冠脉CT血管造影诊断高危斑块病变影像学特征分析

冠脉CT血管造影诊断高危斑块病变影像学特征分析大多数急性冠脉综合征都是由于动脉粥样硬化斑块破裂或糜烂而引起的突发管内血栓形成所导致的。而预防急性冠脉综合征的的发生发展，也成为了降低冠心病死亡率和发病率唯一有效的策略。易于破裂的冠脉病变斑块在形态上与稳定型斑块截然不同，这就提供了一个宝贵的机会，允许医务人员在病变斑块导致临床事件前采用非创伤性影像学检查来鉴别不稳定型斑块。现代

CT

扫描仪有着亚毫米级别的高空间分辨率和出色的图像质量，能早期探测、标记并定量分析冠状动脉粥样硬化病变。斑块的形态学特征

组织学调查研究表明斑块的三个特点与急性冠脉事件相关：斑块破裂，糜烂，钙化。三分之二的急性血栓形成性心血管事件与薄层纤维帽覆盖的粥样斑块破裂有关（见图

1b）。不稳定型斑块和破裂的斑块除了前者有薄层纤维帽覆盖，其余形态上相似。现学术界普遍认为，这些覆有薄层纤维帽的斑块（TCFA）(

纤维帽厚度

<65um）是破裂的前兆。目前的

CT

扫描仪空间分辨率有限（

≈

400

微米），使得

CCTA

无法对纤维帽进行形态学分析。组织病理学上认为倾向于破裂的斑块在空间三维上均有增大。高危斑块特征——体积大

PROSPECT

试验是一项前瞻性、多中心的研究，是第一个同时也是最大的针对冠脉斑块的自然史研究，目的是评估易损斑块的自然进程，利用有创性的血管造影和血管内超声（IVUS）检测易损斑块。该研究共纳入

697例

ACS（急性冠脉综合征）患者，所有患者均接受灰阶

IVUS

及虚拟组织学

IVUS（VH-IVUS）检查，以检测非罪犯病变。随访

3.4

年后，发现

IVUS

结果提示狭窄面积≥70%(

P

<0.001)

对未来心血管事件有很好的预测作用。CT

具有亚毫米同质空间分辨率，且能够量化整体的冠脉斑块体积和分析斑块成分，血管内超声也具有类似的功能。具有自动化软件的工具已经运用于斑块的定量与定性（见图

2）。自动化的定量分析斑块能够提高

CCTA

在斑块分析上的可重现性，准确性与效率。斑块体积自动化三维重现在危险分层方面优于传统阅片。横向临床研究表明：ACS

患者罪犯斑块的体积比稳定型心绞痛的患者更大

(SAP;

193

mm3

对104

mm3;P

=

0.001)。对于不稳定型心绞痛的病人，CCTA

检查发现，破裂的斑块的体积比没有破裂的斑块大（313

±

356mm3

vs

118

±

93

mm3;

P

<0.0001)，而且破裂斑块的低

CT

衰减面积（即斑块中富含脂质的部分）也比非破裂斑块大

(99

±

161

mm3

vs

19

±

18

mm3;P

<0.0001)

。纵向临床研究显示：通过

CCTA

检测斑块体积可以有效地早期诊断未来的心血管事件。一项纳入

1059

例有稳定型胸痛的患者的回顾性研究显示：在

27

±

10

个月的随访期间，冠脉斑块体积较大的患者更容易发展为ACS(134.9

±

14.1

mm3

vs

57.8

±

5.7

mm3;

P

<0.001)。高危斑块特征——低

CT

衰减

传统上来讲，

CCTA

根据有无钙化成分对斑块进行分类，从而分为钙化斑块，部分钙化斑块和非钙化斑块（NCP）。即使是早期多排螺旋

CT

技术（如

20

世纪

90

年代后期使用的

4

层

CT）也可以鉴别钙化斑块成分与

NCP

成分。然而，根据

CT

衰减值将

NCP

分为富含脂质和纤维性病变仍然具有一定的难度。通过斑块像素

CT

值的直方图分析可知，与纤维成分为主的斑块相比较而言，富含脂质斑块大多处于低

HU

值像素区域。以上的观察结果在一个临床试验中得到验证，其显示：低于

60HU

的斑块像素的相关区域，可以准确地检测出富含脂质的动脉粥样硬化病变

(

敏感性,

73%;

特异性,

71%)。高危斑块特征——餐巾环征

在诱发

ACS

的斑块中以及

PCI

操作中发现的慢血流或无复流现象相关的斑块中均可见非钙化斑块的环状低衰减影。餐巾环征

(NRS)

