冠脉CT血管造影诊断高危斑块病变影像学特征的的分析

冠脉CT血管造影诊断高危斑块病变影像学特征分析

心血管疾病已经成为全球第一死因。大多数心血管病患者都是死于冠心病和卒中，死亡人数将从2008年的1730万激增到2030年的2330万。急性心肌梗死和心脏性猝死是导致患者死亡率急剧上升的罪魁祸首，大多数患者在冠脉事件（急性冠脉综合征【ACS】或突发心脏性猝死）急性发作之前都没有任何征状或者警示征兆。

目前看来，想有效地减轻心血管疾病所带来的负担以及降低死亡率和发病率，只有做好急性冠脉事件的预防工作。但是，如何使用心血管影像学来确定患者是否处于急性冠脉事件的边缘，也是一个急需解决的难题。

当下的诊断策略显然侧重于检测有无心肌缺血和血流动力学管腔狭窄，而不是针对冠状动脉粥样硬化斑块本身。这种策略适合已经出现症状的患者，却忽略了以急性冠脉事件为始发症状的CAD患者。

尸检报告显示，大多数急性冠脉事件的发生，是由于斑块破裂，导致突发管腔内血栓形成所诱发的。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（见图1），利用这点，可以在早期采用非有创的影像学检查来鉴别易损斑块。而且，相对于传统的检测管腔狭窄，检测冠脉斑块的组成和尺寸更有利于早期诊断急性冠脉事件。

图 1 稳定型斑块和易损斑块的形态学与功能特征

冠状动脉CT血管造影（CCTA）可以对冠状动脉粥样硬化斑块进行无创性评估，而不仅限于检测冠脉管腔。CCTA可以明确冠脉的分支走向和动脉粥样硬化斑块的整体情况，但一般的检测方法只能辨别管腔狭窄与否或者根据钙离子水平判断斑块类型。

有了新的应用设备，影像指导下的预防、药物治疗和冠脉介入治疗效果都能得到相应的改善。根据斑块特性进行分层，可制定相应的个性治疗方案。因此，我们需要掌握解析CCTA的能力，而不仅仅是判断

管腔狭窄情况。

本文既描述了CCTA如何检测并描述易损斑块的形态和功能特性，也展示了最新的图像后处理技术和计算机流体力学模拟技术如何评估冠脉斑块与狭窄。最后，文章还探讨未来的成像技术如何在检测动脉粥样硬化斑块和早期诊断ACS患者方面有着重大的临床意义。

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。

TCFA的脂质坏死中心长度约为2-17mm(平均8mm)，80%的长度会超过1.0mm。这些尺寸都在CCTA的检测阈值之上（＞1mm），而且绝大多数不稳定型斑块会出现在主要的冠状动脉近端，这些部位血管直径较大，CCTA能更加准确地检测并更好地成像。因此，现代CT扫描或许可用于检测并量化高危斑块损伤。

高危斑块特征——体积大

横断面研究表明：体积较大的斑块与急性冠脉综合征诊断相关。对于非钙化斑块（NCP）的定量分析有助于危险分层，并提高CCTA预测心

血管事件的分析价值。

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。

图 2 专用的自动化软件工具对斑块进行定性定量检测的例子

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) 。

而在患有胸痛和冠脉阻塞性病变的患者中，ACS患者与非ACS患者在造成狭窄的斑块尺寸方面，没有显著差异 (212 mm3 vs 171 mm3; P = 0.24)。值得注意的是，ACS患者非钙化斑块的体积却明显大于非ACS 患者。

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)。另外一项研究表明：除了检测临床危险因素和传统的CT阅片，半自动斑块定量分析技术也可以发挥诊断作用（包括钙分数，部分狭窄分数，病变程度和NCP数目）。与没有进展为ACS的患者相比较而言，进展为ACS的患者总斑块体积相对较大 (平均94 mm3 vs 29 mm3; P <0.001)，总NCP体积也相对较大(28 mm3 vs 4 mm3; P <0.001)。

一项前瞻性研究则表明：利用CCTA对非阻塞性NCP的体积进行检测，对后期的心血管事件具有很好的预测作用。

这项研究共纳入312例非ST段抬高型心肌梗死患者，都在进行冠脉血管造影之前接受过CCTA检查。其中，有23例患者在平均随访16个月之后发生冠脉事件，非阻塞性NCP的总量是心血管事件的独立影响因素，每增加100mm3的斑块总量就有1.18的危险比率。无论是冠脉钙化分数，还是钙化斑块体积，都与冠脉事件风险增加有关。

还有一个仅纳入32例患者的PROSPECT研究，患者都接受过CCTA检查，该亚组研究发现：在平均39个月的随访期间，后期发生心血管事件的