冠状动脉斑块的CT血管造影评价

沈洁云王忠敏陈克敏

作者单位： 1 上海交通大学医学院附属瑞金医院卢湾分院放射科　2 上海交通大学医学院附属瑞金医院放射科



冠状动脉斑块的CT血管造影评价

沈洁云1王忠敏1陈克敏2

作者单位： 1 上海交通大学医学院附属瑞金医院卢湾分院放射科2 上海交通大学医学院附属瑞金医院放射科

【摘要】冠状动脉粥样硬化斑块逐渐发展成为易损斑块，继而破裂导致血栓形成，是导致急性冠状动脉综合征发病的主要病理学基础。随着影像学技术的发展，冠状动脉CT血管造影技术无创性评价冠状动脉斑块的作用已成为国内外研究热点。本文就CT成像在评估冠状动脉斑块病理生理特点、鉴别机制、临床应用现状与进展等方面作一综述。

【关键词】冠状动脉；斑块；CT

中国医学计算机成像杂志，2016，22：97-100

Chin Comput Med Imag，2016，22：97-100

1. Department of Radiology, Ruijin Hospital Luwan Branch，Shanghai Jiaotong University, School of Medicine

2. Department of Radiology, Ruijin Hospital，Shanghai Jiaotong University, School of Medicine

Address: 197 Ruijin 2nd Road，Shanghai 200025, P.R.C.

Address Correspondence to CHEN Ke-min（E-mail:keminchenrj@163.com ）

Foundation item：Program of Shanghai Huangpu district science and technology committee（HKW201341）

冠状动脉硬化性心脏病，是危害人类健康的常见病，致残致死率高。大部分急性冠状动脉综合征（acute coronary syndrome，ACS）是由于轻、中度狭窄的冠状动脉斑块的破裂、继发血栓形成所致。常规的血管成像技术不能直观地观察病变部位的斑块，存在低估病变的潜在风险。随着冠状动脉CT血管造影（coronary CT angiogram，CCTA）技术日趋成熟，以其无创、方便、快捷、多方式、多角度成像等特点，不但在冠状动脉斑块的显像方面具有独到的优势，而且还能提供血管外的心脏信息（心肌灌注、室壁运动、左室功能等），为临床治疗方案提供更多影像学上的指导和帮助。本文就CT成像评估冠状动脉斑块的应用现状与进展做一综述。

斑块的分类及病理生理特征

目前心血管医生及病理学家将斑块分成稳定斑块及易损斑块。从病理生理角度来讲，易损斑块是ACS 最主要的深层原因。易损斑块是指那些不稳定和有血栓形成倾向的斑块，主要包括破裂斑块、侵蚀性斑块和部分钙化结节性病变。此外，有血栓形成倾向、可能快速进展成为罪犯斑块的粥样病变都属于易损斑块的范畴。Naghavi等［1］给出了易损斑块的组织学定义和标准，主要包括活动性炎症、薄的纤维帽和大的脂质核心、内皮剥脱伴表面血小板聚集、斑块有裂隙或损伤以及严重的狭窄。次要的标准包括表面钙化斑、黄色有光泽的斑块、斑块内出血和正性重塑。易损斑块因包膜较薄不能有效阻隔斑块内成分接触血流，从而导致血小板聚集及（或）血管痉挛，在原有斑块机械占位下加重了管腔狭窄，导致严重的心机缺血。

稳定斑块组成主要是以密度较高的钙化、纤维增殖为主，斑块脂质内核小，包膜较厚，不容易破裂，因而仅以机械占位效应引起管腔狭窄。

冠状动脉CTA评估斑块的准确性

血管内超声（intravenousultrasound，IVUS）不但具有很高的空间分辨率（＜100μ m），能够准确测量斑块的径线和血管外弹力膜的面积，进而准确判断病变的部位和血管狭窄程度，还具有较高的组织学分辨率，能够根据声学特点的不同将斑块分为软斑块、硬斑块和钙化斑块，甚至能够清楚地显示斑块中的脂质核心和纤维帽等结构。IVUS能比较准确地测量管腔直径、血管外弹力膜面积及管腔面积、面积狭窄率；测量斑块偏心指数以及血管重构指数；评估病变范围、程度、冠状动脉钙化和重塑等，全面分析斑块大小、形态及性质，对有破裂倾向的动脉粥样硬化斑块进行识别。因此，IVUS被称为诊断冠心病“新的金标准”和“活体的组织学”检查［2］。

