冠状动脉CTA临床实践

健康   2025-01-22 11:37   浙江  


来源:XI区

冠状动脉疾病是冠状动脉内动脉粥样硬化斑块积聚的病理状态,依据狭窄严重程度分为阻塞性和非阻塞性 CAD(侵入性冠状动脉造影显示管腔狭窄<50%),或按临床病程分为稳定型 CAD 和急性冠状动脉综合征(ACS)。稳定型 CAD 患者可因冠状动脉狭窄致心肌缺血而出现胸痛等症状,ACS 可发生于阻塞性和非阻塞性 CAD 患者。生活方式改变、药物治疗和血运重建是稳定或改善 CAD 的有效措施,对 CAD 的严重程度和风险评估至关重要。冠状动脉计算机断层血管造影(CCTA)是常用的 CAD 评估成像工具,且 CAD - RADS 2.0 已被提出用于规范 CCTA 报告。本文将回顾 CCTA 的相关试验和指南,介绍 CAD - RADS 2.0,强调 CCTA 报告步骤,并展示最新研究趋势。

CCTA 的证据和指南

稳定型 CAD

CAD 是一种以冠状动脉粥样硬化积聚为特征的病理生理状况,最初无症状进展,随着斑块进展和管腔狭窄导致心肌灌注减少。冠状动脉和微血管调节心肌灌注,即使在管腔狭窄达 80%时,通过微血管扩张仍可维持静息心肌灌注。随着冠状动脉管腔狭窄的恶化,冠状动脉无法提供足够的心肌血流以满足心肌氧需求,导致运动时心肌缺血。

诊断性能:

以侵入性冠状动脉造影(ICA)显示管腔狭窄≥50%为参考标准的荟萃分析表明,CCTA 诊断的敏感性为 95 - 99%,特异性为 68 - 93%,阳性预测值(PPV)为 75 - 93%,阴性预测值(NPV)为 96 - 99%,优于运动心电图和SPECT。但心肌缺血与冠状动脉狭窄并非必然同时存在,对无心肌缺血患者进行血运重建可能恶化预后,故心肌缺血评估很重要。传统评估心肌缺血的非侵入性工具包括 SPECT、心脏磁共振(CMR)和正电子发射断层扫描(PET),此外还有侵入性的血流储备分数(FFR)测量。以 FFR≤0.8 为参考标准时,CCTA 检测心肌缺血的敏感性为 93%,特异性为 53%,诊断性能不如负荷 CMR、SPECT 和 PET,但检测阻塞性 CAD 敏感性高。为克服此不足,开发了 CCTA 衍生的 FFR(CT-FFR)或负荷 CT 灌注(CTP)相结合的方法。在相关研究中,CT-FFR 诊断血流动力学显著狭窄(FFR≤0.8)的敏感性和特异性在血管水平上分别达 90%和 86%,优于 CCTA 的 68%和 83%,且其曲线下面积(AUC)也高于 CCTA,表明 CT-FFR 诊断性能更好;CTP 也可检测心肌缺血,CCTA 联合 CTP 比单独 CCTA 可提高心肌缺血诊断性能(尤其是特异性)。

预后价值:

在 PROMISE 试验中,对疑似 CAD 的有症状患者进行中位 2.1 年随访,CCTA 优先组和功能检测优先组在临床结局(死亡、心肌梗死、不稳定型心绞痛住院或主要手术并发症)方面无显著差异。SCOT-HEART 试验对稳定型胸痛患者中位随访 4.8 年,发现标准护理加 CCTA 组的冠状动脉死亡和非致命性心肌梗死发生率低于标准护理组,但侵入性治疗或血运重建频率无显著差异。DISCHARGE 试验对阻塞性 CAD 预测试概率中等的患者中位随访 3.5 年,CCTA 组和 ICA 组在主要不良心血管事件(MACE)风险方面相似,但初始 CCTA 策略的主要手术相关并发症风险低于初始 ICA 策略。

指南推荐:

2019 年欧洲心脏病学会(ESC)慢性冠状动脉综合征指南建议,临床不能排除阻塞性 CAD 时,CCTA 为 I 类/证据水平 B;2021 年美国心脏协会(AHA)/美国心脏病学会(ACC)等相关学会的胸痛指南推荐,稳定型胸痛且无已知 CAD 的中高危患者使用 CCTA 为 I 类/证据水平 A;2022 年日本循环学会(JCS)针对稳定型 CAD 的重点更新也建议中高危稳定型胸痛患者使用 CCTA 为 I 类/证据水平 A。该更新基于 ISCHEMIA 试验,此试验中无左主干冠状动脉(LMCA)病变的中度至重度缺血患者随机分组后,不同策略在缺血性心血管事件或死亡发生率上无显著差异,但初始侵入性策略心血管死亡率较低。基于此,2022 年 JCS 指南指出 LMCA/LMCA 等效病变的存在与否对 CCTA 下一步选择至关重要,存在时建议 ICA,否则可进一步用负荷成像或 CT-FFR 评估并优化药物治疗,且此时证明心肌缺血主要用于风险评估而非血运重建依据。   

         

 

ACS

ACS 发生在斑块破裂和快速血栓闭塞之后,可发生在阻塞性和非阻塞性 CAD 患者中。ACS 根据心电图 ST 段是否抬高分为 ST 段抬高型 MI(STEMI)或非 ST 段抬高型 ACS(NSTE-ACS)。NSTE - ACS 根据是否存在心肌细胞损伤进一步分为非 ST 段抬高型 MI(NSTEMI)或不稳定型心绞痛。

临床证据:

在 ROMICAT-II 试验中,将疑似 ACS 且无缺血性心电图改变或初始肌钙蛋白检测阳性的患者随机分组,早期 CCTA 组平均住院时间比标准急诊科(ED)评估组显著缩短 7.6 小时,且更多患者直接出院,28 天内 MACE 无显著差异。CT-STAT 试验将低危胸痛患者随机分组,早期 CCTA 组诊断时间比心肌灌注成像(MPI)组显著缩短,6 个月随访期内 MACE 无显著差异。VERDICT 试验亚研究显示,CCTA 在排除非 ST 段抬高型 ACS(NSTE-ACS)患者阻塞性 CAD(ICA≥50%狭窄)方面敏感性为 96.5%,特异性为 72.4%,NPV 为 90.9%,PPV 为 87.9%。

指南推荐:

2020 年 ESC NSTE-ACS 指南建议,低至中等预测试概率且肌钙蛋白阴性和/或心电图结果不确定的患者,CCTA 替代 ICA 为 I 类/证据水平 A;2021 年 AHA/ACC 等相关学会胸痛指南推荐,临床阴性或不确定 ACS 发现的中等风险患者使用 CCTA 为 I 类/证据水平 A;2018 年 JCS 指南建议,无心电图改变且血液化学检测阴性的临床低至中等风险患者使用 CCTA 为 IIa 类。

         

 

MINOCA/INOCA

随着高敏肌钙蛋白和诊断成像的发展,以及 ACS 中急诊 ICA 的广泛应用,提出了新的概念,如非阻塞性冠状动脉心肌梗死(MINOCA)和非阻塞性冠状动脉疾病缺血(INOCA)。

MINOCA:

随着高敏肌钙蛋白和诊断成像发展及 ACS 中急诊 ICA 广泛应用,提出非阻塞性冠状动脉心肌梗死(MINOCA)和非阻塞性冠状动脉疾病缺血(INOCA)概念。急性胸痛且肌钙蛋白阳性但无阻塞性 CAD 证据的患者初步诊断为 MINOCA,但最终确诊需排除其他病理情况,确诊 MINOCA 需心肌梗死由冠状动脉疾病如心外膜冠状动脉痉挛等引起。CCTA 在 MINOCA 诊断中有助于排除阻塞性冠状动脉疾病和诊断自发性冠状动脉夹层,视野扩大的三联排除扫描还可诊断肺栓塞和主动脉夹层。近期 CCTA 可像 MRI 一样用心肌 CT 延迟增强(CT-LE)和细胞外体积分数(ECV)评估心肌损伤,CCTA/胸痛三联 CT 结合 CT-LE/ECV 可一站式评估相关疾病,对 MINOCA 诊断有帮助。

INOCA:

INOCA 定义为有心肌缺血症状、无阻塞性 CAD(<50%直径狭窄或 FFR>0.80)且有心肌缺血客观证据。其主要机制是心外膜冠状动脉痉挛和冠状动脉微血管功能障碍。疑似 INOCA 时需进行 CCTA 排除心外膜冠状动脉显著狭窄,JCS/CVIT/JCC 2023 指南推荐对疑似血管痉挛性心绞痛患者考虑 CCTA 为 IIa 类/证据水平 C,目前推荐 ¹³N - 氨 PET 和负荷心肌灌注 MRI 评估冠状动脉微血管功能受损。有研究表明 CCTA 和 CTP 组合对 INOCA 诊断有用。

这些技术发展正在将心脏 CT 的潜在应用从稳定型 CAD 扩展到 ACS 和 MINOCA/INOCA。然而,由于心脏 CT 的局限性,如辐射暴露和对比剂相关风险,确保其用于适当的患者非常重要。   

         

 

CCTA 的解读和报告

图像

心血管计算机断层扫描学会(SCCT)指南建议用轴位图像、多平面重建(MPR)和最大密度投影(MIP)解读 CCTA,曲面重建(CPR)可选,容积再现重建(VR)在特定情况考虑。轴位图像基本不受后处理影响,是基础图像;MPR 可重建显示冠状动脉或心脏结构,受后处理影响小,但原始图像层厚影响其质量;MIP 类似 MPR 但图像厚,利于评估长冠状动脉,因细节丢失不能单独用于解读;CPR 可显示整个冠状动脉,但易受后处理影响,需结合横截面和 MPR 图像评估;VR 不用于评估冠状动脉狭窄,可用于可视化冠状动脉三维形态。        

 

CAD - RADS

CAD - RADS 是冠状动脉狭窄评分系统,根据类别提供检测和管理建议。2021 年 SCCT 专家共识推荐用其报告 CCTA 结果,2022 年更新的 2.0 版引入斑块数量类别、修订管理考虑因素和修饰符。其狭窄评估根据患者层面最狭窄病变(直径>1.5mm 血管)分类,通过与附近非狭窄冠状动脉比较半定量确定狭窄严重程度,分为 0(无可见狭窄)、1(1 - 24% 轻微狭窄)等类别,确定患者是否属于 CAD - RADS 3 或更高类别在临床上很重要,因为可能需额外检测和治疗,且 LMCA/LMCA 等效病变的存在与否对 CCTA 下一步选择有重大影响。斑块评估根据冠状动脉斑块总体数量分为 P1(轻度)、P2(中度)、P3(重度)和 P4(广泛)四类,基于冠状动脉钙评分(CACS)、节段受累评分(SIS)或视觉评估,以最严重结果为准。修饰符包括非诊断性(N)、支架(S)、移植(G)、高危斑块(HRP)、缺血(I)和例外(E)等,用于提供更多信息,如 N 用于因钙晕或伪影导致非诊断性病变,I 根据 CT-FFR 或 CTP 结果添加(更多内容参见XI区:2022冠状动脉疾病-报告和数据系统(CAD-RADS™ 2.0)解读)。         

 

CCTA 上的伪影

CCTA 易受伪影影响,了解伪影对优化报告很重要(更多内容参见XI区:冠脉CTA伪影与心电编辑策略)。

运动伪影是由高心率、心率不规则和屏气不充分引起的。使用β受体阻滞剂、多扇区重建或调整重建相位放置可以解决这些运动伪影。

部分容积效应会导致钙化斑块和冠状动脉支架看起来比实际尺寸大,这被称为晕状伪影,会导致冠状动脉狭窄的高估。在后处理中,可以使用锐利卷积核或迭代重建来减少晕状伪影。束硬化伪影有时会在严重钙化斑块、碘对比剂或支架周围表现为低衰减区域,可能会被误认为是狭窄。更高的管电压扫描、对比剂方案修改和双能量 CT 的虚拟单色图像可以减少线束硬化伪影。

带状伪影在扫描过程中患者心率变化时发生,特别是在高心率或心律失常的患者中。可以通过缩短扫描时间来避免,例如使用宽探测器 CT 或高螺距螺旋模式双源 CT(更多内容参见XI区:这个像梳子一样的伪影是啥?)。

         

 

   

CCTA 中的伪影概述。运动伪影会降低冠状动脉评估的准确性(a:箭头所示),而后处理中重建心脏相位的调整可以减少运动伪影(b:箭头所示)。在右冠状动脉(RCA)近端可观察到由冠状动脉支架引起的线束硬化伪影和晕状伪影(c:箭头所示),但冠状动脉造影(ICA)显示支架内无再狭窄迹象(d)。在多平面重建(MPR)图像上可观察到带状伪影(e:箭头所示),并且在曲面重建(CPR)图像上类似冠状动脉狭窄(f:箭头所示)。

