冠状动脉CTA技术在诊断冠脉病变中的最新进展

伊旭，刘沛国，韩燕，王玉君，牛心刚，洪亮，陈连红，苏志刚

秦皇岛市北戴河医院 CT室，河北 秦皇岛 066100

引言

DSA是一种有创检查，而且术中隐藏危险，费用高，造成许多患者未能接受治疗。为此，近年来我们大范围运用较为成熟的冠脉CTA技术，因其运用范围大、无创性及临床诊断率高等特点[1]，目前使用率在呈逐年升高的趋势，因此在诊断冠状动脉疾病上发挥着十分重要的效果。因其不仅可以判断冠脉狭窄程度，冠状动脉畸形、及后天变异情况，并且可以准确地给予冠脉介入术术前的指导以及判定术后疗效情况，大幅度地提高了临床诊断时效性，为患者及时选择适宜的治疗方法，并且因其无创无痛、操作简便、检查时间短等优势对冠状动脉病变的高危人群进行筛查。本文主要介绍CTA技术的现状及日后发展趋势。

1 冠脉CTA的发展过程

1972年，科学家Hounsfield将CT技术第一次运用在医学临床诊断当中，从此CT技术步入了飞速发展的阶段[2]。上世纪80年代首次提出了电子束（Electron Beam CT，EBCT）的概念，虽然EBCT的时间分辨率较高，仍然可以在心跳的频率中识别微小的病灶，然而多排螺旋CT的空间分辨率要明显高于EBCT。因螺旋CT优异的特性，分别于2000年相继推出了4排、8排以及16排CT以及以后的更多排数螺旋CT。第一代螺旋CT因为时间、空间分辨率很低，因此患者需要较长时间憋气，对于身体条件较差的病人来说，确实较难完成，同时扫描深度也较浅。

然而从16排螺旋CT出现开始，患者的憋气时间可以缩短至20 s之内，随即问世的64排螺旋CT则效率更高，10 s左右就可以得出冠状动脉病变部位信息情况。后来又出现了双源CT扫描技术，即包括两套发射器和两套接收器的CT扫描设备，时间分辨率最高可至83 ms，同时将高时间分辨率CT后处理技术同双源CT相结合，最大可能地减少了运动伪影，较少的伪影可以给房颤及心律失常患者提供较为完善的心脏成像，对动脉粥样硬化斑块进行较为准确的评估。随着科学技术的进一步发展，目前256排螺旋CT的问世，象征着新的扫描技术的诞生。绝大多数被检查者可于一次心动周期获得冠状动脉的完整扫描结果，而心脏容积数据只需在静止患者的2 s之内，从而使心律失常及心动过速患者降低检查的辐射受线量，2～3个心动周期即可以采集完成图像，提高诊疗效率。

2 冠脉CTA的在诊断冠脉疾病中的应用

冠脉若存在结构及功能上的问题，继而出现一系列的狭窄、堵塞以及痉挛，造成心肌缺血甚至梗死的一系列心肌系统综合征（Coronary Artery Disease，CAD）目前冠心病已成为威胁我国公民健康的第一大疾病，且发病率正在逐年呈上升的趋势，目前医学界公认其发病机理同冠脉结构异常及管腔狭窄均有一定的相关性。发病机理导致冠心病的提前诊断以及尽快治疗就显得尤为关键，尽可能地降低冠心病患者的死亡率，提高患者的生活质量。之前诊断冠心病主要根据DSA（Digital Signature Algorithm）法，费用和有创性等问题导致DSA早期诊疗的比例有限。继DSA后出现的冠脉CTA，具有快捷简单、无创等优势，已经大范围应用在了初期筛查、后期诊断和各类术后复查等领域内[3]。目前CTA已成为一项最普遍的检查手段。

