作者：贾玉琳，谢德轩，张金玲，唐亮，肖喜刚，黑龙江省哈尔滨市，哈尔滨医科大学附属第一医院影像科
冠状动脉粥样硬化性心脏病（简称冠心病）由冠状动脉硬化引起，它的发生发展与冠状动脉管壁斑块的形成及演变密切相关，同时伴随心肌血流灌注减少及节段性心肌功能异常。冠状动脉造影检查一直被认为是诊断冠状动脉疾病的“金标准”，然而近期关于稳定性冠心病管理的指导方针建议，中间预测概率为15%～85%的患者应该接受非侵入性的检查以诊断冠状动脉疾病。
CT作为一种无创性检查，在冠状动脉中的应用日益广泛，其对临床治疗方案的选择具有重要的指导意义。近年来，CT对冠状动脉的功能性评价也逐渐成为研究热点。笔者就多层螺旋CT血管成像（CTA）在冠心病中“一站式”应用的进展予以综述。
1.冠状动脉CT血管成像技术的发展
64排CT用于临床冠状动脉成像，标志着CT已经开始常规用于冠状动脉疾病的诊断，随着CT技术的不断发展，冠状动脉CT血管成像（coronaryCTangiography，CCTA）对冠状动脉疾病的诊断效能可以与传统冠状动脉造影（conventionalcoronaryangiography，CCA）相媲美。早期研究报道，以CCA为金标准，CCTA在诊断冠状动脉管腔狭窄方面具有较高的敏感度（85%）、特异度（90%）、阳性预测值（91%）及阴性预测值（83%），且其在辨别需血管重建方面及评价冠心病严重性方面与CCA具有较高的一致性。近年来国内相关研究显示，以CCA结果作为标准，CCTA诊断冠状动脉狭窄程度的敏感度和特异度分别为84.9%及98.1%。早期CCTA多采用回顾性心电门控技术，获得全心动周期的数据，为临床需求提供多方面的图像。然而辐射剂量问题逐渐被重视，相关研究将前瞻性与回顾性心电门控技术进行对比分析，结果显示在保证图像质量及诊断准确率的前提下，前瞻性心电门控能够显著地降低辐射剂量。但值得一提的是，若采用此项技术，心率和节律的波动会对扫描结果产生严重的影响。
为进一步降低辐射剂量并提高图像质量，迭代算法重组应运而生。相对于滤波反投影法，迭代算法重组的优势是利用已采集的数据信息，允许空间分辨率与图像噪声去耦合，在减少噪声的同时保持图像的空间分辨率。近期一项研究显示，在超低剂量（100kVp，50～100mAs或120kVp，100mAs）CCTA中采用全模型迭代重组，能够显著降低辐射剂量，其平均有效辐射剂量仅为0.7mSv，与此同时，与滤波反投影法重组相比较，图像质量显著提高。因此，各种新技术的不断更新促进了CCTA的发展，并使其在冠心病的应用中越来越具有优势。
TA对冠心病的形态学评价
导致冠心病的冠状动脉形态学改变主要为动脉粥样硬化的分子水平和细胞水平的事件，如脂蛋白沉积症、炎症、平滑肌细胞增殖、细胞凋亡、坏死、钙化、纤维化等，这些事件能够导致冠状动脉特定的成分发生改变及形态学变化。冠状动脉斑块的无创性评估对冠心病的风险分级至关重要，探查冠状动脉病变的严重程度对临床诊断、最佳治疗方案选择及预后判断具有重要意义。以往研究表明，CCTA能够通过密度差异及位置关系，直观地观察斑块的典型表现，以此对斑块分型并普遍应用于临床；另外，CCTA能够通过测量斑块体积、非钙化斑块中的脂蛋白沉积、钙化斑块的钙化积分等，进一步评估冠状动脉斑块的风险，进而预测心血管事件的发生。
Fuchs等采用选择性碘物质抑制的方法，将能谱CT低剂量图像进行重组，得出虚拟平扫图像，并将其与标准平扫图像建立线性回归模型，结果显示两者的Agatston积分、钙化斑块容积及质量积分分别为187±321、（72±114）mm3、（27±46）mg/cm3及187±309、（72±110）mm3、（27±45）mg/cm3，相关系数分别为0.96、0.96、0.92（P＜0.001），且低剂量能谱CCTA能够有效地减少总体辐射剂量。
