專家解讀美國《冠狀動脈CT血管成像專家共識》

作者:呂濱 張兆琪 張立仁

2004年64排CT用於臨床冠狀動脈成像,標誌著CT已經開始常規用於冠心病的診斷。2010年美國心臟病學院基金會( ACCF)聯合美國放射學院(ACR)、美國心臟協會(AHA)、北美心血管影像協會(NASCI)、動脈粥樣硬化影像與預防協會( SAIP)、血管造影和介入學會(SCAI)及心血管CT協會(SCCT)共同發布了冠狀動脈CT血管成像(coronarycomputed tomographic angiography,CCTA)專家共識(以下簡稱共識),並分別在美國心臟協會(AHA)和美國心臟病學院(ACC)主辦的期刊Circulation和JACC上發表,顯示了該共識的權威性和重要性。

該共識較為詳細地介紹了CCTA臨床應用的主要價值和限度,以及適用範圍、射劑量和衛生經濟學評價等,共分成13個標題對這些內容做了詳細的闡述。但該共識並不是臨床操作專家共識,沒有對CCTA的檢查適應證、標準化和個性化掃描方案、降低輻射劑量方案以及操作流程等方面加以詳細說明,而最近發表的國內專家共識,在這些方面有所闡述。筆者簡單解讀該共識臨床應用的核心內容。

CCTA的臨床應用

目前冠心病的定義仍然是冠狀動脈存在1處以上≥50%的管腔狹窄。常規冠狀動脈造影(conventional coronary angiography.CCA)因其具有相對最高的圖像時間和空間解析度(時間解析度< 20 ms,空間解析度<0.2 mm),是冠心病診斷的參照標準。但是,CCA對顯示斑塊性質及其累及範圍有限度,而CCTA正好彌補了這一不足。

1、CCTA對病情穩定並疑診冠心病患者的診斷價值

CCTA屬於無創影像檢查技術,其優點是對篩查和排除冠心病具有很高的價值。具有2項以上冠心病危險因素、典型或不典型胸痛的疑診冠心病患者為CCTA的檢查適應證。CCA因為是有創檢查和費用較高等原因,患者不願接受;其他診斷方法,如心電圖運動負荷試驗、超聲和核素心肌灌注掃描等,均因為不能直接顯示冠狀動脈血管以及較高的假陽性和假陰性率而難以確診。

對於疑診冠心病患者的臨床診斷,主要有3個問題:(1)診斷問題,是否有冠狀動脈病變及其程度和範圍。CCTA在此方面具有很大優勢;(2)預后評估,病變將來是否會導致致命性或非致命性的心血管事件;(3)合理的治療方案,即CCTA是否能夠指導臨床對病變的干預,並降低事件的發生。后2個問題目前難以回答,因為缺乏足夠的研究證據,同時目前的CT設備對斑塊的定量測量以及對斑塊組織的進一步分辨均受到限制。

A.冠心病的診斷:CCTA檢查的技術成功率(即圖像能夠用於診斷)達到95%以上,冠狀動脈節段(管腔直徑>1.5 mm)的可分析率達92%以上,8%的冠狀動脈節段因圖像質量不佳或其他原因而不能評估。

由9個國家參加的多中心研究( coronary artery evaluation using 64-row multidetector computed tomography angiography,CORE-64),入選了316例40歲以上疑診或已知冠心病的患者(平均年齡59歲,男性佔74%),291例同時完成了64排CT和CCA檢查。對直徑>1.5mm血管進行分析,99%冠狀動脈節段的CT圖像質量能滿足診斷要求,診斷冠心病的敏感性和特異性分別為85%和90%,陽性似然比8. 50.陰性似然比0.17。

由16個美國醫院參加的多中心研究(ACCURACY),前瞻性入選了245例患者(平均年齡57歲,男性佔59qo),230例患者同時完成了64排CCTA和CCA,診斷冠心病的敏感性和特異性分別為94%和82%,陽性似然比5.50,陰性似然比0. 06,陰性預測值99%。