2.1 冠脉CTA在诊断冠脉先天畸形中的应用

有文献报道，目前人群中，冠脉病变的发病率约0.5%～4.2%[4]，其中绝大多数人在平时均无明显症状，若患者出现应激状态如体力劳动、激烈运动等大负荷运动时，可出现心率骤增、心脏灌注时间缩短甚至猝死的风险，目前猝死率增高与冠心病的发病率增加有着十分密切的关系。纵然先天性冠状动脉畸形发生率极为少见，但其仍不容忽略。通常冠脉起源异常最易好发在左主动脉窦位置。先天冠脉畸形患者的猝死率通常在25%以上，因此十分危险。为此急需一种特异性强、廉价、稳定可靠的诊断方式来检测冠脉异常情况的存在，为以后的治疗和预后提供强有力的保障。当下无创检查是冠心病诊疗的最新动向，且冠脉CTA后处理系统也日渐成熟，功能也实用高效，可准确地呈现冠脉畸形的类型、位置和周围组织间的联系，使冠脉重要的分支以及各大血管内壁可以全方位、多角度地呈现最为满意的图像。对由于各种原因导致的不能通过手术治疗的冠心病患者，也可根据CTA进行介入诊疗前的预估及判断。极大地提高治疗效率，为临床下一步诊疗提供较为完善的前期数据。

2.2 冠脉CTA在诊断冠状动脉狭窄中的应用

冠脉CTA技术可以对冠脉病变进行较全面的评估，对具有冠状动脉风险的患者提供较为准确的提前预知，尤其对于缺血情况出现的患者及时给出准确率极高的诊断结果。在冠状动脉病变的诊疗中，冠脉CTA可良好显示冠脉病变部位血管壁的情况、管腔厚度及血液充盈、走行情况、病变血管位置和病变程度、以及预测预后情况等。

科学家Tamarappo等曾经利用292个冠脉病变患者，结果显示随着狭窄程度的增加，阳性预测值（PPV）增加而阴性预测值（NPV）相对其保持稳定。入组患者的曲线分析结果可以看出50%和70%之间的狭窄意义是对是否存在缺血进行区分。在一个其中包含狭窄病变程度，多冠脉分支阻塞，硬化斑块出现，串珠样狭窄的冠脉多因素分析中，对缺血病变最为敏感的是50%～89%的冠脉狭窄病变[5]。冠脉CTA对冠状动脉狭窄的阳性预测率同狭窄程度间呈正相关关系，若狭窄＞85%时，冠脉CTA预测率极高，若狭窄＜45%，也可以较为准确地预测到是否有缺血情况存在，然而狭窄超过50%的串珠样狭窄也只能够提供部分狭窄信息。冠脉CTA还可以充分对冠脉主干以及分支近段的显著硬化斑块进行扫描，可从全方位、多角度对斑块的形态、位置及数量情况。目前冠脉CTA的后处理系统日趋成熟，通过扫描获得的CT密度值的不同可以对冠状动脉斑块的性质作出初步判断，继续鉴别钙化斑块情况。

2.3 冠脉CTA在术前指导和术后复查中的应用

据研究表明：冠脉CTA表现出较高的阴性预测值，证明冠脉CTA可以作为一门可靠的诊断方法，积极地用来排除冠心病疑似患者，从而减少了冠状动脉造影导管术的需要，也能提供独立的预测疾病进展和心脏事件的预后信息[6]。冠脉CTA对于血管壁的宏观观察较有优势，可以作为冠脉介入术和大血管搭桥术的术前筛查及术后预后治疗效果的有效方法。冠脉CTA可以在术前选择并确定手术方案，确定支架类别、性质、个数等信息，对手术提供的帮助十分显著，在临床中效果十分显著。冠脉支架术后一定时间可能会出现支架处再狭窄的情况，主要是因为支架附近血管内膜增生。冯贵生等[7]通过对58例冠状动脉病变患者植入的92个血管支架比较分析，冠脉CTA对于冠状动脉支架内再狭窄的诊断有较高的阳性预测值。冠脉CTA在冠状动脉支架术后的随访中起到十分重要的作用，特别是症状明显的患者，可以通过其排除再狭窄是否发生的有效方法。冠脉CTA可以对支架断裂、变形以及支架重叠和对吻球囊扩张结果进行检测，也可扫描心肌变化情况、室壁瘤形成和心腔扩大情况等，而且检查简便、快捷、无损伤、扫描范围大[8]。

