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冠脉CT的发展变迁及心脏多排CT的应用价值

发布时间:2015-10-13作者:陈韵岱

QQ截图20151013095113.jpg


一、多层螺旋CT发展历程

  1992年以色列ELSCINT公司首次将双排探测器应用于常规CT,并采用双数据采集系统采样,X线管旋转一圈可同时产生两层图象,称为双螺旋CT,是最早的多层CT雏形。1998年出现了4层螺旋CT,自此CT技术正式进入多层螺旋CT(MDCT)的飞速发展阶段;2001年16层MDCT研制成功,机器旋转360度获取16幅0.75 mm层厚图象,实现了亚毫米多层扫描;2004年64层MDCT的出现标志着多排螺旋CT技术进入成熟期。
  2009年底4家CT机主要生产厂商分别推出新一代CT,即Philips公司推出的256层螺旋CT(iCT),Toshiba公司推出的320层螺旋CT(Aquilion One),GE公司推出的“宝石”CT(Discovery CT 750HD),Siemens公司推出的二代双源CT(Somatom Definition Flash)。
  Philips公司iCT主要的改进是增加探测器的阵列宽度和列数,采用飞焦点技术使扫描机架旋转一周可获得256层图像。另外,该机型还提高了机架旋转一周的速度,进一步提高了该机在冠状动脉检查时的时间分辨率。
  Toshiba公司Aquilion One最大的改进是探测器阵列的Z轴覆盖范围大大增加,达到160 mm,探测器阵列的层数为320层,宽探测器阵列提高了一次旋转的Z轴覆盖率,旋转一次即可同步完成整个器官的容积数据采集。
  GE公司Discovery CT 750HD进行了探测器材料的更新,采用了宝石分子结构材料,而发生器能够在瞬间进行两种高低不同能量的切换,提高了整机的空间分辨率和密度分辨率,有效降低血管内支架和钙化斑块导致的晕影效应和部分容积效应的影响,提高了3 mm以下支架腔内结构可视率。该机可双能量成像,也可进行单能谱成像。
  Siemens公司Somatom Definition Flash两个球管扫描模式可用于任何检查部位,并且两个球管的扫描野无大小区分,一次旋转可获得128层图象,一周扫描时间也缩短为0.28秒,扫描速度大幅提高,辐射剂量大幅降低。时间分辨率的提高,减少了患者因心率快需要等待减缓心率的时间。


二、心脏多排CT的应用价值

  作为诊断冠状动脉性心脏病的影像学工具,冠状动脉CT成像(CCTA)已经成为最主要的无创手段之一。尤其在当今“无影像,不干预”的时代背景下,CCTA的临床适应证也不断得到更新。大量文献显示CCTA诊断冠状动脉疾病的准确性极佳,可以评估有症状的中危冠心病患者冠脉情况,这对心内科医师临床诊断流程和治疗相关路径提出了新要求。下面就CCTA在临床,尤其对心内科常见病的适用标准及循证支持展开简要论述。

(一)CCTA诊断冠心病患者

  大量研究已经证实了64排或多层CCTA诊断可疑冠心病患者的准确性。一项包含45个研究(2045个患者)的荟萃分析显示,CCTA诊断冠心病基于患者敏感性和特异性分别为99%和88%。该研究表明,CCTA对于诊断冠脉解剖狭窄的准确性优于其他无创方法。
  四个多中心研究评估了64排CCTA的诊断准确性。ACCURACY研究从美国16个中心入选230例患者,以非急诊冠脉造影为对照,评估64排CT诊断胸痛患者的准确性,其诊断敏感度和特异度分别为95%和83%,阴性预测值为99%。CORE64研究从9个国际中心前瞻性入选291例患者,敏感度、特异度、阴性预测值分别为85%、90%、83%。欧洲多中心研究包含360例急性或稳定的胸痛综合征患者,敏感度、特异度、阴性预测值分别是99%、64%和97%。由于其较高的阴性预测值,CCTA是低危冠心病患者的理想筛查方法。OMCAS研究前瞻性地评估CCTA诊断准确性,从四个中心入选169例患者,发现不同中心敏感度和特异度不同,其原因在于,CCTA的诊断准确性与读片方式及患者人群密切相关。
  研究表明CCTA对于已知冠心病患者应用价值有限,尤其对于血管钙化严重且病变弥漫的患者CCTA诊断价值不大。因此,以往对于已知冠心病患者建议采用功能学检查或冠脉造影检查。有研究显示,即使对风险评估中属验前高概率的冠心病患者,冠脉造影未见有意义狭窄的人群仍占20%左右,CCTA作为冠心病“守门人”的作用正逐渐受到关注。虽然该论点尚需进一步论证,但在未来对于已知冠心病患者的诊治流程,可能会更加考虑CCTA的作用和地位。而对于运用Triple rule out扫描方式鉴别急性胸痛的诊断,也存在一定争议,目前国外使用率仅占所有冠脉CT扫描的5%以内。超大的放射剂量和对比剂用量,也许会降低该项技术对患者获益。同时,从临床角度,对病例的个体分析和综合判断,结合必要的影像学诊断工具,可能更有利于急性胸痛患者筛查和治疗。



