冠状动脉综合征无创影像学专家共识解读

陈星蕊，赵世华

作者单位：中国医学科学院北京协和医学院 国家心血管病中心 阜外医院磁共振影像科，北京 100037

0 前言

冠状动脉综合征指由于心外膜冠状动脉粥样硬化斑块形成、破裂或侵蚀引起的冠状动脉狭窄或闭塞，导致心脏供血不足而出现心肌缺血或梗死，主要表现为发作性胸痛、胸闷、心绞痛等一系列临床综合征。根据斑块稳定性与破裂、侵蚀与否，冠状动脉综合征分为急性冠状动脉综合征（acute coronary syndromes,ACS）和慢性冠状动脉综合征（chronic coronary syndromes, CCS）。目前冠状动脉综合征诊断的“金标准”是有创冠状动脉造影（invasive coronary angiography, ICA）。然而，冠状动脉造影费用昂贵，1%～2%的接受冠状动脉造影的患者会出现严重并发症[1]。因此更为方便快捷的无创影像学成像方式，如经胸超声心动图（transthoracic echocardiography,TTE）、冠状动脉计算机断层扫描血管造影（computed tomographic angiography,CTA）成像、心血管磁共振（cardiovascular magnetic resonance, CMR）成像、单光子发射计算机断层扫描（single photon emission computed tomography, SPECT）、正电子发射计算机断层扫描仪（positron emission computed tomography, PET）等，对冠脉综合征疾病诊断有着重要意义。最近欧洲心脏病学会（European Society of Cardiology, ESC）在2019 年CCS 指南[2]和2020 年非ST 段抬高急性冠状动脉综合征（non ST-segment elevation acute coronary syndrome, NSTE-ACS）管理指南[3]中强调了无创伤性影像学在冠状动脉综合征疾病诊断、治疗和风险评估中的重要性。2022 年，欧洲心血管成像协会、美国超声心动图学会与美国核心脏病学会、心血管计算机成像学会、心血管磁共振学会合作发布共识，阐述了各种无创影像学检查在冠状动脉综合征疾病的诊断中的应用，并补充了对指南中未详细描述的关于ACS 及CCS 不同阶段的疾病特征无创影像学检查的选择建议[4]。笔者就该专家共识进行以下解读。

1 冠状动脉综合征的无创影像学评估方法

冠状动脉粥样硬化心脏病又称冠心病，常是ACS或CCS 的发病基础。无创影像学检查从以下四个方面评估确诊或疑似冠心病的患者：（1）狭窄的存在及程度；（2）心外膜冠状动脉异常血流的存在；（3）心肌灌注异常；（4）心肌收缩功能异常。无创影像学检查在上述四个方面的评估各有优势与缺点。共识对各方法在解剖学、功能学、组织学的应用及缺点进行概述（表1）。

表1 无创影像学在冠状动脉综合征诊断中的应用与缺点Tab.1 The application and drawbacks of non-invasive imaging in the diagnosis of coronary syndromes

1.1 CT

目前，电子计算机断层扫描技术（computed tomography, CT）是诊断冠心病的主要无创成像方式，能够从解剖学方面准确评估无症状或有症状患者冠状动脉疾病（coronary artery disease, CAD）的严重程度及远期心血管风险。动脉粥样硬化斑块形成的主要标志为钙盐的沉积，平扫CT 对钙具有较高敏感性并可对冠状动脉钙化（coronary artery calcium, CAC）进行评分。CAC 评分有益于对无症状个体的长期（＞10 年）不良事件风险预测，并对传统的心血管风险因素和风险评分有附加价值[5]。动脉粥样硬化斑块的形成导致冠状动脉血管狭窄或阻塞，冠脉CTA 使用心电触发/多探头CT 扫描，在给予碘对比剂后获得冠状动脉高分辨率、各向异性的图像，形成三维冠状动脉模型直接评估血管狭窄的存在、范围和严重程度。狭窄程度被量化评估为最小（＜25%）、轻度（25%～＜50%）、中度（50%～＜70%）、严重（70%～＜100%）和闭塞（100%）。冠脉CTA 对于狭窄程度小于50%的动脉敏感度达97%，对于排除ICA 检测狭窄大于50%但有创部分血流储备分数（fractional flow reserve, FFR）小于0.8 的动脉敏感度达93%[6]。因此，对于血管狭窄小于50%的冠状动脉，冠脉CTA排除典型CAD 仍高度敏感。目前，CTA 评估FFR 技术的衍生，有可能从一次检查中获得血管解剖和血流动力学功能信息。CT-FFR 技术可以提高冠脉CTA 诊断CAD的特异性和准确性，尤其在评估中间狭窄时注意选择最有可能从ICA 和血管重建中获益的患者最为重要[7]。临床应用中冠脉CTA 也存在一定的局限，直径小于1.5 mm 的血管在冠脉CTA 中较难显示，冠脉CTA通常不推荐用于不能安全使用碘对比剂、心律不齐、严重肥胖、无法配合屏气指令或有其他可能降低图像质量情况的患者。

