端小血管的直徑，從而低估狹窄程度[7]。

3.1.2 CT數(shù)字校準(zhǔn)直徑(CT-number-Calibrated Diameter Dc)技術(shù) 學(xué)者陳[8]基于冠脈遠(yuǎn)端血管的特點(即血管直徑<2.0mm)，設(shè)計了CT數(shù)字校準(zhǔn)直徑(CT-number-Calibrated Diameter Dc)技術(shù)來彌補小血管測量不精準(zhǔn)的缺陷，這是一種需要先校準(zhǔn)冠脈運動方式后才能使用CT值校準(zhǔn)直徑技術(shù)。這種校準(zhǔn)技術(shù)通過獲得IMVV可以直接計算出血管直徑，且有較高的精確性(直徑狹窄程度誤差率≈5.6%)。該學(xué)者運用人體模型模仿了冠狀動脈狹窄進行驗證，證實了CT數(shù)字校準(zhǔn)直徑技術(shù)能夠準(zhǔn)確的計算出整個血管節(jié)段的真實直徑[8]。

3.2 冠狀動脈高危斑塊評價冠狀動脈高危斑塊通常用于形容易導(dǎo)致ACS發(fā)生的易損斑塊，這類斑塊內(nèi)的活性炎性因子，是導(dǎo)致動脈粥樣硬化斑塊的破裂、脫落的主要原因[9]。臨床常采用CCTA掃描評價導(dǎo)致冠脈狹窄的斑塊。通常影像報告里用鈣化斑塊、非鈣化斑塊和混合斑塊對斑塊成分進行描述[10]。并總結(jié)出易損斑塊在CT的特點，即陽性重塑、低密度斑塊、餐巾環(huán)征、斑點鈣化等。這類易損斑塊富含脂質(zhì)成分，所以CT值一般不超過60HU。CCTA上可以較準(zhǔn)確的勾畫出動脈粥樣硬化里的低衰減斑塊的大致形態(tài)，且有較高的敏感性(73%)和特異性(71%)。但是不能區(qū)分低衰減斑塊內(nèi)的具體成分，這是由于CT空間分辨力較低和斑塊成分常交叉存在所導(dǎo)致的。有學(xué)者結(jié)合病理結(jié)果統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致冠脈阻塞的斑塊破裂與低衰減斑塊(<30HU)密切相關(guān)(占總因素的80%)。這為提高CCTA、評估高危斑塊的能力進行了補充。結(jié)合冠狀動脈高危斑塊的特征與冠脈管腔狹窄程度，可以提高CT對心肌缺血預(yù)測的能力(靈敏性81%)[11-12]。

3.3 冠狀動脈血流動力學(xué)評價

3.3.1 管腔內(nèi)梯度衰減(transluminal attenuation gradient TAG)管腔內(nèi)梯度衰減是指CCTA掃描后處理圖像上，測量冠脈開口至冠脈遠(yuǎn)端(冠脈管腔橫截面面積不低于2mm2)之間CT值衰減系數(shù)。首先需獲得每隔5mm冠脈管腔CT值，然后計算出每隔10mm的CT值回歸系數(shù)。TAG可以用于反映冠脈內(nèi)血流動力學(xué)的改變，這也可以輔助性評估心肌缺血[13]。TAG可以輔助評估鈣化斑塊所致的冠脈狹窄，即鈣化評分越高，管腔內(nèi)CT衰減密度越明顯。TAG用于冠脈狹窄的診斷有較高的準(zhǔn)確性(準(zhǔn)確性≈92%)但多項實驗證明TAG并沒有更好的提高CCTA對冠脈狹窄診斷的準(zhǔn)確性。通常正常管腔或輕-中度狹窄的管腔TAG呈正向衰減；當(dāng)冠脈完全閉塞或亞閉塞狀態(tài)時，冠脈遠(yuǎn)端出現(xiàn)了造影劑，冠脈管腔密度呈反向梯度衰減，這間接表現(xiàn)出冠脈遠(yuǎn)端側(cè)支循環(huán)的良好建立。反向衰減也可以用于冠脈支架安置術(shù)后，如果出現(xiàn)反向梯度衰減，則提示支架內(nèi)血栓形成。TAG的測量也是受到CCTA掃描周期、掃描期象及掃描次數(shù)影響，研究表明一次性全覆蓋心臟周期掃描測量的準(zhǔn)確度明顯大于多個周期掃描[13-14]。