支架置入后/冠状动脉旁路移植术后 CCTA

CCTA 是评估支架置入后或冠状动脉旁路移植术(CABG)后冠状动脉的有用非侵入性工具,在 CAD-RADS 2.0 中会添加修饰符 S 或 G。评估 CABG 时需提前了解旁路移植类型。对于支架置入后 CCTA,荟萃分析显示其识别支架内再狭窄的敏感性为 90%,特异性为 94%,但在某些条件下诊断性能受影响,评估小直径支架的技术挑战是空间分辨率,新一代 CT 硬件可改善此情况。对于冠状动脉旁路移植术后 CCTA,荟萃分析表明其检测 CABG 狭窄>50%的敏感性和特异性高,但辐射暴露多,新的全心覆盖 CT 扫描仪可降低辐射并评估相关情况,不过 CCTA 无法评估移植血管内血流方向性。

         

 

冠状动脉粥样硬化斑块评估

斑块评估的重要性

CCTA 可用于评估冠状动脉狭窄和斑块,相比血管内超声和光学相干断层扫描等侵入性技术,CCTA 可无创评估冠状动脉树的斑块。临床中常发现非阻塞性 CAD,其年事件率较高。CCTA 还可用于冠状动脉粥样硬化斑块的随访评估,研究表明斑块进展是 ACS 的独立预测因子,他汀类药物治疗后斑块在 CCTA 上有稳定表现,随着对冠状动脉粥样硬化预后意义认识的积累,CCTA 评估的重要性增加,其作用将从诊断扩展到指导治疗,但仍需更多证据。

         

 

   

CCTA上冠状动脉斑块的特征变化。在第一次 CCTA 中,曲面重建(CPR)图像显示左前降支(LAD)近端有部分钙化的斑块(a:箭头所示)。经过 3 年的优化药物治疗后,在第二次 CCTA 中冠状动脉斑块缩小且钙化部分增加(b:箭头所示)。

         

 

CCTA 上的高危斑块(HRP)

易损斑块具有特定组织学特征,在 CCTA 上易致 ACS 的冠状动脉粥样硬化斑块(HRP)具有正性重构(PR)、低衰减斑块(LAP)、餐巾环征(NRS)和点状钙化(SC)等特征。PR 定义为斑块部位血管外径比相邻正常部位增加 10%或更多;LAP 定义为斑块中至少有一个体素 CT 值<30 HU;Motoyama 等研究表明有 PR 和/或 LAP 的斑块与 ACS 相关,NRS 和 SC 也与 ACS 相关。在 CAD-RADS 2.0 中,检测到有两种或更多高危特征的冠状动脉斑块时应添加修饰符“HRP”(更多内容参见XI区:冠状动脉高危斑块的CT诊断)。

         

 

CCTA上的高危斑块特征。正性重构(a):狭窄病变处的外径比参考血管外径大 1.1 倍以上。低衰减斑块(b):斑块内存在一个 CT 值小于 30 HU的体素。餐巾环征(c):冠状动脉斑块有一个被周围高衰减环绕的低 CT 衰减区域。点状钙化(d):斑块内可见直径小于 3 毫米的小钙化灶。当冠状动脉斑块在 CCTA 上具有两个或更多高危特征时,在 CAD-RADS 编码中应添加修饰符“HRP”。

         

 

CCTA 斑块评估的陷阱

HRP 评估的可重复性不高,部分原因是定性特征受读者经验影响,LAP 受测量方法影响。管电压设置和冠状动脉内衰减会影响斑块形态评估,在随访 CT 检查中应考虑。此外,CCTA 上 HRP 预测 MACE 的 PPV 相对较低,可能是因为斑块可视化促使药物治疗稳定了斑块特征。

         

 

   

CCTA扫描条件导致的冠状动脉斑块 CT 衰减变化。在短时间间隔内使用相同扫描参数进行了两次 CCTA 检查(a:第一次扫描,b:第二次扫描)。由于冠状动脉管腔的 CT 衰减存在差异,第一次和第二次扫描中冠状动脉斑块的 CT 衰减有所不同。

         

 

