冠狀動脈影像學研究進展

葛曉峰 明星 綜述 于波 審校

(哈爾濱醫科大學附屬第二醫院臨床醫學院心內科，黑龍江 哈爾濱 150081)

冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(coronary arterial disease，CAD)正逐漸成為威脅人類健康的頭號殺手，CAD被普遍認為是一種動脈內的慢性炎癥反應，緩慢進展并逐漸出現臨床癥狀，其主要特點是動脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)斑塊的形成，危險因素包括:遺傳、性別、高脂血癥、高血壓、糖尿病、肥胖及吸煙等［1-2］。隨著AS斑塊的不斷進展，可出現冠狀動脈管腔的逐漸狹窄，導致營養心肌的血液供應受阻，隨后出現心絞痛等臨床表現。而當AS斑塊破裂，則會形成急性血栓，完全中斷冠狀動脈的血流，發生致命性的急性心肌梗死。由于AS斑塊的這種進展性，冠心病的早期診斷就顯得尤為重要。而早期診斷則依賴于選擇準確適宜的冠狀動脈影像學技術。另外，例如冠狀動脈支架植入術是臨床治療CAD的重要方法之一，但是研究發現即便是目前最先進的藥物洗脫支架的再狹窄發生率也為10%左右［3］，因此選擇適當的影像學方法為患者進行治療評價和術后隨訪也顯得尤為必要。目前，冠狀動脈影像學技術的選擇種類繁多，比如冠狀動脈造影術、多排螺旋CT、冠狀動脈核磁共振成像、光學相關斷層掃描和血管內超聲等，為了方便臨床醫師針對不同患者進行個體化選擇，現就這些影像學方法進行一一闡述。

1 冠狀動脈造影術

冠狀動脈造影術技術不僅可以觀察冠狀動脈的分支解剖、病變部位的全貌特征，還可以顯示冠狀動脈的狹窄程度、分布和某些動脈內粥樣硬化病變的特征，以及側支動脈循環的狀態，左心室整體和其節段性運動功能，可為冠狀動脈病變疑難病例的確診、治療適應證的選擇、療效檢驗等提供確切的依據［4］。雖然目前新的診斷技術不斷出現，但冠狀動脈造影術仍然是臨床診斷冠狀動脈狹窄以及評估冠狀動脈支架術后再狹窄的金標準。

在CAD的介入術治療中，冠狀動脈造影術可顯示病變的精確位置、局部的特征、近段以及遠段血管狀態、有無側支循環供血等，為是否進行手術、手術方式的選擇、治療方案的制訂、并發癥的術前預防和處理措施準備等提供依據。但冠狀動脈造影術仍存在一些限制及不足:(1)通過造影劑顯示的充盈血管腔的二維平面輪廓構建推測的冠狀動脈三維解剖結構，決定其從任何角度獲取的平面圖像都仍然可能錯誤估計病變處的狹窄程度。(2)目前冠狀動脈造影設備的最高分辨力為4～5線對/mm，所以不能發現＜0.20 mm的血栓和小鈣化灶。(3)無法得到兩個互相垂直且與所觀察血管相垂直的三個垂直相交平面的觀測。(4)定量的血管造影檢測血管邊界的情況，在準確性方面存在著與常規方法所共有的局限性。(5)由于冠狀動脈造影術是根據造影劑反映的充盈缺損影像來進行診斷，所以只能反映動脈管腔內造影劑充盈后的大致輪廓而并非粥樣斑塊病變本身，這樣不僅存在觀測盲區，也不能提供病變動脈管壁的詳細信息和病變程度。因此，在根據粥樣斑塊形態和其組織學特性制定個體化治療方案時，冠狀動脈造影術就存在局限性。另一方面，冠狀動脈造影術對于動脈管腔形態復雜的情況很難進行準確評估，加上冠狀動脈造影術常選擇病變節段作為正常的參照節段，這也使得冠狀動脈造影術常無法準確判定病變的范圍和狹窄程度［5］。而且，冠狀動脈造影術作為一種有創的診斷方式，同樣具有有創檢查的潛在危險因素以及并發癥發生的可能，如導致患者插管并發癥、造影劑毒副作用、術中心律失常、突發急性心肌梗死、腦血管意外，甚至死亡［6］。目前隨著冠狀動脈造影術的衍生新技術，如虛幻支架、支架下精細顯影、支架減影等的發展，雖然可以進一步使狹窄判斷再精確，但在多重因素的影響下，冠狀動脈造影術仍不能準確反映冠狀動脈的狹窄程度，也不能對冠狀動脈管壁的斑塊性質做出判斷。此外，行冠狀動脈造影時，射線輻射量較大，對術者與患者的身體均有較大影響，加上操作技術較為復雜，花費較高，這些都會對其在臨床的推廣進行制約［7］。