3.3.2 FFRct(Fraction Flow Reserve coronary flow reserve) 血流儲備分?jǐn)?shù)(FFR)是用于衡量因冠脈狹窄導(dǎo)致遠(yuǎn)端心肌供血不足，相應(yīng)心功能受損的功能評估指標(biāo)[15]。通常采用有創(chuàng)冠脈造影可以獲得FFR準(zhǔn)確參考值，即在冠脈最大充血期，將狹窄血管遠(yuǎn)端的血管壓力與狹窄血管近端壓力進行比較，獲得FFR的比值。FFR已經(jīng)是臨床醫(yī)學(xué)公認(rèn)的心肌功能評估的金標(biāo)準(zhǔn)。但是有創(chuàng)冠脈造影(ICA Invasive Coronary angiography)是一種侵入性手術(shù)，僅用于測量患者的冠脈狹窄程度和血流儲備分?jǐn)?shù)可能會引起不必要的血管損傷及其他并發(fā)癥[15]。介于ICA的原理，學(xué)者們根據(jù)血流動力學(xué)特點相應(yīng)開發(fā)出了FFRct和計算流體力學(xué)(CFD)[16]。

FFRct是把CCTA與FFR相結(jié)合，開發(fā)的一款無創(chuàng)檢測FFR的模擬軟件。由于FFRct是采用的模擬建模方式，想要獲得準(zhǔn)確的FFR參考值，首要條件是冠狀動脈處于較好的充血狀態(tài)[16]。當(dāng)需要通過FFRct為患者評估心功能時，需注射腺苷使冠脈達到最佳充血狀態(tài)后，在進行CCTA掃描，獲得準(zhǔn)確的FFR參考值。但是注射腺苷后心肌處于應(yīng)激狀態(tài)，不利于患者立即進行血運重建治療，因此部分患者會丟失最佳心肌搶救時機，所以需要根據(jù)患者情況而決定是否進行此項檢查[17]。其次，F(xiàn)FRct采用的是一種穩(wěn)定性流動模擬計算方式，而不是脈動式模擬計算方式，這往往導(dǎo)致了FFRct獲得的結(jié)果被低估(準(zhǔn)確率≈81.2%)[16]。

為了克服FFRCt提供的參考值被低估這一問題，根據(jù)FFRct的缺點進行改良，CFD運運而生。CFD運用計算機能夠自動識別CCTA掃描圖中的冠脈中心線和血管邊界，且該方法不需要冠脈達到最大充血期，就能獲得精確的冠狀動脈流場和壓力場值。這是結(jié)合冠脈壓力和血流流速信息后，計算獲得壓降系數(shù)(CDP)的新技術(shù)。壓降系數(shù)是指跨狹窄壓降與遠(yuǎn)端壓降的比值。與FFR相比，CDP能夠直接量化狹窄段的血流動力學(xué)[16,18]。CDP通常在舒張期(R-R間期的60-70%)或收縮期(R-R間期的40-50%)采集CCTA圖像重建獲得，該學(xué)者[18]在少量患者上驗證了CFD與有創(chuàng)FFR呈線性相關(guān)(準(zhǔn)確率≈90.9%)；而另一學(xué)者[19]使用基于CFD的FFRct與有創(chuàng)FFR做了比較，證明了CFD能快速的診斷出冠脈特異性缺血性病變，具有較高的準(zhǔn)確性及特異性，并且還在實驗中證明≤799鈣化分?jǐn)?shù)的患者幾乎不會影響CFD的FFRct的診斷結(jié)果；而鈣化分?jǐn)?shù)>799的患者人數(shù)過少，無法證明高鈣化分?jǐn)?shù)不會影響CFD的準(zhǔn)確性。CCTA提供心臟冠脈狹窄的解剖模型與CFD結(jié)合進行分析，填補了解剖學(xué)上冠脈梗阻與血流動力學(xué)之間的空白[16,18]。通過模擬計算得到的冠脈管腔狹窄程度與計算流體力學(xué)獲得的血流儲備分?jǐn)?shù)更接近有創(chuàng)冠脈造影的值，減少了不必要的有創(chuàng)冠脈造影[19]。

