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心脏冠状动脉CT解剖加功能的诊断时代

医学影像人  · 公众号  · 医学  · 2017-06-23 12:39

正文

本文原载于《中华放射学杂志》2017年第4期

临床对冠状动脉粥样硬化性心脏病(以下简称冠心病,coronary artery disease,CAD)的诊断需求包括解剖诊断,即病变部位和范围、管腔狭窄程度、管壁斑块成分等信息,以及功能诊断,即病变以远有无缺血、心肌灌注有无异常等。解剖和功能诊断的结合,是对患者进行风险评估、选择合理治疗方案的科学依据。多排CT应用于临床对冠心病的解剖诊断已经超过10年,冠状动脉CT血管成像(CCTA)已经成熟,被认为是经导管冠状动脉造影(CAG)和经皮冠状动脉介入(PCI)治疗有创诊治前的"看门人"的检查技术,也可以简单理解为是有创检查前的首选排查方法。近几年兴起的CT功能成像逐渐成为研究热点,并有望率先实现解剖加功能的临床应用。


一、心脏冠状动脉CT解剖诊断的临床应用现状



1.CCTA广泛应用于临床:

近几年CT设备成像能力持续提高,时间分辨力的提升确保了基础心率<80次/min的患者能够接受检查。CT探测器宽度(排数)增加,采集时间控制在一个或几个心动周期内,心律不齐造成的影响下降,甚至心房颤动的患者在某些机型上也可以常规检查。CCTA的进步还体现在辐射剂量的显著降低。采取的技术手段主要包括:(1)前瞻性心电门控缩短采集时间窗,减少整体的曝光时间;同时减少了回顾性心电门控小螺距采集模式的应用;(2)低管电压和管电流、迭代重建(IR)技术等个体化采集技术被广泛应用,体现了操作技师能力的进一步提高[1];(3)高端技术,如大螺距采集、宽体探测器的应用等,甚至可以使辐射剂量低于1 mSv。国内在此领域与国外同步,特别是在辐射剂量控制技术方面,做了大量临床实践与研究,并发表专家共识加以规范化推广应用[2]

笔者2014年底到2015年初,随机抽样完成了对全国237家三级医院进行CCTA应用现状的调查[3],结果显示有71%的医院拥有64排CT及以上档次的设备,64%的医院每年能够完成100例以上CCTA检查,平均每家医院每年完成1 037例,平均年增长25%~30%。这充分说明了在我国心脏冠状动脉CT技术日益获得普及,并有较大的发展空间。

2.CCTA在冠心病的诊治中发挥重要作用:

作为一项新技术,CCTA经过了10年的临床验证,获得了足够的循证医学证据。2015年发表在《新英格兰杂志》的PROMISE研究引起业界极大关注[4],研究结果证实CCTA通过观察冠状动脉病变的解剖变化,与传统的功能检查技术(包括平板运动负荷试验、负荷超声心动图、负荷核医学心肌灌注成像)相比,可以作为常规的冠心病评估手段应用。发表在2015年《柳叶刀》(LANCET)杂志的另一篇重要论文[5],更进一步证明CCTA通过发现高危病变,从而及时引导介入治疗和干预,降低了冠心病严重不良事件,包括心源性猝死和急性心肌梗死等。同时,CCTA对冠状动脉斑块等解剖信息的精准诊断,让内科药物治疗更加有的放矢,如使用他汀类药物抑制斑块进展,使患者长远获益。

CCTA的成熟应用,还表现在该技术日益解决临床关键问题,例如PCI术前评估冠状动脉病变范围、斑块钙化程度、管腔闭塞段有无"内隧道" 、远端侧支循环等[6,7],提高手术成功率。采用冠状动脉管腔内显影密度梯度(TAG),可以间接评价支架内的重度再狭窄[8]。CT图像呈现的易损斑块特征,包括阳性重构、点状钙化、非钙化斑块、低密度脂核(<30 HU),已经写入国际心血管CT协会(SCCT)发布的CCTA报告指南[9],说明这些征象被业界认可,有利于促进对病变的早期干预和对患者心血管事件的预防。

3.心脏CT对临床治疗新技术应用具有指导价值:

经导管主动脉瓣置换术(TAVR)逐渐在国内外开展起来[10]。术前对瓣膜钙化程度、瓣环大小测量、冠状动脉开口关系、外周血管路径评估等,部分是超声难以解决的,因此CT被赋予重要术前评估使命。临床已经开展的治疗新技术,如经导管肺动脉瓣置换术、二尖瓣夹、左房耳封堵术等,CT对心脏解剖显示具有优势,可以为术前定制器材起到重要作用。


一、心脏冠状动脉CT从单纯解剖向解剖加功能诊断的进步



单纯冠状动脉解剖诊断,难以揭示病变是否导致血流受阻和心肌缺血。研究显示,冠状动脉50%~70%狭窄中,只有36%的病变导致心肌缺血[血流储备分数(fractional flow reserve,FFR)<0.8],70%~90%狭窄中却有20%病变并未导致心肌缺血(FFR>0.8)[11],这说明个体化、科学化治疗方案的确定,需要解剖和功能诊断信息的整合。