随着后64层螺旋CT的时间、空间、密度分辨力及扫描速度进一步提高，结合其强大的后处理技术，冠状动脉斑块的显示能力进一步提高。俞蔚等［3］研究证明双源CT与金标准IVUS有很好的相关性，对斑块诊断的敏感性为88．10%，特异性为95．83%，阳性预测值为92．50%，阴性预测值为93．2%，能准确地评估冠脉临界病变的管腔面积、斑块面积和斑块负荷，能有效识别冠状动脉钙化和非钙化成分，是一种很有前途的无创性评价冠状动脉斑块稳定性的新方法。

CT鉴别斑块的机制

CT鉴别斑块的机制是基于易损斑块和稳定斑块的组织学构成和形态学都有很大的不同，不稳定斑块形态特征的CT表现为：非钙化斑块，小点状钙化斑块，正性重构、环状强化、溃疡样强化、大体积（面积）斑块。

1． 非钙化斑块（noncalcified plaque，NCP）

Schroeder等［4］进行对比研究发现三种类型斑块CT值有明显差异，软（脂质）斑块：-42～47HU；纤维（中等密度）斑块：61～112HU；硬化（钙化）斑块：126～726HU。因而根据CT值的差异可以筛查出易损斑块（脂质和纤维斑块），但因不同CT设备及研究者测量时的差异，软斑块和纤维斑块CT值间存在一定重叠区域，区分以上两者需要更进一步的研究。

2． 小点状钙化斑块

van Velzen等［5］研究提出：将斑块分为NCP、点状钙化斑块、致密钙化斑块，又将点状钙化按斑块长度分为小点状（＜1mm）、中点状（1～3mm）、较大点状（＞3mm）斑块，并发现小点状钙化斑块较中等、较大、及致密钙化斑块的坏死脂质含量明显增加，在急性心肌梗死患者出现率高，其出现率与NCP无明显差异，且在急性冠脉综合征各分组内出现频率及钙化长度存在差异。

3． 正性重构（positive remodeling，PR）

许多非狭窄病变在影响血管腔之前发生“膨胀的”、“积极的”、“向外的”重构，即血管代偿性扩张的现象称为正性重构。Kröner等［6］研究发现：随着斑块负荷的增加，管腔发生代偿性扩张，CT显示的PR与IVUS相关性好，CT存在PR者常与低密度斑块伴随出现，其含有较多的脂质及坏死核心，且其纤维帽较薄，研究提示有正性重构的斑块是易损斑块的潜在替代标志。

4． 餐巾环征（napkin-ring sign，NRS）

某些低密度斑块周围环绕以环状高衰减区。Kashiwagi等［7］研究表明，富含炎性的薄纤维帽纤维粥样斑块（thin-cap with fibroatheroma，TCFA）常表现为NRS，NRS是CCTA中易损斑块的形态特征之一，可代表TCFA的临床表现，CCTA显示为NRS的斑块有更高的重塑表现和更低的CT值，相对于（stable angina pectoris，SAP）稳定性心绞痛患者来说，NRS出现的频繁程度在ACS患者中有明显差异，且NRS最常分布在左前降支近段，而左回旋支和右侧冠状动脉出现NRS表现的频率基本相同。

5． 斑块负荷

斑块负荷指斑块体积或面积。ACS肇事斑块面积较大，Knollmann等［8］利用平板容积CT（flat panel volume CT，fpVCT）与组织病理对照，发现其测定的总斑块面积、钙化面积、NCP面积、脂质核心面积与组织病理相关性好，小体积斑块（10mm3）的重复性好，大体积斑块（100mm3）重复性较差。

冠状动脉CTA在诊断冠状动脉斑块方面的应用现状与进展

1．对无症状高危患者斑块的筛查和干预

由于CCTA无创的特点及日趋成熟的成像技术，众多学者利用64层及后64层CT能够通过鉴别斑块性质，对糖尿病、高血脂、高血压等人群的冠脉病变的风险进行研究，证明CCTA诊断无创、方便、准确，可作为高危人群筛查首选方法，为临床评估冠心病风险起重要指导作用。朱玉春等［9］研究发现，合并高血压、高血脂、糖尿病的人群发生冠状动脉斑块数量明显高于非“三高”人群，尤其以糖尿病的血管损害更趋于严重，应引起临床重视。对糖尿病与高血脂患者进行CT冠状动脉成像筛查非钙化性斑块，可评估急性冠状动脉综合征危险度，预防急性冠状动脉综合征的发生。任红等［10］用320排螺旋CT冠状动脉成像对60例无症状冠心病受检者进行检查后，以冠状动脉造影为对照进行对比分析，发现其灵敏度、特异度和准确性均较高，可作为无症状人群冠状动脉狭窄筛查的非创伤性检查方法。

