多层螺旋CT对冠状动脉疾病的诊断进展

俞高龙 楼晓剑 桑奇潜

冠状动脉粥样硬化性心脏病是一种严重危害人类健康的常见病。据统计，我国35岁以上的男性人群中，冠心病的发病率已经超过了100/10万人口。而且冠心病起病隐匿，常猝然发作而导致严重后果。因此，在临床工作中，较早诊断冠状动脉疾病有着非常重要的临床意义，目前，各种影像学检查手段，如CT，MRI，DSA，EBCT及B超均被应用于临床发现冠心病;选择性冠状动脉造影术被认为是诊断冠状动脉疾病的“金标准”，但其检查费用高，而且有一定的风险（病死率为0.15%，并发症发生率为1.5%）[1]。

1 MSCTA的技术进展

无创性CT冠脉成像（coronary CT angiography，coronary CTA），要求CT具有较高的空间分辨力和时间分辨力，根据心动周期时相重建冠脉。CT冠状动脉成像最早是应用电子束CT（EBCT），采用心电门控技术采集数据，其时间分辨率为100 ms，尽管EBCT的时间分辨力较高，但是其空间分辨力较低（＜1.0 mm），不能获得高质量的冠状动脉图像。

MSCT技术的进展，特别是亚秒扫描速度和心电门控图像重建技术，是MSCT冠状动脉成像的技术基础，从4层MSCT开始，就可以获得冠状动脉影像，受空间和时间分辨力的限制，图像伪影干扰较重，冠状动脉成像成功率低，空间分辨力低下，容易受容积效应的影响。

16排CT进一步提高了360°扫描时间，层厚达亚毫米水平，冠状动脉成像质量进一步提高和稳定，其360°扫描时间＜500 ms，层厚＜1.0 mm，显示冠状动脉狭窄的敏感度基本在80%以上，特异度在89%以上、阳性预测值52%，阴性预测值97%，准确性达87%，但仍然有一定比例的患者（约9%），图像质量不能达到诊断要求。

相继64层MSCT的360°扫描时间达330-350 ms，加之探测器的改进，使其时间和空间分辨力进一步提高。64层MSCT在冠状动脉检查中的应用主要集中在冠状动脉狭窄程度的判断、粥样斑块成分、支架再狭窄的评估、冠状动脉搭桥血管的显示以及左心室功能的评价，但对心率较快和心律不齐病人的图像显示效果欠佳。

最近PHLIPS公司和TOSHIBA公司推出超高端（256层和640层）螺旋CT，基本克服了心跳过快和心律不齐等难题。前者360°扫描时间达到270 ms，时间分辨率缩短至34 ms，后者320排探测器宽度为16 cm，一次360°扫描包括整个心脏，使冠状动脉成像质量有明显提高，也为冠心病普查提供了便利。

2 MSCTA的临床应用

2.1 检出冠状动脉狭窄

随着MSCT探测器的改进，无创性地发现冠状动脉的狭窄、闭塞和评价桥血管也越来越可靠。不同类型16排螺旋CT检出冠状动脉狭窄的敏感性和特异性有一定差别，可能是机器时间分辨力不同、判定狭窄的截断点、判别标准有差别所致。16排螺旋CT由于运动伪影、部分容积效应以及造影剂影响，不能显示和评价冠状动脉的所有血管。而64和256层螺旋CT图像质量明显提高，对狭窄的评价和判断更加可靠。对于50%以上的狭窄判断，敏感性和特异性达到了94%和97%[2]。