1.2 超声心动图

CAD 患者受累血管血供区域心肌常出现收缩功能障碍，进一步可能发展成心力衰竭、心肌梗死等疾病。超声心动图可以发现室壁运动异常（wall motion abnormalities, WMA）、收缩反应受损、微血管灌注异常或心外膜动脉血流异常等改变，是最常用于评估CAD 患者在静息或负荷下整体和局部心肌收缩功能的方法之一。二维/三维超声心动图通过测量左室射血分数（left ventricular ejection fraction, LVEF）及左室容积进行左心室整体功能评估。除了评估整体功能，还应评估局部收缩功能，超声下目测左室舒张末期室壁厚度（end diastolic wall thickness, EDWT）是最常用的评估方法，CAD导致的节段性WMA连续且与冠状动脉缺血区域相对应。超声心动图评估时，因人为操作的影响，诊断时需在至少两个切面上观察到节段性WMA。负荷超声心动图通过运动负荷和药物负荷（正性肌力药物多巴酚丁胺及血管扩张剂腺苷、双嘧达莫等）两种方式诱发心肌缺血发作，负荷后通过与静息超声心动图比较，出现新的心肌异常收缩及未出现相应收缩力增加的异常反应提示可诱导缺血心肌的存在。超声心动图主要使用多重评分对整体缺血负荷的量化：（1）异常反应的节段数量；（2）异常反应心肌的百分比（＞20%）；（3）整体心肌缺血严重程度（室壁运动评分指数＞1.4）；（4）多个冠状动脉区域的异常反应；（5）在应力期间早期发生壁增厚异常[8]，进而评估冠心病患者心肌缺血、功能储备、疾病风险及预后。同时，心肌应变反映心肌纤维在负荷状态下形变的能力，提供关于心肌运动更丰富的信息，评估心肌功能障碍较LVEF更为敏感，并在预测风险事件方面存在一定增益价值。冠心病患者心内膜下纵向肌纤维最容易发生缺血，因此整体纵向应变（global longitudinal strain, GLS）最为重要。目前，超声心动图斑点追踪技术、CMR 电影成像技术是主要的心肌应变成像方式，超声心动图斑点追踪技术是评估左室应变的首选方法，尤其对于LVEF 正常或WMA 不可测量的患者有着重要意义。此外在冠脉综合征鉴别诊断方面，静息超声心动图还有助于识别胸痛的其他原因，如心包积液、主动脉夹层、肺栓塞等，具有一定临床意义。与其他影像技术相比，超声成像方法分辨率及清晰度不足，更重要的是对操作者的依赖性更强，操作者手法、图像主观判读经验对诊断结果影响较大。