2 多排螺旋CT

多排螺旋CT冠狀動脈成像技術也是目前CAD診斷的影像學方法之一，其特點為方便、風險低、無創性、價格低廉，可以通過增強掃描及后處理技術對冠狀動脈管腔的大小進行測定，得到清晰的顯示圖像［8］。多排螺旋CT是通過多排探測器及錐形掃描線束來進行亞秒級掃描，可在1次屏氣中完成對心臟整體的無間隙薄層掃描，且具有很高的空間分辨率，同時與后置心電門控技術以及后期處理技術結合，為無創顯示冠狀動脈病變提供了全新的角度［9］。另外，多排螺旋CT觀測的冠狀動脈血管橫斷面圖像以及容積三維重建圖像均可對冠狀動脈的主要分支提供清晰的展示，對近中段冠狀動脈的展示尤其是左前降支的顯示率可在90%以上，這很適合對CAD高危人群進行普遍篩查。肖錚［10］回顧性分析了500例CAD患者病例，發現256層螺旋CT對無狹窄或輕度狹窄的診斷特異性為96%，對中度狹窄的診斷特異性為87.1%，對重度狹窄的診斷特異性為93.7%，其中陽性預測值為8.7%，陰性預測值為96.7%，結論顯示256層螺旋CT可以提高冠狀動脈疾病的診斷準確性和特異性，其與冠狀動脈造影具有一致的對冠狀動脈狹窄判斷的準確率，可以成為診斷冠狀動脈病變的無創篩選方法。多排螺旋CT的高陰性預測值也表明，在圖像質量較好以及無嚴重鈣化和運動偽影的情況下，其可用于冠狀動脈搭橋或支架置入術后的隨訪。但是，盡管病變可被顯示，但對其嚴重程度的估計仍存在一定誤差，尤其是鈣化嚴重或運動偽影嚴重的病例，其結果仍然不可靠，還需要進行冠狀動脈造影術進一步判斷。動脈血管成像對橋血管的客觀評價有很高的敏感性及特異性，在檢測橋血管的高度上有良好的準確率。發現橋血管閉塞的敏感度和特異度高達98%。多排螺旋CT還能正確顯示動脈支架的位置，評價支架位于近段和遠段血管的血流，從而間接掌握支架的通暢情況［11］。另外，多排螺旋CT可用對冠狀動脈搭橋術后或冠狀動脈內支架置入術后的患者進行追蹤觀察［12］。相信隨著多排螺旋CT的臨床應用經驗的積累和相關技術軟件的開發，多排螺旋CT的診斷準確性和適用性將得到不斷提高。

3 冠狀動脈核磁共振成像

近年來，冠狀動脈核磁共振成像正逐漸成為冠狀動脈病變無創性檢查的重要方法之一，因其無創性、任意層面成像、無電離輻射等優點，同時可以結合電影成像來實現心臟結構和功能的動態成像，逐漸得到越來越廣泛的臨床應用［13］。研究證實，冠狀動脈核磁共振成像對易損斑塊的敏感性及準確性分別高達90%和96%。但是冠狀動脈核磁共振成像仍有以下不足:(1)冠狀動脈核磁共振成像檢查具有良好的軟組織對比度，能夠較準確地評估非鈣化斑塊的結構特點，但其對鈣化斑塊不敏感，且容易受呼吸運動、心跳等因素的制約。(2)冠狀動脈核磁共振成像對于各主干近段和中段的圖像顯示較為清晰，而遠段則欠佳。(3)另外，如患者體內有金屬起搏器等則應避免此項檢查。(4)檢查過程較長，年長體弱患者完成整個檢查耐受度較低［14-15］。

