冠状动脉疾病

冠状动脉狭窄的CT功能评价技术进展


本文原载于《中华放射学杂志》年第4期

有创冠状动脉造影(coronaryangiography,CAG)和无创冠状动脉CT血管成像(coronaryCTangiography,CCTA)是目前诊断冠心病的最常用方法,但二者仅能提供冠状动脉的解剖信息,不能对狭窄进行功能评价。冠状动脉狭窄的解剖特点并不能直接反映功能状况,特别在中等狭窄病变,二者相关性较差。临床上,对冠状动脉狭窄的功能评估是决定患者是否需要血运重建并影响临床预后的最重要因素。目前,对于冠状动脉狭窄功能判断常用方法主要包括有创的血流储备分数(fractionalflowreserve,FFR)测定和无创的心肌灌注核素显像,但前者为有创检查,操作复杂、费用昂贵并增加患者辐射剂量[1,2];后者虽为无创,但与造影解剖评价不能同时完成,给操作带来不便并增加额外费用。近年来,无创CT功能评估技术出现,其与CCTA结合能一站式完成对冠状动脉解剖和功能的评价,给临床诊断治疗带来极大便利。笔者就这方面进展做综述如下。

一、基于计算机血流动力学模拟的CT-FFR

CT-FFR主要由心脏血管影像资料、心脏解剖与生理功能关系的数学模型及计算机血流动力学模拟3方面综合分析而来。通过心肌体积和血流之间的关系模型得出冠状动脉血流量;通过血管大小与阻力之间的关系模型得到基础状态下冠状动脉循环阻力;再通过假设冠状动脉循环基础和充血状态阻力比为一常数去计算充血状态下冠状动脉微循环阻力。以此数值和血流动力学为基础计算得出CT-FFR值[2]。年Min等[3]在17个中心共入选例患者,以压力导丝测得FFR值(≤0.8为功能缺血)为金标准。结果显示CT-FFR+CTA相比于CTA显著提高了缺血诊断的准确性(73%vs.64%)和诊断效果(ROC曲线下面积:0.81vs.0.68)。接着,另一项关于CT-FFR的重要试验NXT研究发表[4],该研究一共入选例临床怀疑冠心病的患者,与有创FFR(≤0.8为功能缺血)比较,CT-FFR和CTA诊断功能缺血的ROC曲线下面积分别为0.90和0.81,CT-FFR、CTA和CAG诊断功能缺血的敏感度和特异度分别为86%和79%、94%和34%、64%和83%。该研究再次证实CT-FFR的诊断效能。最近,Li等[5]将关于CT-FFR的临床研究资料进行荟萃分析,统计例患者得出结论:CT-FFR与CTA诊断敏感度相似但特异性大大提高,CT-FFR可作为有创FFR的一个替代选择。CT-FFR通过一次静态扫描,利用计算机模拟对冠状动脉功能实现定量评估,其最大的优点在于安全、无创和经济,为权衡有创冠状动脉检查利弊的患者和医师提供了一种很好的替代工具。CT-FFR测量可重复性好,一些影响CTA图像质量的因素如噪音比、钙化、移动等对其测量影响较少。其主要缺陷在于所有计算参数都是通过公式模拟而来,一些生理学参数取统计学平均值,这些模拟不可避免影响其准确性;另外,CT-FFR计算程序复杂,耗时较长也限制其应用。

二、腔内对比剂密度衰减梯度分析技术

冠状动脉腔内对比剂衰减梯度的概念由Steigner等[6]首先提出,目前有冠状动脉腔内密度差(contrastopacification,CO)、校正冠状动脉腔内密度差(correctedcontrastopacificationCCO)、腔内对比剂密度衰减梯度(transluminalattenuationgradient,TAG)和腔内衰减血流编码(transluminalattenuationflowencoding,TAFE)4种分析技术。CO是指冠状动脉狭窄近、远段腔内CT值差;而CCO是因为扫描图像可能不是同一时间获得而取同一扫描轴平面降主动脉CT值进行校正而来的差值;TAG被定义为冠状动脉腔内密度衰减和距冠状动脉开口长度之间的线性回归系数。具体由距冠状动脉口每10mm间隔测CT值进行回归计算而得;TAFE是由TAG、冠状动脉横断面积、血管长度和对比剂动脉输入时间间隔4个参数通过公式推算的冠状动脉血流[7],理论上由于其考虑了血管解剖和对比剂输入因素可能优于TAG,但目前临床资料不多,其可靠性尚需进一步证明。从原理上讲TAG多点回归计算较CO、COO更具可靠性和科学性,因此,后期临床研究多以TAG作为冠状动脉腔内对比剂衰减梯度的代表指标。前期运用64排及排CT测量TAG与FFR比较的结果并不满意,两者只有中度相关[8];近期Wong等[9]运用排CT研究发现TAG对FFR值(≤0.8)有较好预测价值(敏感度77%,特异度74%),结合CTA对于判定狭窄意义有帮助。因此,目前认为较窄探测器宽度扫描由于并非单次心动周期采集,所得TAG与FFR相关性稍差;而排CT因为能一次扫描全心覆盖,在TAG分析中更具优势。TAG+CTA可改善诊断的特异度,中度提高冠心病诊断的准确性。和CTA相似,钙化和伪影会影响TAG测量的准确性。

三、心肌跨壁灌注比

跨壁灌注比(transmuralperfusionratio,TPR)即内层和外层心肌平均CT值比[10]。正常心肌灌注内膜高于外膜层,但当冠状动脉有明显狭窄时TPR降低。早期研究显示TPR诊断狭窄特异度高而敏感度稍差[11],有较高的假阴性率,分析可能是由于广泛或严重缺血时血流灌注普遍减少所致。排CT分别在静息和负荷扫描更适合TPR的测量评估,TPR受心肌成份及伪影(如运动、硬化线束等)影响较大,有研究显示TPR+CTA能轻度提高冠心病诊断能力[12]。

四、CT心肌灌注显像

CT心肌灌注显像(myocardialperfusionimaging,MPI)一直是CT功能评价的热点与重心。现分述如下。

1.静态CT-MPI:

静态CT-MPI和核素心肌灌注显像原理相似,通过首过阶段随血流而来的对比剂在心肌分布特点判断血流灌注情况,通过静息和负荷扫描增加诊断准确性。一些早期研究证明CT-MPI+CTA诊断准确性优于CTA[13,14],而与CAG+单光子发射计算机断层扫描(singlephotonemission







































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