冠状动脉CT血管成像指导经皮冠状动脉介入治疗临床研究进展

刘志远 范翼展 李为民 李俭强

(哈尔滨医科大学附属第一医院心内科,黑龙江 哈尔滨 150001)

冠状动脉CT血管成像(coronary artery computed tomography angiography,CCTA)用于指导经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention,PCI)一直是心血管领域的研究热点。CCTA属于无创影像学手段,通过静脉注射对比剂,利用多排螺旋CT评估冠状动脉狭窄程度,已成为评估冠状动脉疾病的一线非侵入性成像方法[1]。PCI主要包括经皮球囊冠状动脉成形术、冠状动脉支架植入术和斑块旋磨术等,目前已成为治疗冠状动脉疾病的主要手段之一。研究发现,与侵入性检查相比,CCTA及基于其技术原理衍生的成像技术(无创血流储备分数、心肌灌注成像等)具有无创、耗时短、操作简单等优势,更适用于冠状动脉疾病排除诊断及PCI术前评估。CCTA及相关成像技术提供的冠状动脉斑块性质、血管周围脂肪组织衰减指数、血流储备分数和心肌灌注缺损等冠状动脉病变解剖学与功能学特征,在慢性闭塞性病变、多支病变、分叉及开口病变等复杂病变PCI术前规划、术中指导及预后评估等方面具有重要指导意义[2-3]。为更好地利用CCTA优势指导PCI,现将CCTA及相关成像技术的最新研究进展进行介绍。

1 CCTA评估斑块性质

1.1 斑块性质

研究[4]发现,无明显阻塞性病变的冠状动脉同样可引起心肌梗死,且预后更差。因此冠状动脉斑块形态及负荷成为新的关注靶点,可预测急性冠状动脉事件的发生风险。研究[2]表明,冠状动脉斑块破裂与高危斑块特征相关,包括正性重构、低衰减斑块、点状钙化和“餐巾环”征,上述特征可通过CCTA识别。SCOT-HEART研究[5]显示,存在1个及以上高危斑块特征增加5年冠心病相关死亡或非致死性心肌梗死风险。PROMISE研究[6]证实,在非阻塞性冠状动脉疾病患者中,正性重构指数、低衰减斑块、高斑块负荷以及“餐巾环”征与较高的主要不良心血管事件相关。

1.2 血管周围脂肪组织衰减指数

炎症是斑块不稳定的潜在标志,利用CCTA影像计算冠状动脉周围脂肪组织衰减指数,可反映冠状动脉炎症程度[7]。SCOT-HEART研究[8]提示,右冠状动脉周围脂肪组织衰减指数和低衰减斑块负荷是心肌梗死的预测因素。右冠状动脉周围脂肪组织衰减指数>-70.5 HU的患者发生心肌梗死的风险增加2.5倍(P=0.001),低衰减斑块负荷>4%的患者发生心肌梗死的风险增加5倍(P<0.000 1)。此外,在非阻塞性冠状动脉疾病患者中,冠状动脉周围脂肪组织衰减指数与心肌梗死风险正相关。

1.3 血流储备分数

CCTA与有创冠状动脉造影(invasive coronary angiography,ICA)均可用于评估冠状动脉病变的解剖学特征。然而,冠状动脉病变狭窄程度与功能学意义并不一致,后者是决定血运重建策略的金标准[9]。血流储备分数(fractional flow reserve,FFR)是目前最常用的功能学评估指标,但存在血管损伤、费用高及血管扩张剂相关副作用等局限[9]。近年来,基于CCTA的无创血流储备分数(FFRCT)已成为一种有前途的替代方法,可用于PCI术前FFR评估及术后FFR预测[10-11]。此外,FFRCT还能提供可疑冠心病患者的预后价值。Patel等[12]进行的多中心前瞻性研究表明,FFRCT≤0.8可疑冠心病患者出现心血管死亡或心肌梗死更为常见(P=0.01),随访1年时出现主要不良心血管事件患者的平均FFRCT更低(P=0.02)。

1.4 心肌灌注成像

心肌灌注成像是评估冠状动脉病变功能学意义的重要手段,一般通过心脏磁共振或核素成像完成。随着CT技术快速发展,基于CT图像同样可以完成心肌灌注成像。一项多中心前瞻性研究[13]表明,与单独CCTA相比,心肌灌注成像联合CCTA显著提高了冠状动脉疾病诊断的敏感性及特异性。

2 CCTA指导PCI

CCTA及相关技术可用于识别冠状动脉斑块性质、解剖学和功能学评估以及预测PCI成功率等,在PCI术前规划、术中指导及预后评估等方面具有重要指导意义[3]。

2.1 慢性闭塞性病变

慢性闭塞性病变(chronic total occlusion,CTO)是复杂冠状动脉病变之一,手术成功率远低于普通病变,因此CTO-PCI极具挑战性。日本学者[14]根据CTO残端类型、钙化程度、成角情况、闭塞长度等,提出J-CTO评分用于评估CTO病变难易程度,可预测30 min内导丝通过率。有学者[15]提出基于CCTA影像的CT-RECTOR评分用于评估CTO病变,并证实CT-RECTOR评分预测30 min内导丝通过率的诊断效能优于J-CTO评分(P<0.001)。此外,KCCT评分也是基于CCTA影像的CTO病变评分工具,其预测30 min内导丝通过率及手术成功率的准确性优于其他评分[16]。研究[17]表明,与ICA指导相比,术前CCTA指导下CTO病变手术成功率更高(P=0.003),术后并发症(如冠状动脉穿孔或围手术期心肌梗死)发生率更低。