2.2 冠状动脉斑块成分评价

冠状动脉斑块稳定性与冠状动脉事件的发生有密切关系，因此有关MSCT研究冠状动脉非钙化性斑块的报道较多，主要问题是斑块显示的准确性，定量评价和斑块特征的评价。研究方法为离体或在体MSCT与血管内超声（IVUS）技术对照，以后者为标准。关于斑块成分的MSCT研究文献较少，结论仍然不尽一致。MSCT判断斑块成分主要靠斑块CT值测量。在4排CT与IVUS对比研究中，软斑块、纤维斑块、钙化斑块的CT值分别为（72±32）Hu、（116±36）Hu和（388±186）Hu。离体心脏MSCT冠状动脉斑块与病理对照后显示富含质斑块和富含纤维斑块CT值分别为（47±9）Hu和（104±28）Hu。另有报道[3]，富含脂质斑块CT值（42±22）Hu，中间斑块（70±21）Hu，钙化斑块（715±328）Hu。由于研究方法不同，通过CT值判断斑块成分的变异也较大。64层MSCT克难攻坚分辨力为0.4 mm×0.4 mm×0.4 mm，发现非钙化斑块的能力有明显的提高，但目前对斑块成分的研究报道不多，对于冠状动脉斑块的MSCT检查，仍然血药在筛查发现和判定斑块的稳定性方面努力。

2.3 冠状动脉钙化的评价

冠状动脉粥样斑块的数量多少和冠状动脉钙化的积分值高低密切相关[4]。冠状动脉积分和EBCT图像结合应用，可以预测无症状患者、吸烟及糖尿病患者未来发生冠状动脉缺血事件的可能性。用MSCT计算冠状动脉钙化积分与EBCT一样具有可重复性。通常以冠状动脉钙化积分值衡量冠状动脉钙化的程度，它有不同的量化评价方法，如Agatston积分、钙化灶体积积分、等效羟基质量积分等，3种方法其可重复性和准确性依次增高。Agatston积分值在100以下者，64层MSCT评价冠状动脉50%以上的狭窄的敏感性和特异性分别为94%和95%[5]。当Agatston积分值＞400时，应用64层MSCT评价血管狭窄程度时，诊断的准确性也随之降低。

目前钙化积分的应用在于用EBCT测量冠状动脉钙化来结合他汀药物治疗来预测未来心肌梗死的可能性、评价他汀药物的治疗效果等。然而更多的冠状动脉斑块在MSCT上没有钙化，所以用钙化作为指标筛查冠状动脉斑块显然有不足。尽管64层MSCT的空间分辨力得到明显的提高，部分容积效应明显减轻，但在冠状动脉和桥血管的评价中，致密钙化斑块仍是过高评价狭窄和造成假阳性的主要原因。

2.4 冠状动脉支架的评价

冠状动脉支架植入后MSCT检查，目的在于显示支架位置形态和发现支架内再狭窄。MSCT受部分容积效应的影响，金属伪影干扰是导致判断支架内再狭窄困难的重要原因。冠状动脉支架植入后，由于花边样伪影、部分容积效应、空间分辨力影响，16层、64层MSCT评价支架内再狭窄有困难，最近256层以上MSCTA评价支架内再狭窄虽有明显好转，但不如新双源64层螺旋CT能部分克服支架产生的伪影。

16层MSCT对支架的评价当中，对直径＞3 mm的支架评价其敏感性和特异性为86%和100%，而支架直径＜3 mm的敏感性和特异性为54%和100%。有报告[6]64层MSCT评价支架的研究中，在＞50%狭窄的14枚支架中，检出13枚，而1枚狭窄未被检出是由于运动伪影所致，2枚假阳性是由于支架周围钙化所致，其总体敏感性和特异性为93%和96%。

2.5 MSCT评价冠状动脉搭桥血管情况

冠状动脉血管的走行复杂，其血管管腔直径通常4-6 mm，尽管它比固有的冠状动脉管径都要粗大，但是准确评价桥血管仍需要做MSCT三维重建。用三维重建办法可以多角度地观察吻合口。搭桥血管闭塞时，也可能有血流自固有冠状动脉逆流入桥血管。

外科金属夹可引起部分容积效应和线束硬化效应，导致图像质量下降和判断狭窄程度困难。256层MSCT较16层、64层MSCT已经明显减少了这些伪影，熟悉了解与手术相关的解剖、结构以及手术外科医生和影像医生的沟通交流对图像的解释和评价非常重要。

与血管造影相比，MSCT对桥血管的诊断准确性很高。MSCT显示搭桥血管敏感性为67%-100%，特异性在91%-100%之间。假阳性的血管阻塞包括：搭桥血管狭窄，血管内造影剂浓度低、造影剂自固有冠状动脉逆行灌注（竞争血流）[7]。