上述研究充分說明了CCTA具備了常規篩查冠心病、評估冠心病病情程度的能力,適合在門診推廣應用。目前國內尚未見大組的多中心研究報道。

B.CCTA與負荷灌注成像(stress perfusion imaging,SPI)的比較:CCTA因為缺少設備軟硬體的支持,目前很少被用於心肌SPI的研究,而心肌灌注的異常更多地與冠心病事件相關聯(如猝死和心肌梗死),因此心肌SPI研究非常重要。CCTA評估的管腔狹窄程度並不能與心肌SPI指標完全匹配。CCTA或CCA診斷的中、重度以上管腔狹窄應進一步行SPI檢查,從而評估患者的治療時機、方案和預后。CCTA在顯示動脈粥樣硬化方面很有價值,但是對心肌低灌注損傷和非梗阻性病變導致的冠心病事件預測有一定限度。對於急性冠狀動脈綜合征( acute coronary syndrome,ACS)的診斷,CCTA和SPI的診斷敏感性分別為71%和86%,特異性分別為90%和92%。

CCTA結果與冠狀動脈內測量的血流儲備分數( fractional flow reserve,FFR)對照,診斷血流受阻病變的敏感性和特異性分別為94%和40%(假陽性較高)。因此說明,CCTA目前對於評估某個病變是否導致血流動力學受阻是有限的,高估了可能導致的血流動力學異常。

2、CCTA對病情穩定並疑診冠心病患者預后的評估

對於冠心病預后的評估至關重要,但是國內外的研究較少,主要是因為研究設計較為困難。但這是國內學者的重要研究方向。

國外l項研究對1127例患者平均隨訪16個月,根據患者危險度分層,低、中和高危患者各種原因的病死率分別為99%、97%和92%。多元回歸分析顯示,多支血管存在斑塊、狹窄的程度和左主幹斑塊是死亡的預測因子。病變的範圍和程度(杜克冠心病指數,Duke coronary disease index)也是獨立的預測因子。CCTA未檢測到斑塊患者的總體病死率為0. 3%。另1項研究對439例行64排CCTA和心電門控SPECT心肌灌注檢查的患者行平均22個月隨訪,共發生23起事件(5.2%),多無回歸分析顯示,血管的狹窄程度是獨立於常規危險因素和SPECT心肌灌注結果之外的預測因子,僅有斑塊並不是事件的預測因子。因此,CCTA對管腔狹窄程度的初步診斷很重要,未來對冠狀動脈斑塊的隧訪是本領域重要的研究方向。

3、CCTA對於急性胸痛冠心病患者的評估

臨床經驗認為,對於低度風險急性胸痛患者行CCTA檢查的意義在於排除冠心病的可能,篩查有重度狹窄的患者做冠狀動脈造影,中度狹窄的患者做核素心肌灌注檢查,核素陽性患者進一步診治。採用CT排除心肌梗死的研究( ROMICAT)共入選了368例急性胸痛患者(平均年齡53歲,男性佔61. 0%)。31例(8.4%)臨床確診為ACS。CCTA顯示50. 0%的患者冠狀動脈正常,31. 0%有非梗阻性斑塊,僅19. 0%有>50.0%的狹窄病變。因此,對於急性胸痛甚至初步疑診ACS的患者中,CCTA起到了排查作用,對急診和日常工作流程和患者的管理起到積極作用。

4、非冠狀動脈手術前評估冠狀動脈病變的價值

專家共識認為,對於中高齡(>50歲)瓣膜病(病因可為風濕性和退行性變)、成人先天性心臟病(如房I.日J隔缺損、肺動脈瓣狹窄或動脈導管未閉等),且冠心病低度風險的患者,外科或介入治療術前行CCTA檢查可以排除冠心病的可能性,並且排除其他疾患(如大動脈炎累及主動脈瓣、房間隔缺損合併部分肺靜脈畸形引流、左心房血栓等),約69%以上的患者可以避免有創的CCA檢查。對於CCTA診斷陽性的患者,仍需要CCA檢查,以確定是否需要同時做冠狀動脈搭橋手術( CABC)。

5、心臟移植術后對冠狀動脈的檢查

心臟移植術後行CCTA檢查,對於評估患者的預后很重要。由於較高的陰性發病率,常規術后1年行CCA的必要性有限,行CCTA檢查,簡單快捷和安全,且陰性預測值高。有研究報道了20例心臟移植術後患者的CCTA隨訪,83. 0%的冠狀動脈圖像質量能夠滿足診斷要求,結果與CCA和血管內超聲(IVUS)對照,CCTA診斷冠狀動脈病變的敏感性和特異性分別為70qo和92% 。