(二)心脏手术前评估冠状动脉疾病

  计划进行心脏手术的患者在开胸手术前通常要进行冠脉造影检查以评估冠状动脉。Meijboom等评估了70例先天或后天的瓣膜病患者,发现CCTA诊断冠状动脉疾病有很高的敏感度(100%)和阴性预测值(100%)。因此,CCTA适用于筛除那些需要瓣膜手术并有低-中危冠脉疾病风险的患者。如果这些患者CCTA结果正常,则无需冠脉造影检查。对于其他外科手术,虽缺乏直接循证证据,但在临床运用中CCTA已经开始发挥重要的术前风险评估作用。



(三)左室收缩不全和冠状动脉解剖变异

  冠状动脉疾病是左室收缩功能不全最主要的病因。因此,对于新近诊断的左室收缩功能不良患者,需要常规评估冠状动脉。两个评估CCTA诊断充血性心力衰竭准确性研究表明:CCTA具有很好的诊断准确性;对于不明原因新近诊断的心力衰竭,CCTA可作为冠脉造影检查的替代选择。左室功能的CT测量需要使用传统回顾性螺旋扫描,辐射剂量较大,相对于无创心脏超声技术,临床运用前景受限。
  冠状动脉变异虽然罕见,但可引发相关临床症状甚至导致心脏猝死。冠脉造影因其二维特征,不能够很好地评估变异冠状动脉的走行。CCTA则可以提供冠状动脉起源和走行的三维图像,因此它是评估冠状动脉变异的理想方法。

二、心脏多排CT的应用价值

  作为诊断冠状动脉性心脏病的影像学工具,冠状动脉CT成像(CCTA)已经成为最主要的无创手段之一。尤其在当今“无影像,不干预”的时代背景下,CCTA的临床适应证也不断得到更新。大量文献显示CCTA诊断冠状动脉疾病的准确性极佳,可以评估有症状的中危冠心病患者冠脉情况,这对心内科医师临床诊断流程和治疗相关路径提出了新要求。下面就CCTA在临床,尤其对心内科常见病的适用标准及循证支持展开简要论述。

(四)冠脉搭桥术后患者

  冠脉搭桥术后患者通常建议行冠脉造影检查,以便医师评估桥血管或固有血管的通畅情况。由于桥血管具有直径大及受运动伪影影响小的特点,行CCTA检查具有较好的适应证。移植血管评价包括近端和远端吻合口、桥血管的通畅性和固有血管的情况。
  许多研究比较了CCTA和冠脉造影评价冠脉搭桥术后患者的诊断准确性。Meyer的一项138例冠脉搭桥患者的研究报道了CCTA很好的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值(97%、97%、93%、99%)。多个研究的荟萃分析显示,诊断桥血管狭窄或闭塞的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为98%、87%、92%和99%。 评估冠脉搭桥术后患者重点之一是判断固有冠状动脉的通畅情况,特别是吻合口到远端。由于弥漫病变、血管直径小、严重血管钙化等原因,评估固有血管非常困难。一项50例患者的研究表明,CCTA评估固有血管基于患者的敏感度为97%,特异度为86%;基于节段分析,敏感度86%,特异度76%。因此,是否可以用CCTA评估冠脉搭桥患者的血管情况要依据患者病变情况和所面对的临床问题而定。



(五)冠状动脉支架术后患者

  CCTA评估冠脉支架的困难在于部分容积效应和射线硬化伪影。最近一项包含18个研究1300例患者(2003枚支架)的荟萃分析评估了CCTA诊断支架内再狭窄的准确性,其中敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为90%、92%、72%、97%。
  影响CCTA评估支架内情况的因素是多方面的。直径小、支架金属丝厚或者由高密度材料组成的支架往往无法评估。Sheth等的研究表明,直径大于3 mm的支架可以评估,直径3 mm的支架80%可以评估,直径3 mm以下的支架中只有1/3可评估。同时,多中心研究表明,CCTA用于排除左主干支架内再狭窄可行,原因可能是左主干支架直径较大。目前指南推荐使用CCTA评估左主干支架和直径大于3 mm的支架。然而,一些新技术,如双能CT和迭代重建技术的运用,可能会在未来改变CCTA评估支架内通畅性受限的局面。



