冠狀動脈CT血管成像指導經皮冠狀動脈介入治療臨床研究進展

劉志遠 范翼展 李為民 李儉強

(哈爾濱醫科大學附屬第一醫院心內科,黑龍江 哈爾濱 150001)

冠狀動脈CT血管成像(coronary artery computed tomography angiography,CCTA)用于指導經皮冠狀動脈介入治療(percutaneous coronary intervention,PCI)一直是心血管領域的研究熱點。CCTA屬于無創影像學手段,通過靜脈注射對比劑,利用多排螺旋CT評估冠狀動脈狹窄程度,已成為評估冠狀動脈疾病的一線非侵入性成像方法[1]。PCI主要包括經皮球囊冠狀動脈成形術、冠狀動脈支架植入術和斑塊旋磨術等,目前已成為治療冠狀動脈疾病的主要手段之一。研究發現,與侵入性檢查相比,CCTA及基于其技術原理衍生的成像技術(無創血流儲備分數、心肌灌注成像等)具有無創、耗時短、操作簡單等優勢,更適用于冠狀動脈疾病排除診斷及PCI術前評估。CCTA及相關成像技術提供的冠狀動脈斑塊性質、血管周圍脂肪組織衰減指數、血流儲備分數和心肌灌注缺損等冠狀動脈病變解剖學與功能學特征,在慢性閉塞性病變、多支病變、分叉及開口病變等復雜病變PCI術前規劃、術中指導及預后評估等方面具有重要指導意義[2-3]。為更好地利用CCTA優勢指導PCI,現將CCTA及相關成像技術的最新研究進展進行介紹。

1 CCTA評估斑塊性質

1.1 斑塊性質

研究[4]發現,無明顯阻塞性病變的冠狀動脈同樣可引起心肌梗死,且預后更差。因此冠狀動脈斑塊形態及負荷成為新的關注靶點,可預測急性冠狀動脈事件的發生風險。研究[2]表明,冠狀動脈斑塊破裂與高危斑塊特征相關,包括正性重構、低衰減斑塊、點狀鈣化和“餐巾環”征,上述特征可通過CCTA識別。SCOT-HEART研究[5]顯示,存在1個及以上高危斑塊特征增加5年冠心病相關死亡或非致死性心肌梗死風險。PROMISE研究[6]證實,在非阻塞性冠狀動脈疾病患者中,正性重構指數、低衰減斑塊、高斑塊負荷以及“餐巾環”征與較高的主要不良心血管事件相關。

1.2 血管周圍脂肪組織衰減指數

炎癥是斑塊不穩定的潛在標志,利用CCTA影像計算冠狀動脈周圍脂肪組織衰減指數,可反映冠狀動脈炎癥程度[7]。SCOT-HEART研究[8]提示,右冠狀動脈周圍脂肪組織衰減指數和低衰減斑塊負荷是心肌梗死的預測因素。右冠狀動脈周圍脂肪組織衰減指數>-70.5 HU的患者發生心肌梗死的風險增加2.5倍(P=0.001),低衰減斑塊負荷>4%的患者發生心肌梗死的風險增加5倍(P<0.000 1)。此外,在非阻塞性冠狀動脈疾病患者中,冠狀動脈周圍脂肪組織衰減指數與心肌梗死風險正相關。

1.3 血流儲備分數

CCTA與有創冠狀動脈造影(invasive coronary angiography,ICA)均可用于評估冠狀動脈病變的解剖學特征。然而,冠狀動脈病變狹窄程度與功能學意義并不一致,后者是決定血運重建策略的金標準[9]。血流儲備分數(fractional flow reserve,FFR)是目前最常用的功能學評估指標,但存在血管損傷、費用高及血管擴張劑相關副作用等局限[9]。近年來,基于CCTA的無創血流儲備分數(FFRCT)已成為一種有前途的替代方法,可用于PCI術前FFR評估及術后FFR預測[10-11]。此外,FFRCT還能提供可疑冠心病患者的預后價值。Patel等[12]進行的多中心前瞻性研究表明,FFRCT≤0.8可疑冠心病患者出現心血管死亡或心肌梗死更為常見(P=0.01),隨訪1年時出現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