6、CABC術后評估

CABC術后應盡量避免CCTA檢查,因為多數患者術后沒有癥狀,檢查的指征和是否獲益不明確。即使診斷了橋血管阻塞,臨床也多採用保守治療。CABG術后CCTA必須評估4個方面:(1)搭橋血管的通暢性;(2)搭橋血管有無狹窄;(3)兩側吻合口的情況;(4)吻合口以遠固有冠狀動脈血供情況,以及未搭橋同有冠狀動脈的情況。大隱靜脈橋m管較粗大(一般直徑3 -4 mm),且受心臟運動的影響較小,CT顯示清晰。文獻顯示,CCTA診斷橋m管閉塞的敏感性和特異性分別為97%和100%;診斷狹窄和閉塞的敏感性、特異性分別為98qo和97%。但是,CABG后CCTA圖像質量下降,診斷固有冠狀動脈的敏感性和特異性分別為86%和76%。

7、冠狀動脈支架術后評估

經皮冠狀動脈介入( PCI)術後患者不願接受有創的CCA複查,更多採用相對廉價和簡單的CCTA檢查。但是,CT對冠狀動脈支架的顯示仍具有挑戰性,原因是金屬絲導致的線柬硬化偽影( beam hardening artifact),或稱「暈狀偽影」( blooming artifact)。該偽影導致管腔被遮蓋,從而無法評估。另一挑戰是「部分容積均化」(patial volume averaging)產生的偽影。該偽影是由於高密度支架與正常管腔相連處的CT值被均等化,導致局部管腔不可評估或顯示不準確,特別對於細小血管支架的評估受限,這是設備的空間解析度不足導致的。

對於可評估支架,文獻分析顯示支架的再狹窄率為20%,CCTA診斷再狹窄(≥50%狹窄)的敏感性和特異性分別為90%和91%;對於所有支架(包括不可評估支架),診斷的敏感性和特異性則分別降為79%和81% 。

8、CCTA的其他研究內容

對男性和女性CCTA診斷冠心病的敏感性和特異性差異尚存在爭議。對心律失常患者的CCTA檢查一直備受關注,l組66例完全性左束支傳導阻滯患者行CCTA檢查,全部獲得成功,診斷敏感性和特異性分別為95%和97% 。由於房顫患者的心律絕對不齊,且心率較快,使CCTA的檢查具有挑戰性,l組15例持續性房顫患者行CCTA檢查,6%一7%冠狀動脈節段不可評估,因此持續性房顫患者並不是CCTA檢查的絕對禁忌證。

9、左心室功能評價

超聲、心電門控SPECT、核素心血池掃描、MR、經導管心室造影和CCTA回顧性心電f J控均可以測量左心室功能[如射血分數(EF)值],但是這些方法都不能認為是「金標準」。應用CCTA同顧性心電門控掃描可以評價左心室功能,但並不是檢查的目的。相反,為了降低輻射劑量,應該鼓勵應用前瞻性心電門控掃描。另外,對於大多數門診患者,心功能多數為正常,用CT評估心室功能的意義不大。I項對252例患者的分析顯示(應用4排和16排CT).CT心室短軸面測量的左心室EF值平均為52. 9%,而心臟MRJ( CMRI)為54. 6%,平均相差1.7%。CCTA較CMRI高估心腔的容積可能是由於納入了CMRI遺漏的二尖瓣環周圍和左心室流出道周圍的容積所致。

10、潛在的研究方向和內容

雖然臨床上已對CCTA的應用開展了大量研究,但是CCTA臨床應用僅5年時間,對於冠狀動脈粥樣硬化的發生、發展演變和風險等尚沒有足夠的研究數據和證據。

A.CCTA對非鈣化斑塊的成像和意義:CCTA能夠初步顯示冠狀動脈非鈣化斑塊及其分佈,在診斷非鈣化斑塊導致的管腔狹窄程度時較為準確。有學者分析了340例患者,以IVUS結果為參照標準,CCTA診斷各種斑塊的敏感性達到90%.對於鈣化斑塊的敏感性更高。CCTA在區分鈣化和非鈣化斑塊時很準確,但是對於非鈣化斑塊組織的進一步區分受到限制。主要原因是對體積微小的冠狀動脈斑塊成像時,CT密度值不穩定,不能用CT值的大小進行組織鑒別。另外,對於斑塊體積的準確量化測量也受到限制,原因是目前CT圖像的空間解析度不足(>0.4 mm)、容積效應和鈣化斑塊的影響等。不同測量者測量前降支孤立非鈣化斑塊體