3 冠脉CTA的现状及发展方向

当下冠脉CTA存在的问题主要表现在诊断准确性、患者接受辐射剂量、图像伪影等诸多方面。据报道称[9]冠脉CTA对于钙化斑块病灶的诊断具有一定的局限性，其中冠状动脉不稳定斑块的剥落和破裂导致的血栓形成可导致冠心病患者猝死情况的发生。我们可以根据斑块的密度情况来初步估计斑块的分类[10]：CT值＜50 HU定义为软斑块、50～119 HU定义为中间斑块、CT值＞119 HU定义为硬斑块。通过对斑块CT值的测定，可基本上准确地鉴别钙化与非钙化斑块，对冠心病的危险程度进行分级，在冠心病的预测、治疗和预后一系列过程中，提早预防，明确病变的性质和分类，尤其重要[11]。

合理地运用冠脉CTA技术也非常关键，虽然冠脉CTA作为一种近乎完美的预测检查，它的操作简便、特异性强、准确率高，得到广大临床医生及患者的青睐[12]。然而作为医生，我们应该具备良好的辐射危机意识，并尽量减少不必要的受线检查，权衡检查利弊，合理选择诊疗方法。

随着多层螺旋CT技术的发展，在容积数据基础上采用3D-冠脉CTA技术对冠心病进行评价，海南医学院第一附属医院的弥龙等[13]对50例疑诊冠心病患者行3D-CCTA检查，对640个可评价节段进行扫描评价，最终发现诊断冠脉狭窄的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值各为92.3%、96.3%、88.3%和97.6%，正确率为94.5%，并且与CAG诊断具有较高的一致性。近年来，利用两个管电压球管扫描后获得能谱CT成像，能够通过运用对比噪声比曲线，计算出能量较佳的扫描条件，进而获得质量较高的图像。暨南大学附属广东江门中医院的王建益等[14]对75例疑诊冠心病患者采用能谱CT成像结合低浓度对比剂检查方法，最终获得满意的图像质量，并且本方法能够显著降低患者的辐射剂量和碘摄入量。CCTA技术可以用于对冠状动脉支架术后的评估， 但是检查中主要受到空间分辨率不足以及金属支架伪影的影响，所以检查时，血管内径显示欠清，影响到诊断结果的准确性。目前提出高清模式扫描，图像质量得以较大程度的提高，图像的空间分辨率可以达到0.23 mm，相对于传统扫描提高了30%以上[15]，同时“双低”技术（低管电压、低管电流）[16]、腔内对比剂衰减梯度和冠脉图像减影技术也应用于支架评价检查中。

冠脉CTA技术在临床应用中，由于受到时间分辨率和空间分辨率的影响，仍使12%的冠脉节段不能正确诊断，张计旺等[17]在《中国医学成像计算机杂志》中报道，利用冠状动脉追踪冻结技术，能够显著提髙后门控冠状动脉CT图像质量，以及图像的可判读性，并且对45%期相的右冠状动脉图像，具有显著的改善作用。吴永娟等[18]在《临床放射学杂志》中报道了双源CT Flash模式低电压、低浓度碘对比剂联合正弦图确定迭代重组（SAFIRE）在冠状动脉成像中的可行性，发现能够获得满足诊断需要的图像质量，并且降低了患者的辐射剂量和患者的不良反应发生率。

临床医生在应用冠脉CTA的时候应有提前的辐射风险意识，合理地运用冠脉CTA[19-21]，必须最大程度地发挥CTA的临床应用效果，尽最大程度减少辐射给患者身心和身体带来的危害风险[22-23]。冠脉CTA的本质是数字容积图像原理，通过软件进行数据图像后处理重建等工作，通过重建进行将血管拉直、翻转、测量等操作，而且通过断层技术来对血管内部细节情况进行局部分析[24]。在冠脉CTA检查中，心率不规则或心率过高尤其是使用β-受体阻滞剂患者但仍无法良好的控制心率的病人来说仍然是个难题。随着目前256排及320排螺旋CT的问世[25]，图像的时间分辨率得到非常大的改善，尤其可以减少严重冠状动脉钙化对图像造成的的影响。在未来的发展中，应该持续改善时间分辨率以及发展更为先进的图像重建算法，从而解决心率与心律的对图像带来的的影响，为CTA拓展更为广泛的适用范围。

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