心肌灌注成像是評估冠狀動脈病變功能學意義的重要手段,一般通過心臟磁共振或核素成像完成。隨著CT技術快速發展,基于CT圖像同樣可以完成心肌灌注成像。一項多中心前瞻性研究[13]表明,與單獨CCTA相比,心肌灌注成像聯合CCTA顯著提高了冠狀動脈疾病診斷的敏感性及特異性。

2 CCTA指導PCI

CCTA及相關技術可用于識別冠狀動脈斑塊性質、解剖學和功能學評估以及預測PCI成功率等,在PCI術前規劃、術中指導及預后評估等方面具有重要指導意義[3]。

2.1 慢性閉塞性病變

慢性閉塞性病變(chronic total occlusion,CTO)是復雜冠狀動脈病變之一,手術成功率遠低于普通病變,因此CTO-PCI極具挑戰性。日本學者[14]根據CTO殘端類型、鈣化程度、成角情況、閉塞長度等,提出J-CTO評分用于評估CTO病變難易程度,可預測30 min內導絲通過率。有學者[15]提出基于CCTA影像的CT-RECTOR評分用于評估CTO病變,并證實CT-RECTOR評分預測30 min內導絲通過率的診斷效能優于J-CTO評分(P<0.001)。此外,KCCT評分也是基于CCTA影像的CTO病變評分工具,其預測30 min內導絲通過率及手術成功率的準確性優于其他評分[16]。研究[17]表明,與ICA指導相比,術前CCTA指導下CTO病變手術成功率更高(P=0.003),術后并發癥(如冠狀動脈穿孔或圍手術期心肌梗死)發生率更低。

詳細的冠狀動脈解剖信息有助于制定PCI策略。CCTA可通過術前了解CTO病變的形態和解剖特點,幫助選擇CTO入路和器械。例如,對于近端CTO纖維帽內嚴重鈣化伴良好逆向側支循環,尤其是既往PCI失敗的患者,可選擇逆向入路[18]。導絲成功通過側支是逆向PCI成功的關鍵,而CCTA具有識別逆向CTO-PCI中可用側支的能力[19]。Sugaya等[20]進行的回顧性研究證實,與CCTA不可見側支相比,CCTA可見側支的導絲通過率更高(P=0.034),并發癥更少(P=0.041)。

2.2 冠狀動脈多支病變

血運重建可提高冠狀動脈多支病變患者的生存率,外科手術或介入治療的選擇主要取決于冠狀動脈病變的復雜性[21]。SYNTAX評分是客觀量化冠狀動脈多支病變患者病變范圍和嚴重程度的重要方法。而在SYNTAX評分基礎上又衍生出多種評分,如功能性SYNTAX評分、SYNTAXⅡ評分以及基于CCTA的SYNTAX評分和基于FFRCT的非侵入性功能性SYNTAX評分。研究證實,CCTA與ICA的SYNTAX評分具有高度相關性。此外,非侵入性功能性SYNTAX評分通過評估FFRCT<0.8的血管,可為擬行PCI的患者重新劃分術前風險分層(部分高風險患者重新歸類為中風險患者)[22]。SYNTAX Ⅲ REVOLUTION研究[21]顯示,對于新發左主干或冠狀動脈三支病變患者,基于CCTA的治療決策與基于ICA的治療決策具有高度一致性,一致率為93%。因此,基于CCTA或FFRCT的SYNTAX評分可用于指導冠狀動脈多支病變患者的PCI策略。