積的變異度(variability)達到l7%,迴旋支達到32%。因此CCTA只能對冠狀動脈近段較粗大血管中邊緣清晰的非鈣化斑塊進行半定量測量。

B.CCTA對於易損斑塊的識別:易損斑塊(vulnerable plaque)被定義為纖維帽薄(<65um)、脂核大(占整個斑塊體積的40%以上)、斑塊內出血、斑塊周邊炎症、病變陽性重構(p08itive remodeling,指病變處血管整體擴張,是正常管徑的1.2倍以上)和點狀鈣化灶。CCTA只能對最後2項作出初步診斷。因此,總體上CCTA目前的成像能力不足以顯示和診斷出易損斑塊。

C.左心室心肌密度與心肌損傷的關係:對於陳舊性心肌梗死,CCTA易於通過心肌不同的密度和心肌變薄等顯示病變。CCTA的優勢是能夠顯示局限於心內膜下的急性心肌梗死。具有心肌灌注成像功能的新CT設備,能夠在多大程度上顯示心肌缺血、量化血流灌注和血流量,值得加快該

領域的研究。

11、CCTA尚未達成共識的方面

A.CCTA檢查偶然發現心臟外病變的價值和意義:CCTA檢查會偶然發現雙肺、縱隔和肝臟等病變,發現率達到15%以上。臨床有意義的病變指有病理意義且需要進一步檢查或隨訪的病變。HoffrnarIn等I「:的研究入選r 395例急性胸痛患者,其中45%有心臟外病變,最常見的是肺內非鈣化結節(24%)、肝囊腫(7%)、鈣化性肺結節(4%)等。對這些意外發現的病變缺乏隨訪和明確診斷的資料,因而無法形成臨床指導意見。

B.無癥狀高危人群CCTA的應用價值:臨床常用弗明漢(Fmmingham)危險積分來評價高危人群(指具有2項以上冠心病危險因素的患者,如男性、高齡、吸煙、肥胖、高血壓、高血脂等)冠心病事件的發生風險,但是對於合併外周血管病、持續和難以控制的糖尿病、慢性腎病和家族史等難以量化評估。CCTA雖然能夠顯示冠狀動脈上的鈣化和非鈣化斑塊,但是對於無癥狀人群並不適宜於常規行CCTA檢查,且目前對於非鈣化斑塊的發生和演變過程缺乏足夠的研究證據,特別是對於非鈣化斑塊的干預療效尚未見臨床實驗報道,因而沒有形成專家共識。

C.急性胸痛的排除診斷( triple rule-out):引起急性胸痛最常見的3種疾病是冠心病(急性冠狀動脈綜合征,包括猝死、急性心肌梗死和不穩定心絞痛)、急性肺栓塞和急性主動脈綜合征(包括主動脈夾層、壁內血腫、穿通性潰瘍等)。對於這3種疾病的排除診斷凸顯了急診CT的價值。CT對於后2種疾病能夠明確診斷,因此成為最終診斷方法。但如果用於肺血管和主動脈的大範圍掃描,則輻射劑量和對比劑用量過大;其次肺循環、冠狀循環和主動脈的血流循環因時間不同、掃描範圍不同,重建範圍不同,1次掃描不能兼顧3個不同部位,因此「胸痛三聯」掃描不適於臨床推廣應用,而且急診科醫師更需要認真觀察病情,確定CT掃描和檢查的具體靶血管。在這一方面缺乏足夠的證據,尚沒有形成專家共識。

安全考慮

1.輻射劑量:一項評估回顧性心電門控CCTA有效輻射劑鼉的多中心前瞻性研究( PROTECTION-I)結果顯示,平均劑量為12 mSv(5 - 30 mSv.四分位區間為8—18 mSv)。有專家認為,接受10 mSv的輻射劑量,一生中增加患惡性腫瘤的概率為0. 05% -0. 08%。

在保證圖像質量能夠滿足診斷的前提下,應該儘可能降低輻射劑量(ALARA原則)。常用的方法有:(l)根據ECG進行管電流調製,一般在心臟收縮期使用較低的管電流( mA),可以降低約25%的劑量;(2)低管電壓(kVp),對體質量較小患者使用100 kV.可以降低約46%的劑量;(3)盡量大的螺距(pitch值),這取決於設備的探測器陣列數(寬度)和床進速度等;(4)應用前瞻性心電門控,減少70%一80%劑量。

