心血管CT：進展和展望

張龍江，郭翔

心血管CT 作為無創性診斷心血管疾?。ㄓ绕涫枪跔顒用}粥樣硬化性心臟病，簡稱冠心?。┑闹饕跋駲z查手段，不僅在評價冠狀動脈狹窄程度、斑塊特征、冠狀動脈周圍脂肪組織以及血流動力學等重要病理生理學特征中發揮了重要作用，而且檢查結果與病人臨床結局息息相關，因此備受心臟病學和預防醫學專家關注。多年來，國際上基于心血管CT 技術開展了大量大型前瞻性臨床試驗，不斷推動臨床指南的更新并影響著預防決策。本文以臨床科學問題為主線，通過回顧總結近5 年心血管CT領域發表的國際大型臨床試驗結果，探討心血管CT的臨床應用進展和趨勢，以利于今后更好地開展影像領域臨床試驗。

1 心血管CT 用于無癥狀人群的價值尚在探索

冠心病一級預防主要針對無臨床心血管病史、無胸痛癥狀的人群，是指尚未發生冠心病之前，通過生活方式的改變以及對心血管疾病危險因素（如吸煙、高血壓、糖尿病等）的防控預防未來心血管事件的發生。當前指南[1-3]指出，風險評估是冠心病一級預防的基礎，根據傳統風險評分模型，如歐洲的系統性冠狀動脈風險評估（systemic coronary risk estimation, SCORE）、美國的匯總隊列方程（pooled cohort equation,PCE）以及中國動脈粥樣硬化性心血管疾病風險預測（prediction for ASCVD risk in China,China-PAR）等，可將無癥狀人群分為低危、中危和高危，然后施以不同程度的降脂治療和危險因素的干預。然而，傳統風險評分模型不夠客觀，難以評價冠狀動脈真實病變，容易引起干預偏差[4-7]。

冠狀動脈鈣化積分（coronary artery calcium score,CACS）是反映冠狀動脈粥樣硬化的一項客觀指標。多項回顧性研究或隊列研究[1-3,6]表明，其可用于調整無癥狀中危人群的風險分層。近年國際上基于CACS 的前瞻性隨機對照研究日趨增多。心血管病風險或收益篩查（risk or benefit in screening for cardiovascular disease, ROBINSCA）試驗[8]是一項基于荷蘭全國人群的大型隨機對照臨床試驗(randomized controlled trial,RCT），歷時3 年。該研究共招募25 135 名受試者（女性占48.7%；中位年齡62 歲），其中，對照組和試驗組分別接受由SCORE評分（風險等級：低危＜10%、中?！?0%～20%、高?！?0%）和CACS 評分（風險等級：低危＜100、高?！?00～399、極高?！?00）指導的冠心病一級預防方案，其基線結果顯示，試驗組中女性和男性的預防性用藥分別比對照組減少了9.9%和12.4%。Corcal 試驗[9]是在美國即將開展的一項前瞻性心血管病一級預防研究，基于CACS 篩查預防主要心血管不良事件，目前該RCT 試驗的預試驗結果已發布。其預試驗納入了601 名無糖尿病史的無癥狀者并隨機分為對照組和試驗組，分別接受PCE 評分和CACS評分指導的冠心病一級預防。其結果顯示，試驗組降脂藥物的推薦率明顯低于對照組（35.9%和47.9%，P=0.005）；隨訪1 年后，試驗組的藥物依從性明顯高于對照組（63.3%和45.6%,P=0.03）。ROBINSCA 試驗尚在隨訪期，其5 年隨訪結果值得期待；盡管Corcal預試驗結果令人滿意，但樣本量尚小，期待其正式試驗的開啟與長期的結局。

由于CACS 僅能評價鈣化斑塊，而對非鈣化斑塊以及冠狀動脈管腔狹窄程度評價能力有限，因此近年來圍繞冠狀動脈CTA（coronary CTA,CCTA）能否作為冠心病一級預防的篩檢手段展開了熱烈討論[5,10]。2021—2023 年分別有瑞典心肺生物影像研究（the Swedish cardiopulmonary bioimage study，SCAPIS）[11]、邁阿密心臟研究（the Miami heart study，MiHeart）[12]和哥本哈根普通人群研究（the Copenhagen general population study，CGPS）[13]的報道，這3 項研究分別是瑞典（全國30 154 名受試者）、美國（邁阿密洲2 359 名受試者）和丹麥（全國9 533 名受試者）開展的以普通人群為研究對象的大型心血管隊列研究，受試者平均年齡分別為57.4、53.4 和60.2歲，亞臨床冠狀動脈疾?。╟oronary artery disease,CAD）的患病率分別為42.1%、49.0%、46.3%；前2項研究中，CCTA 確診的亞臨床CAD 病人中CACS為0 者分別占5.5%和16.2%。這3 項研究在心血管病預防領域具有非常重要的意義，不僅揭示了無癥狀人群中亞臨床CAD 的患病率、嚴重程度以及CACS 分級與CCTA 的不一致性，而且證實了在普通人群中使用CCTA 作為亞臨床CAD 的精準篩查手段具有可行性，也為以心血管CT 為主要工具的預防心血管影像學亞專業學科的形成奠定了重要基礎。