2.6 MSCT评价左心室功能

应用MSCT冠状动脉造影检查的容积数据，重建左心室短轴位二维图像，通过手工或者软件半自动的方法描记勾画心室腔内外边界，可进行左心室功能评价。以往对左心室壁功能的评价要靠心脏超声检查，16层MSCT由于其时间和空间分辨力的提高对心脏功能的评价成为可能，评价节段性室壁功能与心脏超声对比，准确性达89%，敏感性达66%，特异性为96%。16层MSCT对射血分数的评价与二维超声对比具有96%的相关性[8]，而64层MSCT血管造影不仅可以评价局部和整体功能，而且可以获得更多形态方面的信息。

新近256层以上MSCT心功能的研究中，97%窦性心律患者合并有支气管肺部疾病的患者，其左右心室功能都可以评价，其余3%不能评价则归因于期外收缩和心室内造影剂导致的条状伪影，使得心内膜识别和勾画困难。

由于MSCT可以比较左室室壁功能、血管的狭窄程度，所以对可疑冠心病的患者做MSCT检查非常有价值。冠状动脉支架植入手术和搭桥手术后患者，用256层以上MSCT做心脏功能评价可以检测支架、搭桥手术前后的心功能变化，同时可以显示支架或者桥血管的通畅和狭窄情况。

3 MSCTA的限度及展望

尽管MSCTA发现冠状动脉狭窄或闭塞近、中段诊断率达70%-80%，但在所有冠状动脉MSCTA研究中大约3%左右的冠状动脉不能满足诊断要求，而且远节段的显示仍较为困难，随着MSCTA的扫描速度大大增加，且Z轴的分辨率提高，时间分辨率的增加，64排、128排和320排探测器机型的广泛使用会明显改变以上的缺陷。

MSCTA冠状动脉造影图像能够很好地显示冠状动脉的分支，但伪影的产生影响图像质量，限制了MSCTA在冠心病中的应用。产生伪影的原因很多，最重要的是收缩期的心脏搏动伪影，右冠状动脉及左冠状动脉回旋支位于房室沟内易受搏动伪影影响，除此之外，还有几个因素，如心律不齐，主动脉根部造影剂的浓度，腔静脉内充盈的造影剂干扰，扫描时不能屏气，血管管径，高密度物质的发现（包括广泛的冠状动脉钙化，冠状动脉搭桥手术后的金属物、金属瓣膜置换、心内起搏器）等，其中，最重要的是心率，减少伪影可以采取控制心率、选择合适的重建相位窗。Nieman等[9]将78例患者按照心率快慢分为3组，第一组心率为49次/min，第二组为63次-72次/min，第三组为73～102次/min。结果第一组78%的冠状动脉可用于分析，第二、三组分别为73%和54%，检测冠状动脉狭窄的敏感度和特异度三组分别为97%、74%、67%、96%和94%、94%。Schroeder等[10]认为要取得良好的图像，心率应控制在65次/min以下。洪澄等[11]的研究表明，心脏大小，心轴方向，血管走行方向的不同导致在不同患者、不同心率及不同冠状动脉分支间图像最佳重建相位窗不相同，因此，必须按照不同的冠状动脉分支分别选择，而不能只固定一个重建相位窗上同时清晰地显示冠状动脉各分支。多相位重建的缺点是费时费力，且相位窗的选择与操作者的经验相关，但为了提高质量，这些步骤是必不可少的。另外，大量造影剂的使用不仅增加病人的费用，还可能引起副作用。

未来MSCTA将要大量开展的研究工作将包括以下方面：MSCTA对无症状人群冠状动脉的普查的前瞻性研究，MSCTA在冠状动脉中、高度狭窄诊断的准确性;冠状动脉内支架、冠状动脉搭桥术前筛选、术后血管是否再狭窄的追踪观察及其他冠状动脉疾病的评价;MSCTA发现冠状动脉壁的软斑与急性冠心病发作之间关系的大系列前瞻性研究。

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