就是用来描述这种特定的斑块

CT

衰减模式。NRS

可描述斑块的性质，根据如下两个特征，能被定义成非钙化斑块：与腔内相接的中心性低

CT

衰减病变，周围有环状稍高衰减斑块组织包绕（见图3）。一个斑块衰减模式分析报告推荐使用斑块分类表，把非钙化斑块细分成同质性斑块和异质性斑块，把多层异质性斑块再细分成

NRS

和非

NRS

病变（见图

4）。以往都是根据斑块钙化进行分类，模式分类对鉴别严重病变的诊断价值远比传统的方式高（受试者工作曲线的线下面积：）。临床调查发现，NRS

检测

TCFA

或者

ACS

罪犯斑块有

96–100%

的特异性。高危斑块特征——正性重构

正性重构是指：在有冠脉粥样硬化的血管壁，当斑块持续增大，血管壁也会发生代偿性的增大，从而维持管腔内的有效面积。组织病理学研究显示：正性重构与丰富的巨噬细胞和激增的坏死中心有关。CCTA

可以检测血管壁的外部以及管腔直径尺寸。重构指数的计算方法为：血管最大狭窄部分的的横截面面积除以近端和远端参照段的截面积的平均值。目前，正性重构

CCTA

可视化普遍定义为重构指数的阈值≥1.1，而一些研究人员则在

IVUS

研究的基础上取≥1.05

或

>1.0

作为临界点。自动化软件也使得重构指数的量化更加容易。高危斑块特征——点状钙化

在心源性猝死的患者身上，通过组织病理学检查可以发现，大多数急性破裂的斑块都有钙化的现象，但大约三分之二都只有

CT

无法检测到的微小钙化通过

CCTA，可以看到点状钙化是非钙化斑块组织包绕下的高密度

(>130

HU)

小成分。传统上，所谓“点状”的临界定义是

CCTA

视野下

<3

mm

的小钙化物质。如今，点状钙化又被进一步细分为小型

(<1

mm)、中型(1–3

mm)

和大型

(>3

mm)

钙化。VH-IVUS

检查发现的易损斑块特征与小型点状钙化密切相关。斑块的功能特征

尽管理论上认为斑块形成的危险因素（包括吸烟，高胆固醇，高血压，和胰岛素抵抗）对整个血管床都有影响，但是在冠脉的某些特殊部位（如分叉血管外壁，侧分支，动脉内弯处）干扰了血流的正常流动，导致斑块形成。此外，如血管内皮剪切力（ESS）之类的血流动力学因素也促进了动脉粥样硬化斑块的定植和演变。低

ESS

促进动脉粥样硬化的氛围和高风险的斑块形成，而在狭窄的易损斑块部位，高

ESS

又会加剧纤维帽的不稳定性，促进斑块破裂。在上世纪

90

年代初，尸检报告显示，超过三分之二的梗死是从非梗阻性病变演变而来（即病变小于管腔的

70％）

。血管内皮剪切力的

CT

检查

血管内皮剪切力（ESS）是指血流经过动脉壁与血管内皮摩擦产生的切线力。在冠状动脉低速血流段和乱流或湍流段，即

ESS

低的地方，内皮细胞启动促粥样硬化的基因表达。持续的低

ESS

可减少一氧化氮（NO）的生成，增加

LDL

的吸收，加速内皮细胞凋亡，引起局部氧化应激和炎症反应，从而介导粥样内皮表型，导致高危病灶的形成。相比之下，在层流的直动脉段，ESS

随生理结构的变化而变化，内皮细胞表达粥样保护基因，维持斑块稳定。然而，斑块狭窄部位的高剪切力会启动病理生理学程序，使斑块稳定性降低并破裂。ESS-CTCCTA

冠脉三维成像帮助计算流体力学（CFD）应用于

ESS-CT，对冠脉壁运动情况进行评估血流储备分数的

CT

检查

斑块中度狭窄而无缺血症状

(FFR

≥0.8)

的病人，5

年内发生心梗的人数却不到

1%，这结果近似于无冠脉疾病的对照组。FFR-CT

有助于诊断缺血性病变，有希望能提高

CT

检测高危病变的准确性。值得一提的是，FFR-CT

数据可源自

CCTA，无需接受重复的检查、额外的射线或者药物处理（见图

7）。在解剖性

CT

血管造影测定血流储备分数

(DeFACTO)

的临床试验中，一项多中心的国际性研究收录了

252

例患者，来评估

FFR-CT

的诊断绩效。以每个病人为基础，在诊断缺血性病变方面

FFR-CT

优于

CCTA

(

准确度73%

vs

64%;

敏感度

90%

vs

84%;

特异度

54%

vs

42%)。与单纯

CCTA

诊断梗阻性

CAD