1.3 SPECT及PET

CAD 患者常伴有受累动脉及心肌局部血流灌注的减少，导致心肌存活及代谢功能的改变。SPECT 及PET 两种影像学检查方法是基于放射性示踪药物在分子影像层面反映特定的生理功能及分子水平的改变，敏感度高，特异性强。SPECT 心肌灌注成像是最常进行的心脏核素成像方法。注射心肌灌注放射性示踪剂（99mTc标记的示踪剂）后，示踪剂被存活的心肌细胞从血液中摄取，并在细胞内保留一段时间，示踪剂的摄取和保留程度取决于该区域血流和线粒体膜的完整性。SPECT 探测心肌细胞中发射出的伽马射线光子，其数量与心肌示踪剂的吸收程度成正比，形成极坐标靶心图反映该区域心肌灌注情况。靶心图中，心肌灌注从负荷状态到静息状态有可逆性缺损的区域提示存在冠状动脉狭窄所致的心肌缺血。PET 应用正电子发射同位素对局部心肌血流（myocardial blood flow, MBF）和代谢进行无创量化，是目前评估存活心肌的“金标准”。目前新研发的18F-Flurpiridaz 显像剂进行PET 心肌灌注成像已被验证可以提供更准确的MBF 信息[9]。SPECT 及PET较难明确病灶位置，而SPECT及PET技术与CT相结合的扫描仪将解剖结构成像和功能代谢成像相结合，一次成像即可实现准确定性和精准定位。

1.4 CMR

相比其他影像学评估方法，CMR 可以进行多序列成像，具有优秀的成像可重复性、图像质量和心内膜边界清晰度，为确诊或疑似CAD患者提供多参数的评估方法。在组织学方面，心肌梗死、心肌水肿、心肌瘢痕等冠心病不同阶段的病理变化最常通过CMR 的延迟钆强化（late gadolinium enhancement, LGE）方法来检测。钆对比剂是细胞外对比剂，在正常心肌中的分布容积相对较少，T1 时间较长，图像较暗。与正常心肌相比，含有慢性胶原瘢痕或急性坏死引起膜破裂的心肌区域具有较高的对比剂分布容积和较慢的对比剂消退速度，因此T1 较短，梗死组织较亮，且多为心内膜下改变。同时，LGE 以及对比剂给药后早期获取的图像，可用于检测急性梗死中的微血管阻塞（microvascular obstruction, MVO）。T1 mapping 通过测量对比剂给药前后的心肌T1 值及红细胞比容计算心肌细胞外容积分数（extracellular volume, ECV），用于定量评估心肌纤维化和瘢痕的程度和大小。心肌损伤中心肌水肿增加[10]，T2 mapping通过测量心肌T2 弛豫时间的改变，提供了急性期心肌水肿的定量评估，帮助临床早期诊断ACS。CMR 评估心肌缺血与负荷超声心动图相似，在使用血管活性药物进行负荷刺激时进行电影序列检查心内膜下灌注缺损，以确定功能储备和诱发性缺血的存在，但需要注意CMR 不适用于运动负荷功能学检测。在解剖学方面，CMR 并不常用，对评估冠状动脉解剖结构的价值仅限于近端节段或检测异常的起源和分支。

2 ACS无创影像学合理应用

ACS 常表现出急性胸痛的症状，因此，无创影像学检查的主要作用是快速、安全对无法确定的病情进行确诊并评估左室功能，同时评估心肌灌注、心肌水肿/瘢痕及预后（表2）。

表2 无创影像学在ACS诊断中的合理应用Tab.2 Reasonable use of non-invasive imaging in the diagnosis of ACS

2.1 冠状动脉解剖学评估

冠状动脉狭窄及斑块形成的解剖学改变是CAD基本的病理表现。冠脉CTA 可以快速、安全地进行，并迅速地对影像学结果进行解释（＜20 min）。冠脉CTA 对疑似NSTE-ACS 患者诊断的准确性和效率都很高，具有较高排除阻塞性CAD 的能力，从而使患者能够安全、尽早地出院。对于出现急性胸痛综合征的患者，欧洲和美国的指南肯定了冠脉CTA及功能检查的价值，并作为ICA的替代方法排除ACS风险低的患者[3]。但ACS患者只要有急诊心导管检查的指征，无创影像学检查不应推迟ICA的实施，尤其是具有高风险特征的ST 段抬高型心肌梗死（ST-segment elevation myocardial infarction, STEMI）或NSTE-ACS 应及时进行ICA检查。STEMI应尽早行经皮冠状动脉介入术（percutaneous coronary intervention, PCI）,NSTE-ACS则应在24 h内进行ICA检查[11]。