1.连续动态CT心肌灌注成像(dynamic CT perfusion,CTP)已经初步应用于临床:

该技术是通过连续扫描获得对比剂灌注心肌的时间衰减曲线(时间密度曲线),通过数学模型计算心肌血流量(MBF),计算原理可理解为曲线的上升斜率与血流量相关,而曲线下面积与血容量相关。目前该技术在高端CT设备上均有软硬件支持,最大优势是能够定量评估心肌内血流和灌注量。

CORE320是第1项采用静态首过法CTP国际多中心临床试验[12],在对381例稳定性心绞痛患者研究发现,以CAG为冠心病诊断参照标准,CT较核素单光子发射断层(SPECT)有更高的准确性,ROC曲线下面积分别为0.78和0.69。如果CCTA解剖和CT心肌灌注功能信息结合,ROC曲线下面积可以提升为0.87,说明解剖加功能诊断结合的模式更加准确可靠。已经有较多的研究证实,CTP与核素等传统心肌灌注成像技术相比,具有良好诊断一致性。Blankstein等[13]将CTP成像与SPECT结果相比较,CTP诊断心肌缺血的敏感度、特异度、阳性和阴性预测值分别为84%、80%、71%和90%,证实CTP具有较高的诊断效能。Bamberg等[14]采用CTP图像上测得的MBF<75 ml·100 mg-1·min-1作为诊断标准,同时加上CCTA诊断狭窄率指标,敏感度和特异度分别达到93%和87%。因此,CCTA解剖与CTP心肌灌注功能的联合诊断,是临床全面评估冠心病的最佳路径之一。目前,CTP临床应用的限度主要包括设备必须具备后处理功能,诊断标准不够统一,以及部分心肌部位出现图像伪影,导致假阳性诊断等。

2.FFR-CT成像已经显示出很好的临床应用前景:

冠状动脉FFR是指存在狭窄病变时,负荷状态下血管的最大血流量与假设不存在狭窄时所能获得的最大血流量之比,换算成压力,即狭窄远端压力与狭窄近端的压力之比,比值<0.75(也有作者采用<0.80),说明该狭窄具有血流动力学意义。FFR-CT是指应用CCTA图像,经后处理软件分析获得FFR值,即能够显示冠状动脉血管狭窄和斑块信息,同时能够提供任意冠状动脉部位的FFR值。FFR-CT技术的最大优势是只需要一次CCTA扫描,不需应用腺苷等负荷药物,却能够同时提供解剖和功能测量指标。但FFR-CT需要较高的图像质量,以及特殊后处理软件完成。

2011年发表了FFR-CT的第1个国际多中心研究DISCOVER-FLOW[15],在对103例稳定心绞痛患者的研究中,FFR-CT与金标准对照,在血管水平其诊断缺血性狭窄的准确性、敏感度和特异度分别为84.3%、87.9%和82.2%,较单纯CCTA的58.5%、91.4%和39.6%显著提高,特别是提高了特异度,降低了假阳性诊断率。2012年发表了DeFACTO研究[16],随后的2014年,FFR-CT领域又发表了NXT研究[17],再次证明FFR-CT可以显著提高CT识别有血流梗阻病变的能力。上述研究均证明了解剖加功能联合诊断的价值所在。

无论是解剖诊断还是功能诊断,都要掌握"让患者获益"的原则,这是循证医学的根本。对于CCTA检查来说,其内涵首先是选择好检查适应证,不能在极低危或极高危患者(例如急性冠脉综合征患者)中随便使用。其次,要首选无创的CCTA检查,而不是首选有创的CAG检查。CCTA技术已经成熟,性价比和安全性均很高,应该更加注重推广应用。再就是对于冠心病的诊断应该推广"解剖加功能"诊断模式,特别是CCTA检查后,对于存在30%~90%狭窄的患者,根据临床实际情况,进一步评估血流储备和(或)心肌血流灌注的功能诊断是科学的。

综上所述,CCTA技术已经应用超过10年,在国内外均积累了大量的临床应用经验和循证医学证据,其应用前景广阔,值得在疑诊冠心病的患者中逐步取代有创的CAG检查。十年磨一剑,对于冠心病排查与诊断,CCTA解剖诊断起到了奠基性作用。虽然基于CT的功能成像技术刚刚进入初步临床应用阶段,但全球的业界同道给予极高的关注,主要由于这一领域具有很大的临床需求。而能够同时兼顾冠状动脉解剖加功能成像的技术,目前只有CT成像。因此,凸显了CT在该领域的重要性,国内同道应该继续沿着该方向大踏步迈进。

参考文献(略)

(收稿日期:2017-01-10)

(本文编辑:张琳琳)