3.4 脂肪衰減指數(shù)(FAI Fat attenuation index)血管病理性狹窄通常見于血管附壁血栓的形成，而附壁血栓的不穩(wěn)定性，隨時會給患者帶來生命危險。尋找不穩(wěn)定附壁斑塊成為了學(xué)者們重要的探索點。學(xué)者余[20]在研究中發(fā)現(xiàn)，血管周圍脂肪衰減指數(shù)(FAI)是一種有潛力的判斷冠脈特異性缺血的新指標(biāo)。這是不穩(wěn)定的附壁血栓釋放活化炎性因子，使相鄰血管周圍脂肪水腫。血管壁因血液湍流或管壁內(nèi)壓力不均，血管內(nèi)膜受損，凝血因子聚集形成附壁血栓。附壁血栓形成初期，由于受損血管內(nèi)壁還未徹底纖維化或鈣化時，受損的血管壁周圍因炎性因子和水分出現(xiàn)過度聚集，管壁滲透壓增高，炎性成分向周圍脂肪層滲出，導(dǎo)致周圍脂肪密度增高。在CCTA多曲面重建圖上，可以觀察到冠脈血流受限的病變區(qū)域比非血流受限病變區(qū)域周圍脂肪密度增高，并且炎性水腫累及外周脂肪范圍的徑向距離與靶血管的直徑幾乎一致[20]。該學(xué)者還發(fā)現(xiàn)當(dāng)FFR<0.8時，測得附壁血栓周圍的脂肪的FAI值會增高。盡管FAI有很高的敏感性(敏感性≈80%)，但是特異性很低(特異性≈56%)[20]。FAI聯(lián)合直徑狹窄(DS)和總斑塊體積(TPV)進行綜合評估，可以提高評估不穩(wěn)定斑塊的特異性(FAI+DS+TPV組合評估，敏感性≈85.9%，特異性≈67.2)。FAI+DS+TPV這種聯(lián)合評估方式，是一種省時且安全的用于篩查缺血性冠狀動脈狹窄的潛力性組合參數(shù)。這項聯(lián)合評估方法，其性能與基于CFD的FFRct基本一致[20]。