2.2 左心室功能评估

对于疑似NSTE-ACS和非特异性心电图改变的患者，在临床检查和血液生物标志物的基础上，增加无创性成像方式可以帮助确定整体或节段性WMA。目前ACS患者评估WMA最常用的方式是TTE，TTE在胸痛症状活动期评估敏感性最高，若出现新的节段性收缩异常，或持续时间不明的异常，则高度提示ACS。当目测评估左室功能结果不确定时，心肌应变成像及超声造影心动图具有补充诊断价值。对于血流动力学不稳定的患者，应紧急进行TTE检查以排除急性心肌梗死的并发症，如左室或右室收缩功能障碍、急性二尖瓣反流、心肌破裂或心脏填塞，避免不良心血管事件的发生。在TTE 不能确定或患者情况稳定的情况下，选择诊断准确性更高的CMR作为评估左室及右室功能的补充检查，同时评估心肌组织学特征。

2.3 心肌灌注评估

在ACS 中，心肌灌注缺损多由阻塞性CAD 引起，常合并节段性室壁运动异常。对于血流动力学稳定、未出现反复缺血症状、生物标记物和心电图均为阴性的早期ACS患者，可以安全地进行负荷超声心动图及心肌灌注CMR 评估静息及负荷状态下的左室功能及心肌灌注情况，减少不必要的入院。超声造影心动图可以实现床边实时动态评估心肌灌注情况和左室收缩功能，但其成像速度和图像质量还需进一步提升。

2.4 心肌水肿及损伤评估

心肌水肿是心肌损伤的早期表现，选择对水肿敏感的CMR T2 或T2 mapping 成像进行评估。LGE CMR 具有高分辨率，能够检测到仅涉及1 g 心肌组织的微小梗死，对心内膜下梗死的检测比SPECT 更敏感。CMR可以在多血管疾病的患者中确定ACS的责任血管。在ACS中，心肌水肿和瘢痕与责任冠状动脉区域相对应，CAD 中通常表现为透壁或心内膜下强化，而急性心肌炎则表现为心肌水肿和心肌中层或心外膜LGE，这一特点可用于鉴别急性胸痛的原因。

2.5 急性胸痛患者的鉴别诊断

无创影像学检查在ACS的鉴别诊断中至关重要，经常需要多种成像方式结合确定急性胸痛的原因，如ACS、急性主动脉综合征、肺栓塞、急性心包炎、急性心肌炎、气胸等。不同的影像学检查在不同的疾病中有独特的优势，临床应根据患者疾病特征、医疗水平选择合适的检查方式。对于急性胸痛的患者，如果未发现灌注缺损且心室功能正常，则几乎可以排除正在进行的急性缺血[6]。反之，在先前没有心肌梗死病史的患者身上发现灌注缺损，则支持ACS的诊断。目前，CMR 是诊断非阻塞性冠状动脉心肌梗死最有用的影像学检查方法[12]，同时可用于排除其他引起肌钙蛋白升高的疾病。

2.6 预后及随访

行血运重建术的ACS患者存在心脏猝死、心力衰竭和/或复发性缺血事件的风险，建议在出院前进行常规超声心动图检查，ACS 后1 至3 个月重新评估左室功能，包括评估LVEF和GLS。大多数心脏骤停患者的射血分数大于35%，射血分数低的患者的预后更差。心肌应变测量GLS 发现心肌收缩模式不同步可能意味着随访期间发生恶性心律失常的风险较高[13]。LGE CMR提示微血管阻塞表现为LGE明显强化高信号内的低信号区，MVO 比评估左心室功能有更大的预后价值，常提示疾病预后更差。CMR 检查瘢痕的大小和透壁范围则可以预测室壁运动的恢复和不良的左室重塑及不良心血管事件的发生。PCI 后的支架血栓或再狭窄不应使用冠脉CTA进行常规评估，其诊断和治疗都应通过ICA 进行。目前尚没有足够的证据支持对无症状患者在血运重建术后进行连续评估能够改善长期预后，因此不推荐对无症状患者术后连续随访及评估。

