以临床需求为导向，推进冠状动脉CT成像新技术的临床应用

吕 滨

(国家心血管病中心 北京协和医学院 中国医学科学院阜外医院放射影像科，北京 100037)

2004年，64排螺旋CT问世并用于临床，开启了利用无创冠状动脉CT血管成像(coronary CT angiography, CCTA)筛查与诊断冠状动脉粥样硬化性心脏病(简称冠心病)的时代[1]。2011年，以CCTA图像为基础获得的血流储备分数(fractional flow reserve, FFR)技术用于评价心肌缺血获得广泛关注[2]；同时，应用CT心肌灌注(CT myocardial perfusion, CTP)技术评价心肌缺血和心肌微循环障碍逐步显示出临床应用前景[3]。这些新技术的发展与临床应用，都是临床需求驱动的结果。

1 冠心病诊疗领域的临床需求与CT的诊断价值

1.1 临床需要CT快速筛查与诊断冠心病 国际多中心研究[4]显示，与诊断冠心病的金标准有创冠状动脉造影(invasive coronary angiography, ICA)对照，CCTA诊断冠心病的准确率高于85%，特别是阴性预测值高于98%，证实CCTA是筛查和诊断冠心病良好的无创技术。在国内专家团队的共同努力下，CCTA技术规范化应用和技术操作的相关专家共识与指南陆续发表，积极推动了该技术在我国的临床应用，同时提高了相关人员的应用技能和水平[5-6]。CCTA操作简单、省时，相对经济适用，在临床应用中逐步取代了ICA成为首选检查，减少了医疗资源浪费。与其他冠心病无创检查技术如平板运动负荷试验、负荷超声心动图、核医学负荷心肌灌注成像等相比，CCTA也有较大优势。DOUGLAS等[7]研究证实，CCTA与传统的功能学检查技术相比，预测冠心病风险差异并无统计学意义，但CCTA能够直接显示冠状动脉粥样硬化斑块和狭窄程度，更利于临床医师做出诊疗决策。当前，无论从循证医学角度，还是从临床实践角度来看，对于疑诊冠心病患者(急性ST段抬高型心肌梗死患者除外)，均应首选CCTA进行筛查和诊断。

1.2 临床需要CT对冠心病治疗策略与选择适应证进行评价

1.2.1 CT检出冠状动脉斑块及治疗后评价 CT图像能够清晰显示导致管腔狭窄的斑块，对于发现左主干和前降支、回旋支、右冠状动脉开口部或近端的非钙化斑块具有特别重要的临床意义，因为这些部位的病变存在风险，且药物干预有效。CCTA在显示与评价冠状动脉斑块方面具有独特优势，能够量化钙化斑块的体积并获得积分，从而测量斑块的整体负荷，为指导药物干预(如使用他汀类药物)及干预后随访提供较为准确的证据；同时，通过后处理工作站分析CCTA图像，能够量化评价钙化斑块和非钙化斑块(包括纤维斑块和脂质斑块)体积与成分的变化，为观察病变演变和评价药物干预效果提供依据[8]。

1.2.2 CT评价冠状动脉狭窄程度和心肌缺血 准确解读CCTA图像，可定量评价冠状动脉管腔狭窄程度。虽然CCTA仅能给出粗略的狭窄程度范围，如<50%狭窄、50%～70%狭窄、>70%狭窄和100%狭窄(管腔闭塞)，但对于临床治疗策略和指导分层管理很有帮助。针对50%～90%的管腔狭窄是否需要支架治疗，医师间的决策差异较大。欧洲心脏病学会(European Society of Cardiology， ESC)和欧洲心胸外科学会(European Association for Cardio-Thoracic Surgery， EACTS)于2018年联合发表指南，对冠心病进行介入治疗前，除需评价冠状动脉血管狭窄程度外，还应对病变进行心肌缺血评估(I/A类推荐)[9]。2011年以来，国际上先后发表了基于CCTA图像的血流储备分数(CT-FFR)技术的多中心研究DISCOVER-FLOW、DeFACTO和NXT研究[2,10-11]结果，与经导管测量的FFR(FFR<0.8为诊断缺血的金标准)比较，其诊断准确性达85%以上，特别是CT-FFR技术显著降低了CCTA单纯诊断管腔狭窄带来的较高的假阳性率。

CTP技术是在CT设备上实现心肌灌注检查，测量心肌内血流和心肌灌注，从而诊断心肌缺血及其程度。研究[12]已经证实，CTP与传统诊断心肌缺血的核素心肌灌注成像技术(如SPECT诊断)的诊断效能较为一致。采用CTP诊断心肌缺血、联合CCTA诊断管腔狭窄程度，对于指导选择经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention， PCI)冠心病的适应证更有帮助[13]。

1.2.3 CT能够对PCI提供指导 CCTA能够显示冠状动脉病变的部位与累及范围、斑块组织学特征以及闭塞病变的范围和远端血流等，较ICA更具优势。术前掌握冠状动脉病变斑块钙化程度与形态、管腔闭塞段有无“内隧道”、远端侧支循环等，可以指导和评估PCI的适应证、可行性与风险。例如，闭塞病变多系钙化与纤维斑块、闭塞范围超过3 cm、闭塞段管腔负性重构、血管成角及闭塞以远灌注欠佳等，均为PCI较难成功的预测指标；钙化病变范围长、体积大及横断面钙化超过270等征象，均提示可能需要应用“旋磨”技术。