當前，國際范圍尚缺乏大型RCT 試驗來證明CCTA 在普通人群中對冠心病一級預防的作用，但其相應的研究都在積極進行中?；贑CTA 預防心肌梗死（computed tomography coronary angiography for the prevention of myocardial infarction, SCOTHEART2）研究[14]是由英國心臟病學專家Newby 于2020 年發起的一項大型RCT 試驗，旨在證明CCTA在降低心肌梗死發生率或冠心病死亡率方面是否優于傳統的風險評分，該試驗尚在招募受試者階段。與此同時，基于CCTA 篩檢進行社區人群冠心病一級預防的前瞻性隨機對照研究（ role of screening with coronary computed tomography angiography in primary prevention of coronary heart disease: a community-based, prospective randomised controlled study,RESPECT）是由筆者課題組即將開展的一項大型RCT 試驗，目的為證明CCTA 在無癥狀人群中降低首發冠心病事件的作用，目前正在預試驗階段。因此，未來幾年心血管CT（CACS 和CCTA）在冠心病一級預防領域的研究成果是非常令人期待的。

2 心血管CT 在可疑或已確診冠心病中的價值明確

冠心病二級預防的核心在于CAD 的早期診斷及治療，CCTA 作為一種無創性診斷技術，不僅能夠實現冠心病的早期診斷，還會影響冠心病的診療策略與病人預后。蘇格蘭心臟CT （the Scottish computed tomography of the heart, SCOT-HEART）研究[15-16]發現，在穩定性胸痛病人中使用CCTA，相比常規診療不僅能夠提高冠心病性心絞痛的診斷率與時效性，還有利于冠心病的早期治療，改善病人的遠期結局，以及明顯降低心肌梗死和冠心病死亡的發生率。中危CAD 風險的穩定性胸痛病人影像診斷策略（diagnostic imaging strategies for patientswith stable chest pain and intermediate risk of coronary artery disease,DISCHARGE）研究[17]是一項具有特殊意義的臨床研究，該試驗由德國放射科醫生Deway牽頭發起，是一項國際多中心RCT 試驗。該研究歷經7 年的招募和隨訪，結果顯示，對于臨床建議行有創性冠狀動脈造影（invasive coronary angiography,ICA）的可疑中低危阻塞性冠心病病人，與首選直接ICA 的病人相比，后續診療中首選CCTA 者能夠在不減少主要心血管不良事件（心血管源性死亡、非致死性心肌梗死和非致死性腦卒中）的情況下，明顯降低ICA 的使用率并減少相關不良事件的發生。該試驗的順利開展及突出的研究成果對于放射科醫生在大型臨床試驗中地位的提高和角色的轉變意義非凡。以上2 項臨床試驗從不同臨床場景出發，均證明了CCTA 在優化以穩定性胸痛為癥狀的可疑冠心病病人臨床診療決策中的重要性。