3 CCS无创影像学合理应用

CCS 常伴有稳定型心绞痛，但病情常呈动态过程，不良心血管事件发生率高。新的指南中已提出诊断CCS的首选方法不再是心电图负荷试验，而直接推荐进行无创影像学检查评估心脏结构及功能改变（表3）[2]。

3.1 冠状动脉解剖学评估

目前，指南推荐使用缺血无创功能成像或使用冠脉CTA 的解剖成像作为诊断CAD 的初始检查[2]。冠脉CTA 在适当选择的有症状的患者中对于CAD 具有高敏感性和高阴性预测值，因此症状稳定、非广泛钙化、疑似CAD的低度和中度风险的患者应首先考虑冠脉CTA。解剖学与功能学成像互补，若其他无创影像学功能成像诊断不确定时，选择冠脉CTA代替有创成像方式诊断冠脉梗阻的存在。同样，当冠脉CTA对于冠心病的功能改变不能确定时，应选择补充心肌灌注功能成像。新的CT 功能评估技术（如CT-FFR 和压力CT 灌注成像等）可以提高冠脉CTA 评估冠脉中度狭窄的特异性，对冠脉CTA所识别的病变的缺血情况提供额外的帮助。

3.2 左室功能评估

CAD 患者静止状态下的整体左心室功能与长期预后密切相关，建议所有怀疑CCS的患者都应进行静息经胸超声心动图，以评估静息状态下室壁运动和结构异常是否直接与CAD 相关。对于整体左心功能的评估，首选二维TTE 测量LVEF 及左室容积，三维超声心动图的应用以及CMR、斑点追踪超声心动图对GLS 的测量能够提供更多可靠、可重复的整体左室功能评估。节段性室壁运动异常主要与心肌缺血、心肌瘢痕、心肌顿抑、心肌冬眠有关。目前，节段性室壁运动通过二维或三维超声心动图及CMR进行评估，主要表现为纵向应变减少，局部舒张期不同步及收缩期后收缩。

3.3 心肌缺血评估

对于CCS的诊断，最重要的是明确心肌缺血的证据。在影像学方面，超声心动图、SPECT、PET、CMR、CT-FFR 能较准确地检测心肌缺血。心肌缺血主要反映为心肌低灌注或缺损及室壁运动的减弱。与标准运动心电图相比，基于影像学的功能成像更具有特异性，提供缺血与舒张功能、瓣膜结构和功能、是否存在左室肥厚、心房扩大及肺动脉高压的综合评估[14]。心肌缺血的室壁运动的评估通过负荷超声心动图或CMR 进行。CMR 与PET 关于MBF 的评估相比负荷超声心动图克服了相对灌注差异的影响，更直观地反映心肌缺血状况。新的ESC 指南推荐，对于高CAD 患病概率的患者应首选功能学方法检测心肌缺血，冠脉CTA 则适用于低CAD 患病概率的患者[2]。对于CCS 而言，所有程度的缺血都有诊断和预后的价值，因此所有的技术检测出的缺血的存在及其位置、范围和严重程度都应该报告。

3.4 心肌活力评估

对于出现心力衰竭、已知有CAD且无心绞痛的患者应使用无创成像检测心肌缺血和存活率，但存活心肌成像在临床实践中的作用仍不清楚[15]。心肌活力可以通过多种影像学成像方法进行评估，如收缩力储备（多巴胺负荷超声心动图或CMR电影）、代谢活动（PET）、细胞膜完整性（SPECT），及细胞外容积（LGE CMR）。PET 心肌FDG 代谢成像与PET 或SPECT 心肌静息灌注成像相结合，是目前评估心肌活力的首选成像方法。典型的心肌存活评估为PET-FDG 图像与静息心肌灌注图像的配对。在静息灌注不足的区域，血流和代谢同时减少（“匹配”）代表心肌瘢痕，而FDG摄取量与血流相比增加（“不匹配”）代表冬眠但存活的心肌。冬眠心肌在负荷超声心动图及CMR 电影室壁运动成像中表现为静息时功能障碍而在负荷时保留收缩力储备恢复正常功能的区域。LGE CMR 具有较高空间分辨率，对心肌梗死的大小、位置和透壁范围的判断与组织病理学密切相关，是检测心肌瘢痕的首选方法。在CCS患者中，心肌功能的提升是生存能力的证明，存活心肌的存在提示LVEF 的改善和更好的治疗结果，但这一结论仍存在临床试验争议，需要进一步完善研究设计加以验证[16]。