2．冠心病患者斑块的CT成像临床应用

斑块的特征与心血管事件危险分层相关，Motoyama等［11］对比分析了38例ACS患者和稳定型心绞痛患者的斑块特征，相对于SAP组，ACS组中的低密度斑块（low attenuation plaque ，LAP）、点状钙化及正性重构等特点明显高发，且ACS患者冠脉斑块多呈偏心性分布，负荷更大，更多侵犯冠脉三大分支，与SAP组有明显差异。随后，他们前瞻性地研究了1059例接受CCTA的患者发现，相对于没有任何易损斑块特征的冠心病患者而言，CT检测出有低密度斑块和正性重构的受试者未来发生ACS风险要高23倍，在预测未来心血管事件方面，CT评估冠状动脉斑块的脆弱性是一个重要的附加参考指标。

3．在无创保守治疗随访中的应用

CT评价斑块负荷的机制是基于对斑块体积的测量，斑块体积的计算有评估和监控降脂治疗方案的潜力，国内有学者［12-13］通过CT证实了内科药物治疗能降低冠状动脉非钙化斑块的负荷，并提出了通过定期的MSCT冠状动脉成像方法来定量分析粥样斑块体积，以评估病情的变化进展，对冠心病的内科治疗评估有重要意义。然而CCTA计算斑块体积的准确性还受到图像质量以及观察者之间差异这些变量的影响。

4． CCTA在冠状动脉有创手术治疗中的应用

4．1．冠状动脉介入术前术后的应用：CCTA作为一种三维成像技术，可提供诸如血管迂曲、桥侧支形成，以及闭塞段内的钙化程度等影像学信息，可为优化介入手术方案、降低手术操作时间、提高手术成功率、减少不良并发症、改善卫生经济学效果等做出重要贡献。高迎春等［14］使用64排CT评估冠状动脉支架术后患者管腔及斑块情况，发现支架释放后出现残余狭窄与斑块的最大CT值有关，当斑块CT值较高时采用直接支架术需谨慎。对于冠状动脉支架术后的患者，黄猛珣等［15］分析比较双源CT诊断冠状动脉支架内再狭窄的敏感性、特异性及准确性，证明其可清晰显示冠状动脉支架的位置、支架腔内情况及支架远近端血管，可作为大直径支架通畅情况的评估方式及小直径支架的初步筛查方法。

4．2冠状动脉搭桥术前术后的评价：冠状动脉搭桥术前：CCTA可以很好显示心脏大血管的解剖关系、冠状动脉的病变形态、分布、走行，为手术方式的选择提供指导。搭桥术后复查： CCTA能可靠评价桥血管近端、远端吻合口和冠状动脉原始病变，Gomathi等［16］对65例搭桥术后病人186支桥血管狭窄评估与血管造影进行对比研究，其敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为94%，94%，93%，94%。田冰等［17］研究表明320排螺旋CT评估桥血管与血管造影的结果吻合度高，是一种无创、有效的冠脉搭桥血管评估手段，对临床随访具有重要指导意义。

5．展望

理想的冠状动脉病变的评估方法应该是费用低廉、非侵入性、可重复性高、易于被无症状人群接受， CT心血管成像的不断进步正迎合了不断提高的要求和增大的需求，“形态+功能”的一站式CT检查更加有利于临床治疗前的评估和治疗后的疗效评价。随着双源CT、128层、256层等高端螺旋CT的诞生，其时间及空间分辨率不断提高，使得斑块成像在不增加患者辐射剂量的同时，成像质量得到进一步的提高。研究者们不再仅局限于斑块所致狭窄程度方面的研究，更多学者开始注重不稳定斑块的成分分析，以及所致狭窄和血流动力学之间的关系、狭窄后侧枝循环开放情况等研究，目前部分学术界已经开展了一些诸如CT血流储备分数（fractional flow reserve CT，FFRCT）的前沿研究，有望无创、可靠的评估心肌缺血的状况。另外，双能量CT（dual energy CT，DECT）在心脏方面的应用也在不断深入，如单能量图像有利于增强强化对比，对小血管显示更加清晰，高能量图像则能消除硬化伪影，更好评估血管狭窄情况以及心肌灌注状况，而物质分离技术有望量化分析斑块内的不同成分。以GE公司的宝石能谱CT为例，其平台中的HD扫描模式配合HD std/Detail高清算法是目前业内心脏成像达到的临床可用最高分辨率18．2p/cm，在心脏成像中冠脉支架和混合斑块的显示中发挥了独特的优势，同时双能CT还能有提供间接的血流动力学分析的优势以量化分析心肌灌注，为心脏一站式检查提供了可能性。技术的创新改变医学的传统思维，对冠状动脉病变的综合诊断，如冠状动脉高危患者的危险分级，冠心病患者内科用药后的调整，以及冠心病患者手术前后的治疗随访等，CT成像技术将发挥更大的潜能，有望成为首选的影像学检查方法。