(六)冠状动脉疾病的功能评价

  尽管CCTA用于评价冠脉解剖学狭窄部位血流动力学情况的价值有限,但这正是研究的热点。最新研究表明,CT心肌灌注可提供功能信息和普通CCTA之外的诊断信息(AUC由0.77增至0.99),为已确诊的冠心病患者或普通CCTA显示有病变的患者带来获益。最近,无创血流储备分数(FFR)和CT相结合获得极大成功。无创FFR评估狭窄的诊断准确性研究(DISCOVER-FLOW)表明,无创FFR有很好的诊断准确性,敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为87.9%、82.2%、73.9%和92.2%。DEFACTO研究发现无创FFRCT相比单纯CCTA有更好的诊断价值(AUC为0.81)。 负荷心脏CT目前处于研究阶段,其仍然需要使用腺苷类药物(如热加腺苷等)诱导心肌负荷,并需同时结合冠脉CT扫描。前期研究已经发现,心脏CT负荷灌注扫描与核素心脏显像在检验效能上可以达到相当的程度。且心脏CT扫描可同时将功能和解剖信息纳入“一站式”(One-stop)模式,能极大地降低单纯冠脉CT扫描假阴性事件的发生。技术层面上,心脏CT“一站式”模式已经成为可能,有研究已经使用双源螺旋CT实现了心肌负荷灌注成像;效果层面上,通过在静息和负荷两个时相的扫描,心肌灌注已经实现与SPECT基本相似的效果。未来进一步的研究也将继续研发更具可行性和安全性的心脏CT“一站式”扫描模式。



(七)冠心病的预后

  一个完美的无创检查,除了能得到正确的诊断外,还需要提供预后相关信息。冠状动脉是独立的危险因素,其日渐重要的预后价值被广泛关注。一项国际多中心注册研究(CONFIRM)发现,冠状动脉病变的严重性和左室射血分数是独立的重要预后评价信息,可以预测MACE事件(如心脏死亡和非致命心梗)。一项长期随访研究(随访52个月)也支持这一观点,即对于正常冠脉患者累积无心脏性死亡、非致命心梗、晚期再血管重建事件存活率是100%。对于冠脉搭桥术后患者,CCTA亦有预后价值。
  传统Framingham危险评分是用于评估患者未来MACE风险的重要工具。但研究发现,Framingham危险评分和斑块负荷程度并不一致。而目前研究显示,CCTA的另一潜在优势是利用延迟增强扫描评估缺血心肌和易损斑块成像。钙化积分和心周脂肪这些CCTA的相关测量参数,也被认为是可以预测冠心病预后的重要因子。



(八)CCTA诊断冠状动脉疾病的性价比

  最近一项研究比较了五种不同诊断胸痛患者检查策略的性价比:冠脉造影;CCTA,必要时冠脉造影;SPECT,必要时冠脉造影;CCTA,必要时S P ECT或冠脉造影;SPECT,必要时CCTA或冠脉造影。CCTA作为第一步检查或唯一检查的策略最实惠,短期花费17516美元,长期每年20429美元。这和CCTA的高阴性预测值及患者具有低冠脉病变发生率有关。
  CCTA作为一项基于解剖的方法,与冠脉造影相关性更好。一项包含2442例患者的配对队列研究,进行CCTA和SPECT比较发现,两者和冠脉造影相比有相似的比率,但CCTA假阳性更少。



(九)CCTA的局限性

  相比无创心脏血管诊断方法,CTCA具有一定的局限性。评估冠脉血管需要注射对比剂,对于有明显肾功能受损的患者禁忌。尽管CCTA需要使用电离辐射,但扫描模式、软件和硬件的更新都极大降低了辐射剂量,其辐射剂量低于SPECT。早期64排CT图像质量往往依赖心率及心律,但二者对新一代CT的影响明显减小。弥漫的冠脉钙化仍然限制CCTA的诊断准确性,但在不久的将来双能量成像可以克服此问题。



三、总结


  总而言之,过去20年,CCTA由于其极好的诊断准确性,在评估冠状动脉疾病方面发挥了巨大作用。其有效、快速、安全、性价比高的特点,使CCTA逐渐成为诊断冠心病和提供重要预后信息的理想选择。随着CT时间分辨率和辐射剂量的不断改进,CCTA将迎来更为广泛的应用。


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