冠状动脉狭窄以外的发现

放射科医生解读 CCTA 图像时应关注心脏和心脏外发现。

心肌桥是常见冠状动脉异常,定义为冠状动脉穿过心肌,不同检查方法其发生率不同,可分为不同类型,多数患者无症状,但可致冠状动脉血流阻塞。

冠状动脉异常起源于主动脉(AAOCA)是罕见异常,有多种变异,部分有导致心脏性猝死风险。陈旧性心肌梗死可通过 CCTA 观察心肌变化检测到,需结合冠状动脉灌注区域评估,且此类患者需注意心腔内血栓。

卵圆孔未闭(PFO)是胚胎循环遗迹,约 27.3%的人存在,通常无症状,但有导致脑栓塞风险,CCTA 可通过特定特征检测到。

 

卵圆孔未闭。轴位图像显示左心房瓣(a:箭头所示),冠状位图像显示对比剂从左心房喷射至右心房(b:箭头所示)

房间隔缺损(ASD)是成人常见先天性心脏病,根据缺损位置分类,有相应治疗建议,CCTA 还可评估其他心血管畸形。

主动脉瓣狭窄(AS)有特定病理生理改变,可导致严重后果,传统治疗为外科主动脉瓣置换(SAVR),近年来经导管主动脉瓣植入(TAVI)成为替代策略,CCTA 可为 TAVI 提供重要信息。

左心耳是房颤患者血栓形成常见部位,CCTA 可检测血栓,但需与慢血流状态区分,延迟图像采集有助于鉴别。

此外,CCTA 还可能显示非心脏区域的偶然发现,因此需评估扫描范围内所有器官,必要时扩大视野。   

         

 

CCTA 的新技术

血管周围脂肪衰减指数(FAI)

FAI 是基于冠状动脉周围脂肪组织 CT 衰减因炎症增加的新型成像生物标志物,可定量评估冠状动脉炎症。其计算有特定方法,研究表明近端 RCA 周围高 FAI 值可预测心脏死亡率,且与 MINOCA 和射血分数保留的心力衰竭相关,有潜力诊断冠状动脉炎症并为 CCTA 提供额外信息(更多内容参见XI区:冠脉周围脂肪的定量评估)。        

 

人工智能技术在 CCTA 中的应用

人工智能已应用于 CCTA 多个方面,可快速评估狭窄和斑块体积,与专家解读一致性好,还能预测未来心肌梗死。在图像重建方面,可降低噪声,结合低剂量扫描可减少辐射暴露,新的超分辨率深度学习重建技术可提高图像空间分辨率和清晰度,有助于检测冠状动脉狭窄,尤其是小直径、严重钙化和支架内的血管(更多内容参见XI区:心脏CT大辩论:人工智能和心血管CT的未来)。

下一代 CT

超高空间分辨率 CT(UHR-CT)和光子计数探测器 CT(PCD-CT)是新一代 CT 硬件的代表。UHR-CT 可提高空间分辨率,在冠状动脉模型研究和初步人体应用中表现出优势,能改善冠状动脉狭窄评估和可视化。PCD-CT 基于直接转换技术,相比传统的能量积分探测器 CT(EID-CT)有诸多优势,如降低噪声、减少伪影、提高空间分辨率和生成多能量图像等,在冠状动脉支架成像研究和 CCTA 人体研究中均表现出更好的性能(更多内容参见XI区:下一代CT硬件技术及在心脏成像中的应用光子计数CT在心脏成像中的价值)。

         

 

    

放射科医生解读 CCTA 图像时应关注冠状动脉狭窄和粥样硬化斑块,并遵循 CAD-RADS 2.0 指南报告。还应注意冠状动脉以外的发现,FAI 可作为冠状动脉炎症的成像生物标志物提供额外信息,人工智能可辅助解读 CCTA,下一代 CT 技术有望克服传统 CCTA 的局限性。

本文来源于赵喜老师的影像专业公众号XI区内容风趣幽默,欢迎关注

献原文:Yoshida K, Tanabe Y, Hosokawa T, Morikawa T, Fukuyama N, Kobayashi Y, Kouchi T, Kawaguchi N, Matsuda M, Kido T, Kido T. Coronary computed tomography angiography for clinical practice. Jpn J Radiol. 2024 Jun;42(6):555-580. doi: 10.1007/s11604-024-01543-1.供专业人士交流目的,不用于商业用途。


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