急性胸痛是臨床診療中的急癥，以急性冠狀動脈綜合征（acute coronary syndrome,ACS）最為嚴重，如救治不及時會導致病人急性心肌缺血而死亡。歐、美指南均推薦早期實施ICA 與冠狀動脈血運重建[18-19]。目前CCTA 在可疑急性ACS 病人中的應用價值尚未有定論?；贑T 篩選的早期與推遲無創性檢查在急性冠狀動脈綜合征病人中的應用（very early versus deferred invasive evaluation using computerized tomography in patients with acute coronary syndromes,VERDICT）研究[20]是由丹麥發起的一項前瞻性RCT 試驗，以可疑非ST 段抬高型心肌梗死（non-ST segment elevation myocardial infarction, NSTEMI）病人為研究對象，旨在驗證早期ICA（＜12 h）能否改善常規診療流程（48～72 h）的遠期臨床結局。該研究經過4.3 年（中位時間）的隨訪，結果發現早期ICA并未顯著降低遠期心血管事件發生率。此外，VERDICT 研究內嵌了一項基于CCTA 的觀察性試驗[21-22]，即以ICA 為金標準，回顧性分析了該研究中的試驗組（538 名）與對照組（440 名）的CCTA 數據，但該CCTA 結果并未提供給臨床診斷醫師，也未影響受試者的臨床診療決策。該觀察性研究[22]證實了CCTA 在診斷阻塞性冠狀動脈疾?。ㄖ辽僖恢Ч跔顒用}狹窄≥50%）方面與ICA的診斷結果高度一致，其敏感度、特異度、陽性預測值、陰性預測值及準確度分別為96.5%、72.4%、87.9%、90.9%和88.7%；該研究[21]還回顧性驗證了CCTA 在預測可疑NSTEMI 病人遠期結局中的價值，發現CCTA 在預測可疑NSTEMI 病人遠期結局方面與ICA 具有同等效能。然而，該觀察性研究結果尚不足以作為CCTA 在改善此類病人遠期結局中作用的證據。

基于CTCA 快速評價可疑缺血性心臟?。╮apid assessment of potential ischaemic heart disease with CTCA, RAPID-CTCA）研究[23]是由英國發起的一項基于CCTA 的前瞻性臨床試驗，該試驗以可疑或確診的ACS 病人為研究對象，主要目的是驗證CCTA早期篩檢能否改善常規診療流程下的1 年臨床結局。該研究歷經5 年4 個月的受試者招募與隨訪，共納入了1 748 名受試者。研究發現試驗組（CCTA組）與對照組（常規診療流程）相比，雖然顯著降低了ICA 使用率（54.0%和60.8%，P=0.001），但并未減少1 年心血管不良事件發生率（5.8%和6.1%，P=0.65）。該研究是首次驗證CCTA 早期篩檢在可疑或已確診ACS 病人中應用價值的大型RCT 試驗，其重要性不言而喻。然而，該研究并未顯示出CCTA在此類病人中具有改善預后的作用。因此，對于臨床可疑ACS 的病人，CCTA 如何在改善當前的診療策略中發揮作用還有待進一步的探索。

3 心血管CT 在冠心病決策管理中的重要價值

CT 血流儲備分數（CT fraction flow reserve，FFRCT）是近年來興起的一項基于CCTA 影像的后處理技術，該技術是在CCTA 解剖影像的基礎上，利用血流動力學的運算或人工智能算法實現冠狀動脈狹窄功能評估的一種方法?；谟袆撔訤FR 診斷缺血性狹窄（diagnosis of ischemia-causing stenoses obtained via noninvasive fractional flow reserve,DISCOVER-FLOW）研究[24]、基于CCTA 的冠狀動脈血流分析（heartflow analysis of coronary blood flow using coronary CT angiography: next steps, HeartFlowNXT）研究[25]、FFRCT對病人結局與醫療資源利用率影響的前瞻性縱向試驗（prospective longitudinal trial of FFRCT:outcome and resource impacts,PLATFORM）[26-27]以及評價無創性FFRCT在CAD 診斷價值中的研究（assessing diagnostic value of non-invasive FFRCTin coronary care,ADVANCE）[28]等觀察性研究相繼證實了FFRCT在冠狀動脈狹窄功能學評價中的準確性以及可能降低醫療費用的潛力。但依靠FFRCT技術能否優化臨床診療決策管理、改善病人預后，甚至減少醫療費用，亟需前瞻性的RCT 試驗予以證實?；诖搜芯勘尘?，由英國南安普頓臨床試驗中心主持發起了基于CCTA 的FFR 在穩定性胸痛病人中的評價與管理研究（the fractional flow reserve-derived from computed tomography coronary angiography in the assessment and management of stable chest pain,FORECAST）[29]，招募1 400 例胸痛病人，通過隨機化1∶1 分組，試驗組和對照組分別接受FFRCT（當冠狀動脈主要分支狹窄≥40%）或常規診療指導的臨床管理路徑。主要結局為9 個月時的醫療費用，次要結局包括主要心腦血管不良事件以及ICA 使用率等。該試驗歷時2 年多的招募和隨訪，試驗組中38%（254 名）受試者采用了FFRCT技術。主要結局中，試驗組9 個月時的平均醫療費用（1 605 英鎊）略高于對照組（1 491 英鎊），差異無統計學意義（P=0.1）；次要結局中，2 組主要心腦血管不良事件發生率（10.2%和10.6%）差異沒有統計學意義，但試驗組的ICA 數量明顯低于對照組（136 和175，P=0.014）。FORECAST 研究是第一項驗證FFRCT技術在冠心病決策管理中的RCT 試驗，雖然FFRCT并未降低試驗組的平均醫療費用，但在降低ICA 使用率上表現出一定潛力。