2.3 CCTA指導分叉和開口病變

2.4 FFRCT交互式規劃軟件

FFRCT可通過對冠狀動脈病變功能學評估指導患者是否需行ICA并提高診療效率。而FFRCT交互式規劃軟件(FFRCTPlanner)是一種計算機軟件,基于一種新穎的幾何建模技術,模擬PCI術后的冠狀動脈血流狀況,從而指導PCI策略的選擇[27]。van Belle等[28]比較ICA指導與FFRCTPlanner指導對穩定型心絞痛患者PCI策略的影響。結果顯示,FFRCTPlanner改變了1/3病變的處理策略,但其準確性未經侵入性FFR驗證。Sonck等[11]將FFRCTPlanner用于擬行PCI的慢性冠脈綜合征患者,其預測術后FFR≤0.80和FFR≤0.90的準確率分別為83%和71%。此外,FFRCTPlanner在不同病變范圍和鈣化負荷病例中的準確性相當,適用范圍廣泛。

2.5 CT灌注成像

FFRCT的優勢在于可根據CCTA結果直接分析,但其對既往心肌梗死、支架或旁路移植術的診斷價值仍有爭議[29],CT灌注成像(computed tomography perfusion imaging,CTP)則可與FFRCT互補。CTP可通過評估心肌灌注缺損是否可逆,區分可逆性心肌缺血與心肌梗死,指導PCI策略。CATCH-2研究[30]共納入600例穩定型心絞痛患者,按1：1分為CCTA組和CCTA+CTP組。結果顯示,與單純CCTA組相比,CCTA+CTP組患者血運重建比例顯著降低(P=0.004 5)。由于金屬支架所致偽影會降低診斷準確性,一般并不推薦CCTA用于接受過復雜PCI手術或植入支架直徑<3.0 mm的患者。CTP是結合解剖學和功能學評估的先進手段[13]。ADVANTAGE研究[31]發現,對有PCI術史的患者,CTP診斷準確率顯著高于CCTA(75.0% vs 30.5%,P=0.000 2)。因此,當懷疑有PCI術史的患者出現支架內再狹窄或原有冠狀動脈疾病進展時,CTP可顯著提高診斷效能。然而CTP尚存在需要多次掃描、高輻射劑量等局限性,還需要進一步的臨床驗證。

2.6 冠狀動脈旁路移植術

雖然冠狀動脈介入治療已取得重大進展,但冠狀動脈旁路移植術仍然是左主干病變和多支病變的主要治療方法。基于CCTA的SYNTAX評分是篩選冠狀動脈旁路移植術患者的合適方法,具有與ICA相似的診斷準確性。既往冠狀動脈旁路移植術患者再次行ICA通常有更多并發癥,故ICA前了解冠狀動脈解剖結構可有效減少并發癥和手術時間[21]。CCTA則可在ICA術前幫助了解橋血管的數量、位置和走行。另外,觀察性研究[32]顯示,CCTA對橋血管可視化具有較高的敏感性和特異性。

3 CCTA局限性

CCTA的診斷性能高度依賴于成像質量。研究[33]證實,呼吸運動偽影顯著影響CCTA的圖像質量。此外,CCTA成像在心率<60次/min時最佳,而較快心率的成像質量則受限于CT時間分辨率。對于PCI術后患者,由于支架厚度、圖像獲取和重建參數不同,會使支架內55%的管腔模糊不清,而FFRCT需要精確的解剖模型,其準確性亦會受到影響。由于CT空間分辨率的限制,CCTA顯示的斑塊與管腔和管壁位置難以區分,因此會影響評估斑塊體積。此外,鈣化斑塊的高密度可能會增加鄰近低密度脂質斑塊密度,導致將其錯誤歸類為纖維性斑塊[29]。

4 未來展望

CCTA可提供無創血管成像、FFR、心肌灌注、斑塊負荷及炎癥等信息,在冠狀動脈疾病的篩查、診斷和治療中充當重要角色并提供“一站式服務”。CCTA通過提供關鍵性的解剖學和功能學信息,可用于PCI術前規劃、術中指導及預后評估。在未來,術者可在CCTA及其衍生技術的指導下更安全地開展復雜冠狀動脈病變的介入治療。