3.5 预后及随访

CCS 病情呈动态变化，CCS 的预后评估有助于临床决策的制订及患者的管理与健康教育。所有功能性及解剖性的无创影像学检查对于慢性CAD 患者预后都有重要意义，检测正常意味着预后良好，可以避免进行ICA 有创检查。静息TTE 评估左室功能对CCS的风险分层十分重要。对于射血分数＞35%、静息TTE 评估不佳的患者，GLS 的评估可以提供更多关于预后的信息。静息超声心动图后，应常规进行其他解剖学或功能检查。在运动心电图的常规检测之外再进行冠脉CTA检测，心血管死亡事件或非致命性心肌梗死的发生率明显降低[2]。冠脉CTA能够记录非阻塞性和阻塞性冠状动脉病变的存在、严重程度和范围，以及冠状动脉斑块的评估（如形态、衰减、CAC 评分），为心肌梗死预测提供强有力的预后信息。PET FDG 对血管重建后节段性收缩功能的恢复具有较高的阴性预测价值（平均90%，置信区间86%～95%）和良好的阳性预测价值（平均73%，置信区间66%～80%）[17]。而CMR LGE 检测心肌瘢痕的存在和程度是预后的独立指标。透壁梗死超过50%的心肌节段功能恢复的可能性很低，而透壁梗死小于50%的节段则更有可能恢复收缩功能[18]。

4 总结

冠状动脉综合征临床表现形式多样，并发症复杂严重，病程进展快，可以急性发作也可以长期隐匿稳定存在，疾病风险高，因此需要早期、尽快、安全地进行诊断。目前，随着新技术的出现，无创影像学检查在冠状动脉综合征诊断方面发挥着越来越重要的作用，不仅能够诊断冠心病的存在及进行急性胸痛的鉴别诊断，更重要的是能够在解剖学、功能学、组织学方面评估病情与预后，为临床决策提供了丰富和可靠的信息。在冠状动脉综合征不同的疾病阶段，各种无创影像学检查提供了独特的诊断信息。冠脉CTA 在解剖学方面评估冠状动脉梗阻有着独特的优势，超声心动图和CMR能够提供完善心室功能和心肌灌注信息，CMR 所具备的高组织分辨力提供了独有的心肌水肿、瘢痕检测。PET 作为存活心肌评估的“金标准”可以准确地识别心肌梗死。对于病程急性期的患者而言，超声心动图快捷、简便的优点十分重要，因此常作为临床首选。近年来，CT-FFR、CT 心肌灌注成像、PET/CTA 等技术逐步在临床推广应用，解剖成像和功能成像相结合的“一站式”成像技术有望成为新的临床研究方向。PET及SPECT心肌显像药物的研发为心肌功能分子影像提供新思路，CMR 心脏三维全覆盖灌注显像、心肌声学造影及3D 超声心动图等新技术提高了影像学诊断的准确性，成为更加精准、量化的评估手段。人工智能已作为辅助诊断的重要工具，在图像处理及大数据分析方面具有良好性能。新技术不断涌现的同时仍伴有很多局限性和临床争议，还有待进一步临床研究验证。无创影像学检查种类较多且特异性和敏感性各有差异，在临床实践中，医生应从临床需求出发，针对每个患者和疾病的情况快速制订适当的诊断策略，选择合适的影像学检查。

作者利益冲突声明：全体作者均声明无利益冲突。

作者贡献声明：赵世华设计本研究的方案，对稿件的重要内容进行了修改；陈星蕊起草和撰写稿件，获取、分析或解释本研究的数据；赵世华获得国家重点研发计划、国家自然科学基金项目资金资助。全体作者都同意发表最后的修改稿，同意对本研究的所有方面负责，确保本研究的准确性和诚信。