另外，CCTA作为一种无创性检查，在评价冠状动脉管腔狭窄方面亦具有显著优势，多项研究表明，CCTA对冠心病管腔狭窄程度的诊断的敏感度及特异度均较高。随着新技术的进步，CCTA已经超越了单纯的斑块分类及管腔狭窄程度的评估，它作为一种高级的成像工具，能够达到对斑块的精确描述，对心肌灌注的评价，甚至对冠状动脉粥样硬化的分子过程的探查。纵然多种新技术得以应用，CCTA对于广泛钙化斑块的冠状动脉管腔狭窄程度评价仍存在一定的局限性，其结果往往过高地评估钙化斑块导致的管腔狭窄程度，因此很难准确地预测冠心病的风险性。
TA对冠心病的功能性评价
早在1993年心肌血流储备分数（fractionalblowreserve，FFR）的概念被提出，即在冠状动脉最大充盈状态下，冠状动脉狭窄远端的平均压力与主动脉平均压力的比值，其测定主要由CCA的压力导丝完成，但CCA测量FFR具有一定的创伤性且费用较高。近年来，随着计算机流体力学（computedfluiddynamics，CFD）的发展，基于CCTA图像模拟计算冠状动脉血流流速及壁面剪切进而计算FFR（FFRCT）亦成为可能。
国际上三个早期的多中心大样本临床试验研究结果显示，FFRCT与单纯CCTA相比，显著地提高了诊断冠状动脉功能性狭窄的特异度、阳性预测值及总体诊断率，尤其是在冠状动脉中度狭窄的病例中；另外，FFRCT与有创性FFR具有很好的相关性（Spearman相关系数为0.717，P＜0.0001；Pearson相关系数为0.678，P＜0.001）。随后研究结果表明，在冠状动脉中度狭窄的患者中，与管腔狭窄程度分级相比，FFRCT自动量化斑块负荷能够显著地提高对斑块特异性血流动力学改变的测量价值。
国内学者亦做了相关研究，结果显示以传统FFR为金标准，FFRCT诊断冠状动脉功能性狭窄的准确率、敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为83.3%、75.0%、89.3%、83.3%、83.3%，且FFRCT与有创性FFR呈显著相关（Spearman相关系数为0.704，P＜0.001）。由此可见，FFRCT对冠状动脉功能性狭窄具有较高的诊断价值，但目前受技术限制，此种计算方法并不掌握在CT后处理工作之中，因此常规应用并不方便。
管腔内对比度衰减梯度（transluminalcontrastattenuationgradient，TAG）的概念被提出，即管腔内某点的对比度与从冠状动脉开口处到该点距离之间的线性回归系数，其相关研究结果显示管腔内某点的对比度与该点距冠状动脉开口处的长度呈线性回归关系，并与该点管腔的横截面积及短轴直径呈线性关系；另外，存在斑块者的冠状动脉与正常冠状动脉内TAG显著不同，说明TAG亦有助于评价冠状动脉的功能性狭窄。
随后，Choi等研究发现，TAG随着管腔狭窄程度的加重而持续显著下降，当管腔狭窄程度为0%～49%时，TAG为（－1.91±4.25）HU/10mm，当管腔狭窄程度为100%时，TAG为（－13.37±9.81）HU/10mm，因此，TAG有助于提高CCTA对冠状动脉管腔狭窄程度的分级。而Nakanishi等通过对两试验中心103例患者做相关研究，结果显示以传统FFR诊断斑块特异性缺血的结果为标准，TAG的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为53.8%、45.7%、35.4%、64.2%，FFRCT的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为82.78%、74.58%、64.28%、88.68%，CCTA管腔狭窄的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为84.6%、39.4%、43.6%、82.2%，此结果表明FFRCT的诊断率高于TAG及CCTA管腔狭窄对斑块特异性缺血的评价，且TAG在评价缺血方面具有一定的局限性。因此，关于TAG在冠状动脉功能性狭窄中的诊断效能并未达成统一，另外，关于冠状动脉钙化严重者TAG的诊断效能亦未做探讨。
