综述
冠状动脉CT功能学成像的应用进展
中华医学杂志, 2021,101(39) : 3257-3260. DOI: 10.3760/cma.j.cn112137-20210621-01401
摘要

冠状动脉CT血管成像(CCTA)已经广范应用于临床诊断冠状动脉狭窄性病变,然而对于心肌缺血的诊断尚缺乏特异性。将CT心肌灌注(CT-MPI)以及冠状动脉血流储备(FFR)等功能学显像整合到CCTA工作流程中,提高CCTA对冠心病患者的诊断准确性、改善冠心病患者临床治疗决策及对患者预后判断发挥更加重要的作用,并有可能降低患者的医疗费用。但是这些CCTA功能学成像技术在临床应用过程中仍然存在一些问题,比如辐射剂量,以及FFR-CT的准确性方面。因此,本文将对CT-MPI和FFR-CT等CCTA功能学成像对冠心病诊断的临床应用价值、CT-MPI与FFR-CT之间的关系以及两者面临的临床问题进行综述。

引用本文: 王瑞, 徐磊. 冠状动脉CT功能学成像的应用进展 [J] . 中华医学杂志, 2021, 101(39) : 3257-3260. DOI: 10.3760/cma.j.cn112137-20210621-01401.
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冠状动脉CT血管成像(CCTA)作为无创性检查手段,对诊断冠状动脉狭窄具有很高的灵敏度和阴性预测值,明显减少冠心病患者的导管造影数量及平均住院时间1。然而冠状动脉管腔狭窄程度与心肌缺血程度不成正比。因此,将心肌灌注(MPI)或是冠状动脉血流储备(FFR)整合到CCTA工作流程中,可以全面综合评估冠状动脉血管狭窄程度及其相关心肌血流灌注,对冠心病患者的治疗方案选择及预后判断具有重要意义。因此,CCTA功能学检查的主要优势是实现冠状动脉解剖学和功能完美的融合。本文将对CT-MPI和FFR-CT技术在冠心病诊断价值及临床应用进展进行综述。

一、FFR-CT临床应用
(一)诊断准确性

三个国际多中心研究(DISCOVER-FLOW、DeFACTO 和 HeartFlow NXT)基本奠定了FFR-CT的临床应用价值2, 3, 4。然而,由于样本量和研究种群特征的不同,以及FFR-CT软件的差异,导致FFR-CT的灵敏度和特异度在不同的组群中有所不同,FFR-CT诊断心肌缺血的总体准确率为82%5

在冠状动脉狭窄以远2 cm处测量FFR-CT数值,FFR-CT≥0.80为正常,<0.75为异常,0.75~0.80为“灰色”地带。但是一项荟萃分析发现FFR-CT 诊断准确率存在较高的变异性。当FFR-CT 值设定为>0.90时,绝大多数病变(97.90%)与FFR>0.80诊断相符;FFR-CT设定为≤0.60时,86.40%诊断与FFR≤0.80符合;但是FFR-CT值处于0.60~0.90之间时,是否真正排除狭窄导致的心肌缺血或需要血运重建仍不确定5,而且FFR-CT值存在性别差异,女性FFR-CT值要高于男性6。因此有研究采用ΔFFR-CT值,即狭窄近端FFR-CT值减去狭窄远端FFR-CT值≥0.12,可以更准确地测量病变引起的缺血7

(二)对临床决策和诊疗流程的影响

PLATFORM研究中FFR-CT组中有61%的患者取消原计划的冠状动脉导管造影,并且该组患者冠状动脉导管造影的阳性率明显高于常规诊疗组(73.3%比12.4%,P<0.001),接受冠状动脉血运重建的患者比例也增加(95%比55%)8;在ADVANCE 注册研究中,甚至有2/3的患者治疗决策发生变化9