参 考 文 献

［1］Naghavi M,Libby P,Falk E,et al. From vulnerable plaque to vulnerable patient：a call for new definitions and risk assessment strategies：Part II. Circulation,2003,108：1772-1778

［2］冯天鹰，李治安，何怡华．血管内超声对冠状动脉弥漫性斑块的应用价值.临床心血管病杂志，2011，27：909-910

［3］俞 蔚，王志军，张建军等. 双源螺旋CT与血管内超声对冠状动脉斑块和血管重塑的比较.影像诊断与介入放射学,2010，19 ：8-11

［4］Schroeder S,Kopp AF,Baumbach A ,et a1.Non-invasive characterisation of coronary lesion morphology and composition by muhislice CT：first results in comparison with intracoronary ultrasound,Eur RadioL 200l,ll：1607-1611

［5］Van Velzen JE,de Graft FR,de Graft MA,et al,Comprehensive assessment of spotty calcifications on computed tomography angiography：Comparison to plaque characteristics on intravascular ultrasound with radiofrequency backscatter analysis．J Nucl Cardiol,2011,18：893-903

［6］Kröner ES，，van Velzen JE，Boogers MJ，et al．Positive remodeling on coronary computed tomography as a marker for plaque vulnerability on virtual histology intravascular uhrasound．Am J Cardiol,2011,107：1725-1729

［7］Kashiwagi M,Tanaka A,Shimada K,etal . Distribution,frequency and clinical implicationgs of napkin-ring sign assessed by multidetector computed tomography,J Cardiol,2013,61:399-403

［8］Knollmann FD，Wieltsch A，Peters S，et al．Flat panel volume computed tomography of the coronary arteries． Acad Radiol,2009，16：1251-1262

［9］朱玉春,王建良,张怀信,等.糖尿病和非糖尿病胸痛患者64层螺旋CT冠状动脉斑块特点的对照研究.实用医学影像杂志,2013，14：327-331

［10］任 红，袁宏丽，崔进国.320排螺旋CT冠状动脉成像诊断无症状冠心病.放射学实践，2013，28:655-657

［11］Motoyama S, Sarai M, Harigaya H, et al.Computed tomographic angiography characteristics of atherosclerotic plaques subsequently resulting in acute coronary syndrome.American College of Cardiology, 2009,54 ： 49–57

［12］Burgstahler C, Reimann A, Beck T, et al. Influence of a lipidlowering therapy on calcified and noncalcified coronary plaques monitored by multislice detector computed tomography: results of the New Age II Pilot Study. Invest Radiol ,2007,42 ：189–95

［13］Ferencik M. Assessment of coronary plaque burden by computed tomography: getting closer—step by step.Heart, 2010,96：575–576

［14］高迎春，张晓琴，杨 署，等.64排CT冠状动脉斑块分析对冠状动脉直接支架术指导作用的研究.中国心血管病研究，2014，12：112-115

［15］黄猛珣，王联发.双 源CT与冠状动脉造影在冠心病患者冠状动脉支架内再狭窄评估中的价值.中国老年学杂志，2013，33：1510-1512

［16］Gomathi SB, Nandhini P, Ravikumar R, et al. 64 slice computed tomography-a novel diagnostic method for evaluation of patients after coronary artery bypass grafts. Indian Heart J,2012, 64:23-27

［17］田 冰，陆建平，许 兵等.冠状动脉搭桥术后：320排动态容积CT对桥血管的评价.中国医学计算机成像杂志，2012，18：494-497.

CT Angiographic Evaluation of Coronary Artery Plaque

SHEN Jie-yun1，WANG Zhong-min1，CHEN Ke-min2

【Abstract】Coronary atherosclerotic plaque gradually developed into a vulnerable plaque, and then thrombosis formation caused by the plaque rupture is the main pathological basis of acute coronary syndrome . With the development of CT imaging techniques, coronary CT angiography can be used to evaluate coronary plaque noninvasively. This review summarizes the pathophysiological characters and differential diagnosis of coronary atherosclerotic plaque, and the clinical application and progress of CT coronary plaque imaging.

【Key words】Coronary; Plaques; CT

收稿时间:（2015.04.09;修回时间：2015.10.12）

基金项目：上海市黄浦区科委项目（HKW201341）

通信作者：陈克敏（电子邮箱：Keminchen@163.com）

通信地址：上海市瑞金二路197号，上海200025

中图分类号：R814.42/541.4

文献标志码：B

文章编号：1006-5741（2016）-01-0097-04