鉴于TAG的局限性，有学者对其进行标准化校正，试图探讨校正值对冠心病评价的意义。Stuijfzand等的研究提出了两个校正模型，其一基于降主动脉内管腔密度衰减，计算冠状动脉相对标准化的对比度衰减梯度（TAG-CCO），另一模型基于排除钙化斑块，计算除钙化段冠状动脉的管腔内对比度衰减梯度（TAG-EXC）。结果显示TAG及TAG-EXC在无显著血流动力学改变的斑块狭窄组分别为（－13.5±17.1）HU/10mm及（－13.1±15.9）HU/10mm，而在存在显著血流动力学改变的斑块狭窄组分别为（－11.6±13.3）HU/10mm及（－11.4±11.7）HU/10mm，两组间两参数值无显著性差异；但在存在显著血流动力学改变组的TAGCCO却低于无显著改变组［（－0.036±0.034）HU/10mm与（－0.050±0.051）HU/10mm，P=0.03］，且TAG-EXC与无校正的数值相比，轻度地提高了对血流动力学改变的诊断价值。因此，TAG在评价冠状动脉狭窄引起的血流动力学改变方面不能够提供更多的诊断价值，对于TAG的校正仅能轻度提高其诊断效能。
国内相关研究亦得出相似结论，即基于CCTA的TAG及TAG-CCO尚不能较好预测冠状动脉功能性狭窄，TAG或TAG-CCO联合CCTA不能明显改善功能性狭窄的判定。因此，校正后的TAG在评价冠状动脉狭窄引起的血流动力学改变中的应用仍具有一定的局限性，需进一步寻找其他参数共同评价冠心病患者的冠状动脉的功能性狭窄。
4.CT在冠心病“一站式”应用的临床意义
CCTA已成为中低危心血管疾病的初始检查工具及阻塞性冠状动脉疾病的重要诊断方法，在冠心病的临床应用方面能够实现“一站式”检查，即常规评价冠状动脉的形态学改变的同时，实现对其功能性的评价，进而达到明确诊断及指导治疗的目的。虽然冠状动脉再血管化治疗的主要依据为CCA对冠状动脉狭窄的评价结果，即当管腔狭窄＞70%时需进行再血管化治疗，但以往研究结果表明CCTA在管腔狭窄的评估方面具有较高的准确率，因此，CT对冠状动脉的形态学评价对治疗具有一定的指导意义。然而，在循环系统中存在“形态决定功能”之理论，即冠状动脉管腔狭窄与心肌缺血之间的关系较为复杂，单纯依靠管腔狭窄程度来评价心肌缺血或指导临床治疗是不可靠的。
近年来，美国心脏病学会基金会（ACCF）、美国心脏协会（AHA）和美国心血管造影和介入联合会（SCAI）共同发布了联合制定的经皮冠状动脉介入治疗（percutaneouscoronaryintervention，PCI）指南，推荐临界病变应进行FFR测定，当FFR＜0.75时具有功能性血流动力学意义，此种情况主张PCI或者冠状动脉旁路移植术（coronaryarterybypassgraft，CABG），当FFR≥0.75时，建议采取药物保守治疗。因此，FFR对治疗方案的选择具有重要的指导价值，目前被认为是诊断冠状动脉功能狭窄的“金标准”，但指南中并未详细说明如何界定对PCI或CABG的选择。另外，上述研究对TAG的评价结果不尽相同，但至少在冠心病治疗前评估中提供了更多的指标。