基于現場工作站的FFRCT在穩定性胸痛病人診療決策管理中的應用研究（the effect of on-site CT-derived fractional flow reserve on the management making for the patients with stable chest pain,TARGET）[30]是由我國心內科研究者發起的一項全國多中心RCT 研究，該試驗的主要目的是驗證FFRCT能否降低90 d 內無效ICA 率（即ICA 顯示非阻塞性CAD 或ICA 時未進行干預性操作）并改善病人預后。該試驗共招募了1 216 例穩定性CAD 且CCTA 上狹窄程度在30%～90%的受試者，按1∶1 的比例分為試驗組和對照組，分別接受FFRCT指導或常規診療流程的管理決策。結果顯示FFRCT明顯降低了試驗組90 d 內無效ICA 使用率（28.3% 和46.2%，P＜0.001），且試驗組的冠狀動脈血運重建率明顯高于對照組（49.7%和42.8%，P=0.02）。在次要結局方面，2 組受試者的1 年內主要心血管不良事件發生數的差異無統計學意義（587 和589，P＞0.05）。TARGET 試 驗 不 僅 證 明 了 基 于CCTA 的FFRCT技術在降低無效ICA 使用率中的價值，進一步證實了CTA 作為ICA“看門人”的地位[31]；而且給予影像醫生更多的啟示，即影像技術主導的RCT 試驗可能是通向未來更大舞臺的一把“鑰匙”。

4 心血管CT 新技術的研發和發展趨勢

近十年來，心血管CT 設備不斷發展，包括光子計數CT 等新的CT 檢查設備進一步提高了心臟CT檢查時的時間分辨力、空間分辨力以及軟組織對比度，使得病變的顯示更加精確[32]。在技術軟件方面，除了已較為成熟的CT 心肌灌注技術，隨著人工智能技術的進展，又孵化出一批新的后處理技術，如斑塊定量分析、FFRCT、冠狀動脈周圍脂肪分析和影像組學等[33]。通過多種心血管CT 技術的聯合應用，可在識別冠狀動脈解剖病變基礎上，增加心肌血流動力學、斑塊易損性以及冠狀動脈周圍炎癥等多個維度的病理生理學信息，為冠心病的精準診療提供客觀依據。例如近期有國內研究者[34]將影像組學應用于冠狀動脈斑塊分析，以血管腔內超聲為金標準，訓練并驗證了基于CCTA 與組學的斑塊分析模型，其診斷效能較高（AUC 為0.77～0.81）；且該模型具有較好的預測預后能力，即當影像組學評分≥1.07 時，受試者3 年的主要心血管不良事件發生率明顯升高（HR=2.01，P=0.005）。由此可見，在人工智能技術的輔助下，又賦予了傳統CCTA 解剖數據新的價值。

盡管如此，以上各種心血管CT 新技術在實際臨床應用時仍存在諸多制約因素，如CT 心肌灌注成像的偽影較重，輻射劑量過高；斑塊定量分析耗時較長，全自動化分析技術亟待解決；以及影像組學本身的泛化性較差等問題。此外，多種無創性CT新技術的準確性仍缺乏更多大樣本金標準數據的驗證，其臨床可及性亦缺乏基于前瞻性臨床試驗的高質量循證依據。因此，未來亟需改進和研發更加準確、標準化且自動化程度更高的心血管CT 新技術，并開展前瞻性臨床試驗加以驗證，以滿足臨床醫生和病人不斷增長的冠心病精準診療的需求。

5 結語

隨著心血管CT 技術以及人工智能算法的快速發展，心血管CT 正在不斷突破傳統的解剖診斷學限制，實現多維度的無創性功能學評價，在臨床精準預防和診療中的作用愈發重要。尤其是基于心血管CT 的大型臨床試驗所提供的循證證據，為未來心血管CT 及影像學發展指明了清晰的方向，即以臨床管理或預防心血管影像學的迫切需求為導向，大力開發影像新技術并開展前瞻性臨床試驗，不斷推進循證影像學證據指導的疾病精準預防和診療，從整體上改善人群健康水平。