冠狀動脈CTA技術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

秦皇島市北戴河醫院 CT室，河北 秦皇島 066100

引言

DSA是一種有創檢查，而且術中隱藏危險，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，因其運用范圍大、無創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術前的指導以及判定術后療效情況，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，并且因其無創無痛、操作簡便、檢查時間短等優勢對冠狀動脈病變的高危人群進行篩查。本文主要介紹CTA技術的現狀及日后發展趨勢。

1 冠脈CTA的發展過程

1972年，科學家Hounsfield將CT技術第一次運用在醫學臨床診斷當中，從此CT技術步入了飛速發展的階段[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出現開始，患者的憋氣時間可以縮短至20 s之內，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。后來又出現了雙源CT掃描技術，即包括兩套發射器和兩套接收器的CT掃描設備，時間分辨率最高可至83 ms，同時將高時間分辨率CT后處理技術同雙源CT相結合，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。隨著科學技術的進一步發展，目前256排螺旋CT的問世，象征著新的掃描技術的誕生。絕大多數被檢查者可于一次心動周期獲得冠狀動脈的完整掃描結果，而心臟容積數據只需在靜止患者的2 s之內，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用

冠脈若存在結構及功能上的問題，繼而出現一系列的狹窄、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，且發病率正在逐年呈上升的趨勢，目前醫學界公認其發病機理同冠脈結構異常及管腔狹窄均有一定的相關性。發病機理導致冠心病的提前診斷以及盡快治療就顯得尤為關鍵，盡可能地降低冠心病患者的死亡率，提高患者的生活質量。之前診斷冠心病主要根據DSA（Digital Signature Algorithm）法，費用和有創性等問題導致DSA早期診療的比例有限。繼DSA后出現的冠脈CTA，具有快捷簡單、無創等優勢，已經大范圍應用在了初期篩查、后期診斷和各類術后復查等領域內[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用

有文獻報道，目前人群中，冠脈病變的發病率約0.5%～4.2%[4]，其中絕大多數人在平時均無明顯癥狀，若患者出現應激狀態如體力勞動、激烈運動等大負荷運動時，可出現心率驟增、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病率增加有著十分密切的關系。縱然先天性冠狀動脈畸形發生率極為少見，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，為以后的治療和預后提供強有力的保障。當下無創檢查是冠心病診療的最新動向，且冠脈CTA后處理系統也日漸成熟，功能也實用高效，可準確地呈現冠脈畸形的類型、位置和周圍組織間的聯系，使冠脈重要的分支以及各大血管內壁可以全方位、多角度地呈現最為滿意的圖像。對由于各種原因導致的不能通過手術治療的冠心病患者，也可根據CTA進行介入診療前的預估及判斷。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據。

2.2 冠脈CTA在診斷冠狀動脈狹窄中的應用

冠脈CTA技術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知，尤其對于缺血情況出現的患者及時給出準確率極高的診斷結果。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、以及預測預后情況等。

科學家Tamarappo等曾經利用292個冠脈病變患者，結果顯示隨著狹窄程度的增加，陽性預測值（PPV）增加而陰性預測值（NPV）相對其保持穩定。入組患者的曲線分析結果可以看出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，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測率同狹窄程度間呈正相關關系，若狹窄＞85%時，冠脈CTA預測率極高，若狹窄＜45%，也可以較為準確地預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、位置及數量情況。目前冠脈CTA的后處理系統日趨成熟，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作出初步判斷，繼續鑒別鈣化斑塊情況。

2.3 冠脈CTA在術前指導和術后復查中的應用

據研究表明：冠脈CTA表現出較高的陰性預測值，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管術的需要，也能提供獨立的預測疾病進展和心臟事件的預后信息[6]。冠脈CTA對于血管壁的宏觀觀察較有優勢，可以作為冠脈介入術和大血管搭橋術的術前篩查及術后預后治療效果的有效方法。冠脈CTA可以在術前選擇并確定手術方案，確定支架類別、性質、個數等信息，對手術提供的幫助十分顯著，在臨床中效果十分顯著。冠脈支架術后一定時間可能會出現支架處再狹窄的情況，主要是因為支架附近血管內膜增生。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再狹窄的診斷有較高的陽性預測值。冠脈CTA在冠狀動脈支架術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的現狀及發展方向

當下冠脈CTA存在的問題主要表現在診斷準確性、患者接受輻射劑量、圖像偽影等諸多方面。據報道稱[9]冠脈CTA對于鈣化斑塊病灶的診斷具有一定的局限性，其中冠狀動脈不穩定斑塊的剝落和破裂導致的血栓形成可導致冠心病患者猝死情況的發生。我們可以根據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，在冠心病的預測、治療和預后一系列過程中，提早預防，明確病變的性質和分類，尤其重要[11]。

合理地運用冠脈CTA技術也非常關鍵，雖然冠脈CTA作為一種近乎完美的預測檢查，它的操作簡便、特異性強、準確率高，得到廣大臨床醫生及患者的青睞[12]。然而作為醫生，我們應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，權衡檢查利弊，合理選擇診療方法。

隨著多層螺旋CT技術的發展，在容積數據基礎上采用3D-冠脈CTA技術對冠心病進行評價，海南醫學院第一附屬醫院的彌龍等[13]對50例疑診冠心病患者行3D-CCTA檢查，對640個可評價節段進行掃描評價，最終發現診斷冠脈狹窄的敏感度、特異度、陽性預測值、陰性預測值各為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，進而獲得質量較高的圖像。暨南大學附屬廣東江門中醫院的王建益等[14]對75例疑診冠心病患者采用能譜CT成像結合低濃度對比劑檢查方法，最終獲得滿意的圖像質量，并且本方法能夠顯著降低患者的輻射劑量和碘攝入量。CCTA技術可以用于對冠狀動脈支架術后的評估， 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，血管內徑顯示欠清，影響到診斷結果的準確性。目前提出高清模式掃描，圖像質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，相對于傳統掃描提高了30%以上[15]，同時“雙低”技術（低管電壓、低管電流）[16]、腔內對比劑衰減梯度和冠脈圖像減影技術也應用于支架評價檢查中。

冠脈CTA技術在臨床應用中，由于受到時間分辨率和空間分辨率的影響，仍使12%的冠脈節段不能正確診斷，張計旺等[17]在《中國醫學成像計算機雜志》中報道，利用冠狀動脈追蹤凍結技術，能夠顯著提髙后門控冠狀動脈CT圖像質量，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、低濃度碘對比劑聯合正弦圖確定迭代重組（SAFIRE）在冠狀動脈成像中的可行性，發現能夠獲得滿足診斷需要的圖像質量，并且降低了患者的輻射劑量和患者的不良反應發生率。

臨床醫生在應用冠脈CTA的時候應有提前的輻射風險意識，合理地運用冠脈CTA[19-21]，必須最大程度地發揮CTA的臨床應用效果，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的本質是數字容積圖像原理，通過軟件進行數據圖像后處理重建等工作，通過重建進行將血管拉直、翻轉、測量等操作，而且通過斷層技術來對血管內部細節情況進行局部分析[24]。在冠脈CTA檢查中，心率不規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。在未來的發展中，應該持續改善時間分辨率以及發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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