核磁共振在顯示變異的冠狀動脈時也具有優勢，可以針對這類變異血管提供有效的信息［16］。冠狀動脈核磁共振還可檢測移植血管的平均血流量和在整個心動周期中的血流曲線展示，為搭橋術后的評估提供無創準確的依據［17］。相信隨著核磁共振掃描系統的發展，掃描速度的提升和圖像質量的提高，冠狀動脈核磁共振成像會有更廣泛的臨床應用。

4 光學相關斷層掃描和血管內超聲

光學相關斷層掃描是一種近紅外探測微米級組織結構的新型高分辨成像技術［18］。光學相關斷層掃描探測可接近組織學分辨率，能顯示直徑為10～20 μm的動脈血管腔及管壁的形態特征，包括管腔徑、腔內血栓等，光學相關斷層掃描跟血管內超聲相比可更清晰地顯示血管壁的三層膜結構(圖1)［19］。血管內超聲無創性超聲影像技術和有創性心導管技術相結合的技術，跟血管內超聲一樣為臨床提供了一種直接觀察血管腔及血管壁結構的方法［20］。血管內超聲和光學相關斷層掃描相比，具有透射深度深、無需阻斷血流等優點(表1)。

光學相關斷層掃描可以清晰地分辨脂質斑塊和鈣化斑塊，與其他影像技術的研究對比顯示，能更好地描述斑塊的形態學特征(圖2)［21］(表1)［22］，尤其適用于不穩定斑塊的檢測，這主要是因為其可以很好地檢測出纖維帽的厚度(圖3)［23］。哈爾濱醫科大學附屬第二醫院介入中心是目前國際及國內開展光學相關斷層掃描檢查最多的中心，同時也運用光學相關斷層掃描進行了多項臨床試驗工作，我們從實際工作中總結，在有創冠狀動脈血管檢測的方法中，光學相關斷層掃描對巨噬細胞含量的測定和斑塊裂口的檢查有著其他檢查手段不能企及的優勢，另外，我們在國際上首次運用光學相關斷層掃描評價裸支架內新生脂質斑塊，提出支架內不穩定斑塊的破裂可能是晚期支架內血栓的成因之一［24］。運用光學相關斷層掃描可以分辨冠狀動脈支架植入術后支架周圍超微結構的特征，例如支架釋放過程是否充分，支架與血管壁貼合是否良好，支架植入術后斑塊組織脫垂情況中，血管內超聲和光學相關斷層掃描對比研究顯示，在評價支架周圍細節特征方面光學相關斷層掃描比血管內超聲更有效精確［25］。

圖1 上:光學相關斷層掃描觀察冠狀動脈壁三層膜結構下:光學相關斷層掃描觀察血栓性質，從左分別為紅色血栓、白色血栓、混合血栓

表1 光學相關斷層掃描和血管內超聲成像參數比較

表2 光學相關斷層掃描、血管內超聲成像與其他三種冠狀動脈影像學技術的分辨率及斑塊形態學特征的比較

圖2 光學相關斷層掃描圖像和相對應病理圖像

圖3 光學相關斷層掃描可以較為精確地檢測纖維帽厚度

5 結語

CAD作為嚴重威脅人類健康的慢性疾病，臨床醫師的診斷往往需要冠狀動脈影像學檢查提供確切、全面的信息。這不僅可作為臨床醫生的重要診斷依據，同時也可以為進一步的治療方案做出指導。臨床醫師應從患者的病情和診治需要出發，并結合本單位的設備條件和技術經驗的綜合分析，對冠狀動脈影像學作出最適宜個體化的選擇，為疾病的診斷及治療構建準確思路。我們期待，隨著影像學技術的發展，有更加準確、無創、方便、價格低廉的CAD影像學方法的誕生。

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