随后，欧洲心脏病学会（ESC）与欧洲心胸外科学会（EACTS）联合发布了ESC/EACTS心肌血运重建指南，其对具有中度症状、15%～85%疾病可能的患者推荐CCA及CCTA的应用指数分别为IIbA及IIaA，即为可以考虑和应该考虑的级别，此类患者的功能性检查的推荐指数为IA，即为推荐/建议的级别，而联合或多种影像学检查的推荐级别为IIaB，即为应该考虑的级别。因此，在评估冠状动脉心肌血运重建方面，CCTA占有一席之地，其可以单独应用，对冠心病进行评价，亦可以与其他检查方法联合，对冠心病做出全面的分析。
另外，该指南还依据冠状动脉的解剖和/或功能的病变程度对稳定性冠心病血运重建方式做出推荐，以此选择采用PCI还是CABG，其具体依据为通过对冠状动脉的检查，评价病变冠状动脉的支数及其严重程度，CT在此方面的应用在于显示冠状动脉管腔的狭窄程度、累及范围及斑块性质，评价是否存在完全闭塞及其侧支血管情况，判断左主干是否存在病变或受累，评估病变血管球囊扩张或支架治疗的风险。
除此之外，对于存在严重瓣膜性心脏病且冠心病可能性低，或CCA尚不可行或高危患者，需进行瓣膜与冠状动脉联合干预时，瓣膜手术前应考虑做CTA检查以评估瓣膜返流情况，推荐指数为IIaC。由此说明，在冠心病的治疗方案选择及评估中，CCTA发挥着一定的作用。有研究依照ACCF/AHACABG指南，对CCTA选择CABG患者的诊断效能加以探讨，结果表明以CCA为参考，CCTA选择CABG患者的总体敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为96.5%、96.5%、88.3%和99.0%；另外，当以联合应用CCA和基于CCA的SYNTAX评分为参考标准时，联合应用CCTA和基于CCTA的SYNTAX评分相比于单独应用CCTA具有更高的特异度（98.3%和84.5%）和阳性预测值（86.0%和40.4%）。
因此，CCTA在指导选择CABG方面的精确度较高，与CCA相当，联合应用CCTA和基于CCTA的SYNTAX评分在指导选择CABG方面具有更高的特异性。实则在ESC稳定性冠心病诊疗指南中，关于不良心血管事件的风险分级指出，冠心病的长期预后取决于多项因素，包括临床和人口统计学变量、左心室功能、心脏负荷试验和冠状动脉解剖，其中冠状动脉解剖即由CCTA予以评估。CCTA独立于传统风险因素，对冠心病的病死率及不良心血管事件的发生具有重要的预测价值，若CCTA显示患者的冠状动脉存在低衰减斑块，则其患急性冠状动脉综合征的风险更高；另外，受非阻塞性斑块影响的冠状动脉数量具有预测预后的价值，如CCTA显示三支主干均存在斑块，则其病死率更高。
除了对冠心病的筛查、诊断及治疗方案前指导、风险因素评估，CCTA还能够应用于治疗后的随访及疗效评价，对药物保守治疗后冠状动脉病变的变化情况予以评价，对PCI治疗后支架的形态及其内管腔的通畅性予以判断，对CABG术后桥血管的形态、走行及通畅性予以显示，对术后并发症予以分析。由此可见，CCTA无论是在治疗前还是在治疗后，都能够实现对冠心病的“一站式”检查。
5.小结与展望
CCTA对于冠状动脉粥样硬化斑块的探测及管腔狭窄程度的评价已具有较高的准确率，上述的FFRCT、TAG、TAG-CCO及TAG-EXC均可以由常规CCTA扫描后计算或测量获得，这些参数在斑块定量及特征的分析中取得了一定的成果，在冠心病的诊断、治疗指导及疗效评估方面真正做到了“一站式”检查。随着计算机技术的不断进步，在未来的研究中，需更大样本量对不同参数值进行多方面比较并综合分析，希望以此实现基于CT图像及数据的完整的冠心病诊疗体系。
来源：贾玉琳,谢德轩,张金玲,唐亮,肖喜刚.CT在冠状动脉粥样硬化性心脏病“一站式”应用的研究进展[J].临床放射学杂志,,37(12):2123-2126.
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