详细的冠状动脉解剖信息有助于制定PCI策略。CCTA可通过术前了解CTO病变的形态和解剖特点,帮助选择CTO入路和器械。例如,对于近端CTO纤维帽内严重钙化伴良好逆向侧支循环,尤其是既往PCI失败的患者,可选择逆向入路[18]。导丝成功通过侧支是逆向PCI成功的关键,而CCTA具有识别逆向CTO-PCI中可用侧支的能力[19]。Sugaya等[20]进行的回顾性研究证实,与CCTA不可见侧支相比,CCTA可见侧支的导丝通过率更高(P=0.034),并发症更少(P=0.041)。

2.2 冠状动脉多支病变

血运重建可提高冠状动脉多支病变患者的生存率,外科手术或介入治疗的选择主要取决于冠状动脉病变的复杂性[21]。SYNTAX评分是客观量化冠状动脉多支病变患者病变范围和严重程度的重要方法。而在SYNTAX评分基础上又衍生出多种评分,如功能性SYNTAX评分、SYNTAXⅡ评分以及基于CCTA的SYNTAX评分和基于FFRCT的非侵入性功能性SYNTAX评分。研究证实,CCTA与ICA的SYNTAX评分具有高度相关性。此外,非侵入性功能性SYNTAX评分通过评估FFRCT<0.8的血管,可为拟行PCI的患者重新划分术前风险分层(部分高风险患者重新归类为中风险患者)[22]。SYNTAX Ⅲ REVOLUTION研究[21]显示,对于新发左主干或冠状动脉三支病变患者,基于CCTA的治疗决策与基于ICA的治疗决策具有高度一致性,一致率为93%。因此,基于CCTA或FFRCT的SYNTAX评分可用于指导冠状动脉多支病变患者的PCI策略。

2.3 CCTA指导分叉和开口病变

2.4 FFRCT交互式规划软件

FFRCT可通过对冠状动脉病变功能学评估指导患者是否需行ICA并提高诊疗效率。而FFRCT交互式规划软件(FFRCTPlanner)是一种计算机软件,基于一种新颖的几何建模技术,模拟PCI术后的冠状动脉血流状况,从而指导PCI策略的选择[27]。van Belle等[28]比较ICA指导与FFRCTPlanner指导对稳定型心绞痛患者PCI策略的影响。结果显示,FFRCTPlanner改变了1/3病变的处理策略,但其准确性未经侵入性FFR验证。Sonck等[11]将FFRCTPlanner用于拟行PCI的慢性冠脉综合征患者,其预测术后FFR≤0.80和FFR≤0.90的准确率分别为83%和71%。此外,FFRCTPlanner在不同病变范围和钙化负荷病例中的准确性相当,适用范围广泛。

2.5 CT灌注成像

FFRCT的优势在于可根据CCTA结果直接分析,但其对既往心肌梗死、支架或旁路移植术的诊断价值仍有争议[29],CT灌注成像(computed tomography perfusion imaging,CTP)则可与FFRCT互补。CTP可通过评估心肌灌注缺损是否可逆,区分可逆性心肌缺血与心肌梗死,指导PCI策略。CATCH-2研究[30]共纳入600例稳定型心绞痛患者,按1：1分为CCTA组和CCTA+CTP组。结果显示,与单纯CCTA组相比,CCTA+CTP组患者血运重建比例显著降低(P=0.004 5)。由于金属支架所致伪影会降低诊断准确性,一般并不推荐CCTA用于接受过复杂PCI手术或植入支架直径<3.0 mm的患者。CTP是结合解剖学和功能学评估的先进手段[13]。ADVANTAGE研究[31]发现,对有PCI术史的患者,CTP诊断准确率显著高于CCTA(75.0% vs 30.5%,P=0.000 2)。因此,当怀疑有PCI术史的患者出现支架内再狭窄或原有冠状动脉疾病进展时,CTP可显著提高诊断效能。然而CTP尚存在需要多次扫描、高辐射剂量等局限性,还需要进一步的临床验证。

2.6 冠状动脉旁路移植术

虽然冠状动脉介入治疗已取得重大进展,但冠状动脉旁路移植术仍然是左主干病变和多支病变的主要治疗方法。基于CCTA的SYNTAX评分是筛选冠状动脉旁路移植术患者的合适方法,具有与ICA相似的诊断准确性。既往冠状动脉旁路移植术患者再次行ICA通常有更多并发症,故ICA前了解冠状动脉解剖结构可有效减少并发症和手术时间[21]。CCTA则可在ICA术前帮助了解桥血管的数量、位置和走行。另外,观察性研究[32]显示,CCTA对桥血管可视化具有较高的敏感性和特异性。

3 CCTA局限性

CCTA的诊断性能高度依赖于成像质量。研究[33]证实,呼吸运动伪影显著影响CCTA的图像质量。此外,CCTA成像在心率<60次/min时最佳,而较快心率的成像质量则受限于CT时间分辨率。对于PCI术后患者,由于支架厚度、图像获取和重建参数不同,会使支架内55%的管腔模糊不清,而FFRCT需要精确的解剖模型,其准确性亦会受到影响。由于CT空间分辨率的限制,CCTA显示的斑块与管腔和管壁位置难以区分,因此会影响评估斑块体积。此外,钙化斑块的高密度可能会增加邻近低密度脂质斑块密度,导致将其错误归类为纤维性斑块[29]。

4 未来展望

CCTA可提供无创血管成像、FFR、心肌灌注、斑块负荷及炎症等信息,在冠状动脉疾病的筛查、诊断和治疗中充当重要角色并提供“一站式服务”。CCTA通过提供关键性的解剖学和功能学信息,可用于PCI术前规划、术中指导及预后评估。在未来,术者可在CCTA及其衍生技术的指导下更安全地开展复杂冠状动脉病变的介入治疗。