3.5 左室運動與功能負(fù)性重構(gòu)也是造成冠脈狹窄的常見因素。當(dāng)主要供血冠脈狹窄超過50%或其他冠脈狹窄超過70%時，心肌血流量降低，最終因心肌缺血發(fā)展到失代償性心功能收縮障礙，即室壁運動能力減退或消失，甚至左室射血功能也下降。室壁節(jié)段性的運動異常與存活心肌的功能狀況息息相關(guān)[21]。靜息狀態(tài)下，正常的心肌收縮運動移動度不應(yīng)低于6mm，收縮期室壁增厚率應(yīng)大于40%[22]。室壁增厚率通常定義為收縮末期的室壁厚度減去舒張末期室壁厚度獲得的相對的增量百分比[23]。學(xué)者Kasumi[24]在動物實驗中發(fā)現(xiàn)，短暫性的心肌缺血不會產(chǎn)生明顯的室壁收縮障礙，這可能是因為心臟血供儲備可以滿足心肌代償性收縮；而冠脈嚴(yán)重狹窄時，心肌血供明顯下降，缺血的心室肌壁收縮程度較正常心室肌壁收縮程度明顯減低。嚴(yán)重的冠脈狹窄所支配的遠(yuǎn)端心肌壁，室壁運動能力明顯減緩；當(dāng)發(fā)展到心肌細(xì)胞壞死時，心肌節(jié)段性運動消失或心肌壁出現(xiàn)反常運動。左室收縮能力受損時，射血分?jǐn)?shù)相應(yīng)減低，當(dāng)左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)<50%時，就已經(jīng)向臨床發(fā)出心功能受損的警告了。目前心臟磁共振可以作為評估室壁運動能力的金標(biāo)準(zhǔn)的同時計算出左室射血分?jǐn)?shù)。學(xué)者們以心臟磁共振作為參考，探索心臟CT評估室壁運動的能力。實驗發(fā)現(xiàn)心臟CT在評估室壁運動與心臟磁共振檢測室壁運動能力具有一致性[21,24]。這為心臟CT在運動功能學(xué)上的欠缺做了補充。

3.5.1 心臟節(jié)段分型 室壁異常運動是心肌缺血的高度敏感標(biāo)志[24]。通常臨床采用美國心臟協(xié)會(AHA)提供的心臟17節(jié)段模型來衡量節(jié)段性室壁收縮情況。但是，近期一位韓國學(xué)者[23]參考AHA提供的心臟17節(jié)段模型對韓國正常人群的心臟節(jié)段進行測量后，發(fā)現(xiàn)該參考標(biāo)準(zhǔn)并不適用于亞裔人群。并參考美國心臟協(xié)會心臟節(jié)段分型標(biāo)準(zhǔn)繪制了適用于韓國人群的正常的心肌壁的節(jié)段厚度模型。根據(jù)這位學(xué)者的調(diào)研，可以總結(jié)出地域海拔及生活習(xí)慣不同都會影響心肌的生理結(jié)構(gòu)產(chǎn)生適應(yīng)性變化。這位學(xué)者的研究說明，根據(jù)當(dāng)?shù)鼐用竦膶嶋H情況對參考模型進行調(diào)整，才有利于臨床直觀的判斷室壁運動是否發(fā)生異常，即心肌壁在收縮期的正常增厚能力和心肌節(jié)段長度正常伸縮的能力。

3.5.2 左室射血分?jǐn)?shù)(Left ventricular ejection fraction LVEF) 左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)作為心力衰竭的重要指征之一，與心臟磁共振相比臨床更多采用心臟超聲測量LVEF。心臟超聲是一種動態(tài)觀察心臟的檢查，其測量方法的準(zhǔn)確性依賴于醫(yī)師的主觀判斷[21]。心臟CT采用門控技術(shù)在每次心動周期的10%處，進行回顧性圖像重建，生成可自由操作的多平面重建(MPR)圖像。自動計算左心室血容量，并在收縮末期(ES)(即RR間期的25-30%)和舒張末期(ED)(即RR間期的95-0%)分別確定為最小和最大左心室直徑，計算出左心室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)。由于MDCT的時間分辨率較低，獲得的收縮末期心室容積容易被高估，所以CT對射血分?jǐn)?shù)值評估較超聲檢測低[21]。

4 小 結(jié)

綜上所述，在突發(fā)的急性冠脈綜合征影像醫(yī)生應(yīng)該結(jié)合實際情況選擇最快捷的檢查方式為臨床提供有價值的信息，搶救更多的存活心肌。CCTA能夠多模式為心臟提供解剖和功能信息，結(jié)合各項檢查參數(shù)，能夠有效提高心臟檢查的準(zhǔn)確性和靈敏性。這種多參數(shù)檢查可以更好的為臨床提供效用價值。