对于三支病变患者,基于FFR-CT的临床决策与导管造影的治疗决策有很高的一致性(Kappa=0.82),使将近20%患者的诊疗决策发生变化10。但是仅凭CCTA/FFR-CT检查结果就改变治疗决策,其安全性已经引起临床医师的担忧。FASTTRACK CABG研究将有可能回答CCTA/FFR-CT指导临床诊疗的安全性问题,该研究中所有外科血管重建策略和治疗计划将完全基于CCTA/FFR-CT的结果得出11

(三)预后的判断

与CCTA上冠状动脉管腔狭窄≥50%相比,FFR-CT≤0.80是预测血运重建或主要心血管事件(MACE)更好的指标9。ADVANCE研究中FFR-CT≤0.80患者90 d内MACE事件发生率为0.90%,明显高于FFR-CT>0.80患者的发生率(0)12。在随后的1年间,所有患者的MACE事件发生率都很低。与 FFR-CT值>0.80患者相比,FFR-CT≤0.80患者的血运重建更多(38.40%比5.60%),而且MACE、心血管死亡或心肌梗死的发生率明显升高(MACE事件:43比12;全因死亡或心肌梗死:1.2%比0.6%;心血管死亡或心肌梗死:0.8%比0.2%)13

(四)卫生经济学

FFR-CT大约节省30%的医疗费用14。PLATFORM研究1年期的随访结果显示CCTA/FFR-CT诊断指导组成本为8 127美元,而在常规诊疗组为12 145美元,即使将FFR-CT分析的成本计算在内,CCTA/FFR-CT诊断指导组患者的平均成本仍然比常规诊疗组患者低26%(9 036美元对比12 145美元,P<0.001)15。但是急诊FFR-CT并没有明显降低医疗费用(8 048美元比8 582美元)16

(五)急诊胸痛

如果图像质量足够好,胸痛三联扫描计算FFR-CT是可行的,急诊胸痛患者应用FFR-CT能够提高诊断急性冠状动脉综合征患者的特异度,减少不必要的下游检查17。急诊FFR-CT可以较好预测患者接受冠状动脉血运重建以及MACE事件18。对于急诊FFR-CT阴性患者,可以取消冠状动脉血运重建16

二、CT心肌灌注临床应用
(一)诊断准确性

CCTA/CTP综合诊断准确率为87%,特别是对于女性患者、左主干及多支血管病变,CTP可以提高对冠心病的诊断准确率。PERFECTION研究评价了100例中高危患者CCTA/CTP的准确率,以 ICA/FFR作为参考标准,在血管和患者水平,CCTA/CTP联合应用的准确率分别为93% 和91%,明显高于CCTA19

动态CTP可以视觉评价心肌灌注缺损也可以定量测量心肌血流量(MBF)和心肌血容量(MBV)。采用视觉评价方法诊断心肌缺血的灵敏度为76%~100%,特异度74%~100%20;MBF方法在心肌节段水平/血管水平/患者水平诊断心肌缺血的灵敏度和特异度分别为83%和90%、85%和81%、93%和82%21,但是在不同的研究中用于区别缺血心肌和正常心肌的MBF临界值范围变异较大(正常值范围77~105 ml·100 g⁻¹·min⁻¹)22, 23。因此,最近有人提出心肌灌注血流比值(SFR),即负荷状态下狭窄血管供血区域的MBF/非狭窄血管供血区域的MBF。以FFR为参考标准,SFR诊断心肌缺血特异度提高到91%,并且CCTA+SFR诊断冠心病的AUC明显高于CCTA+MBF(0.91比0.73)24。动态CTP最大的优势在于可以定量MBF,这对于诊断冠状动脉多支病变(广泛平衡的缺血可能被低估)和检测微血管病变至关重要,还可以反映冠状动脉慢性完全闭塞侧支循环的状况。

(二)对临床决策和诊疗流程的影响

CRESCENT-Ⅱ研究中入选了268例稳定型心绞痛患者,CCTA/CTP组患者仅有13%患者需要进一步检查,而功能检查组的这一比例为37%(P<0.001)25。CATCH2随机对照试验中CCTA/CTP联合应用组中患者进行血运重建的比例少于ICA组,而且减少了对可疑冠心病患者进行导管检查的操作数26