1.3 临床需要CT对冠心病风险与结局进行预测评估 2015年柳叶刀杂志发表的重要论文[14]指出，CCTA检查能够降低包括心源性猝死和急性心肌梗死等在内的冠心病严重不良事件(major adverse cardiovascular events， MACE)。CCTA图像能够显示易损斑块的影像学特征，如斑块在CT图像上表现为左主干或开口部位重度狭窄病变、体积较大的非钙化斑块、病变呈阳性重构、斑块管腔侧有点状钙化及斑块内部有低密度脂核(<30 HU)等,提示病变风险很大，及时加以干预处理能够减少MACE的发生。上述CT征象现已列入国际心血管CT协会(Society of Cardiovascular Computed Tomography, SCCT)发布的CCTA报告指南[15]，提示心脏科医师对此类病变给予早期干预，以利于改善患者预后。

2 积极推进CT冠状动脉成像新技术的临床应用

2.1 规范化的技术推广与应用 任何技术、尤其是新技术应用于临床，均需要经过从认知到熟练的过程。目前CCTA已在全国大中型医院获得较为普遍的应用，但仍然存在辐射剂量偏高，对比剂注射方法不合理、不规范以及操作难以个体化等问题。对此，建议相关人员参考国内专家共识与操作指南[6-7]进行操作。

CT-FFR技术在我国已进入临床试验阶段，期待2020年会有成熟产品上市。目前尚未推出CT-FFR个体化、规范化的操作规程，对于该技术操作的可重复性及导致出现诊断假阳性和假阴性的原因尚不完全清楚(如图像质量优劣、严重钙化病变、血管分支与管径等因素)。尤其是在FFR的诊断“灰区”(FFR值0.75～0.80)，可能会出现较高的假阳性或假阴性诊断，如何提高诊断质量，值得深入研究。

CTP技术依赖CT设备与后处理分析软件，CT探测器宽度需要尽可能覆盖整个心脏，目前仅有少数大型医院开展研究。既往有关CTP研究报道的辐射剂量过高(达10 mSv以上)。现已确定采用类似CCTA低辐射剂量扫描模式和个体化对比剂注射方案(根据患者体质量采用碘流率)能够降低辐射剂量和对比剂用量，但图像质量是否能够满足分析与诊断、特别是测量获得的心肌灌注相关数据是否因图像质量而发生改变等问题有待进一步研究。

2.2 需要验证新技术能否改变临床诊断路径与患者结局 根据CT-FFR阳性(FFR值<0.8)诊断心肌缺血的准确率达85%，而CCTA诊断管腔狭窄超过50%，提示缺血病变的准确率只有59%[2,10-11]。负荷CTP诊断心肌缺血的敏感度和特异度能够达到90%和84%。大量研究已证实CT-FFR和CTP技术的诊断效能和诊断准确率均较高，是可用于诊断和评价心肌缺血的有效的无创CT技术；同时，应用CCTA诊断管腔狭窄程度，分别联合CT-FFR和CTP评价心肌缺血，能进一步提高诊断有意义病变(狭窄程度和心肌缺血均阳性)的准确率和可行性。后续临床需求是进一步采用前瞻性队列研究，甚至随机对照临床试验模式，证明在确保患者安全的前提下，CCTA+CT-FFR或CCTA+CTP两种临床诊断路径能较单独使用CCTA技术更安全、更科学、性价比更高地管理冠心病患者，更合理地选择再血管化治疗的适应证。

3 存在问题与工作方向

经过近20年的临床实践，CCTA筛查与诊断冠心病已被广泛接受，且成为一线诊断技术。CT-FFR和CTP作为新技术尚未成熟应用，还有相当多的科学问题需要凝练与回答，特别是能否提高患者的安全性，以及诊断路径与治疗策略改变后能否改善患者预后。一些技术细节问题也尚未解决，例如，CT-FFR在“灰区”的诊断准确性明显下降的问题，以及冠状动脉CT图像伪影、大量钙化斑块、弥漫性病变、分叉病变等情况下，CT-FFR的诊断效能的研究数据较少。对于CTP技术而言，国人心肌灌注正常参考值尚不确定，心肌缺血定量指标及最佳诊断阈值尚不明确等，均是未来研究的方向。

另外，针对CT-FFR和CTP操作技术尚无规范标准，患者需要在负荷状态下接受CTP，工作人员因担忧出现检查风险而有所顾虑；图像后处理分析耗时长，导致临床应用的主动性不高，影响到CT新技术的推广应用。但应该看到，CT-FFR和CTP均为无创且普及率高的CT技术，实现了CT对于心脏功能学成像的零的突破；更重要的是可评价病变与心肌是否存在缺血，存在巨大的临床需求。以临床问题和需求为导向进行技术开发、研究与应用，将是未来的方向。