(三)预后的判断

存在心肌缺血患者的预后较差,特别是心肌缺血体积超过心肌体积10% 以上的患者27,因此,存在缺血的区域越多,MACE发生的危险性越高28。CTP预测低风险不稳定型心绞痛患者的MACE的能力高于临床危险评分(Diamond 和 Forrester 评分)27。多中心研究表明,MBF指数(区域MBF/整体MBF)对MACE事件的预测价值最大,甚至超过FFR-CT(HR:10.1比 2.2)29

三、CTP与FFR-CT的关系

FFR-CT主要通过心外膜血管病变部位血流压力的变化反映心肌供血,而CTP反映的是血液流经心肌组织微循环(从冠状动脉小分支流入,经毛细血管网到小静脉流出)的全过程。因此,两种方法基于不同的生理学原理,聚焦的缺血水平不同。

在血管水平及患者水平,FFR-CT和CTP检测冠状动脉狭窄导致心肌缺血的曲线下面积分别为0.93、0.92和0.94和0.93,FFR-CT与CTP之间差异无统计学意义30,甚至在中高危患者中,FFR-CT和CTP诊断冠状动脉缺血的能力仍然无差别19。但有研究以FFR为参考标准,无论血管水平或是患者水平,FFR-CT都优于视觉/半定量/定量静息/负荷CTP31

FFR-CT最大的优势在于只需要一次扫描既能显示冠状动脉解剖又能评估病变血管特异性缺血,不额外增加对比剂用量和辐射剂量。因此,两者是竞争还是相互补充,以及哪些患者能够最大程度从这些检查中获益,仍然需要进一步研究。

四、CTP和FFR-CT存在的问题
(一)CTP

对于患有弥漫性或是进展性冠心病患者,可能需要多次CCTA/CTP检查来确定适当的血运重建时机,因此辐射剂量是临床主要关注点之一。CORE320中静息/负荷CTP为5.31 mSv,动态CTP 辐射剂量中位数为9.45 mSv(范围:5.3~10.5 mSv)21

静态和动态CTP成像的一个显著缺点是较低的信噪比,这与成像伪影与射线硬化、部分体积效应、心脏运动和呼吸有关。目测评估CTP时,要特别注意真正的灌注缺损与射线硬化伪影的鉴别。真正的灌注缺损可能持续存在于整个心动周期,从收缩期到舒张期。射线硬化伪影可能只出现在1或2个心动周期阶段。另外,动态CTP MBF最佳临界值范围较大,这与研究设计、扫描技术、后处理参数模型有关。

(二)FFR-CT

FFR-CT的4种算法模型的比较效果还没有确定。全阶模型需要大量的计算能力和时间,而且不能使用工作站进行现场分析。在工作站上可以使用降阶模型和深度学习模型,但是它的准确性还需要大样本验证。

FFR-CT计算受冠状动脉运动或错位伪影、严重钙化及冠状动脉管腔内对比剂浓度等影像学因素的影响,FFR-CT的计算失败为率6.9%~25.0%1932。但是DISCOVER-FLOW及DeFACTO等临床研究的亚组研究结果提示,钙化斑块、运动伪影似乎对FFR-CT的结果影响并不明显28。良好的CCTA影像质量是保证FFR-CT结果准确、可信的重要基础,因此推荐采用规范的CCTA扫描方式进行影像采集。

五、总结

CCTA以其精准评价管腔狭窄和动脉粥样硬化斑块负担的能力,已经成为评价冠心病的一个强有力的综合工具;CTP和 FFR-CT的引入,准确评估狭窄的血流动力学改变,进一步提高CCTA评价冠状动脉狭窄的功能意义,减少不必要的冠状动脉导管造影,并在冠状动脉血运重建前为临床医师提供更为全面的信息。与此同时也要全面认识这些新技术的局限性使这些新技术在临床实践中合理使用。

利益冲突
利益冲突

所有作者均声明不存在利益冲突

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