為了降低輻射劑量,行CCTA檢查應該遵循以下3點:(1) CCTA檢查的適應證符合已經公開發表的適用性標準;(2)採用降低劑量的各種掃描方法;(3)盡量避免重複性CCTA掃描。臨床常用影像學技術的有效輻射劑量比較見表1。

2.對比劑腎病( CIN):CIN定義為使用對比劑72 h內,肌酐絕對值升高> 44l_Lmol/L,或肌酐較前升高25%。CIN的危險因素包括:低血壓、充血性心力衰竭、慢性腎病、糖尿病、>75歲、貧血和對比劑用量。CCTA是通過靜脈通路,發生CIN的幾率低於經動脈途徑的檢查。預防CIN主要在CCTA前充分了解病史和高危因素(糖尿病、腎臟病、冠心病、外周血管病等)、充分水化( hydration)、盡量減少對比劑濃度和用量、臨床醫師與CT醫師的溝通。

衛生經濟學(cost effectiveness.性價比)

目前關於CCTA臨床應用的衛生經濟學評價研究和證據不多,該研究模型應該包括接受該項檢查后,患者是否獲益、是否改善了治療方案,從而使患者的生活質量提高和生存期延長,以及是否進一步降低了醫療費用,這樣的研究模型是很難建立的。

對於未明確診斷的冠心病患者,美國一項對比研究顯示,1938例行CCTA檢查的患者,與7752例行心肌灌注SPECT檢查的患者比較,前者平均節省了隨後檢查費用約16%。因為CCTA檢查後患者多採用SPECT隨訪,而SPECT檢查后,患者更多是行CCA檢查。2組患者在9個月隨訪時行再血管化治療的比率相同(2%左右)。

英國一項對比研究顯示,對於冠心病低度風險患者(患病概率< 20qo),運動負荷ECG聯合64排CT較核素運動負荷心肌灌注掃描和CCA,性價比更高。但是,冠心病高風險患者(患病概率> 50%),可以直接行CCA,從而節省費用。初診首選SPECT檢查,陽性患者再去做CCA,這樣的流程最不經濟『27J。在評價性價比時,還應該考慮各國的衛生經濟狀況、設備配置和檢查費用、方便程度,以及患者接受檢查(特別是有創檢查)的意願等。

CCTA的質量控制

嚴格的質量控制十分重要。主要包括患者的選擇、技術培訓、患者掃描前準備、掃描參數、醫師的培訓、讀片和診斷報告的書寫、患者安全等環節。圖像的質量影響診斷的質量;設備對病變成像的能力不足使醫師的診斷準確性充滿挑戰。2005至2009年,相繼發表了一些關於從事心臟冠狀動脈CT和MRI的能力要求、培訓、書寫報告等專家共識或指南。配合專業協會對臨床醫師和技術人員的資質、能力和培訓要求等需要進一步加強,同時加強該領域的學術、臨床技能和知識更新的交流。

總之,CCTA技術目前迅速普及和廣泛應用於臨床實踐,獲得了大量的循證醫學證據,證明r該項技術在冠狀動脈粥樣硬化斑塊的顯示、冠心病排查、急診胸痛患者的排除診斷,以及冠狀動脈支架和搭橋術后隨訪等方面有較高的應用價值。隨著設備硬體和成像技術的進一步發展,CCTA的圖像質量正穩步提高,而有效輻射劑量卻大幅降低,圖像后處理更加快捷。但是應該同時看到,國內同行對該項技術的掌握和規範化應用還有一定差距,主要體現在對患者的掃描前準備(如控制心率、呼吸培訓等)不足、掃描和重建圖像的參數不夠規範和個性化、劑量控制的理念和意識不明確,以及診斷報告的書寫不符合臨床診斷需求等,這需要進行更加專業化的培訓。

與國外高水平的科研工作相比,國內的差距似乎更加明顯。更多注重依賴設備更新帶來的新技術研究,這些研究多半是重複性的,不具有創新性。對於CT技術在冠心病的發病規律和預后等方面缺乏系統的、循證醫學方法指導下的前瞻性隨機研究,比如上述的尚未形成共識的3個研究方向,特別是高危無癥狀人群冠狀動脈斑塊的發生和演變規律,以及易損斑塊的研究,應該是未來重點的研究方向。

來源:中華放射學雜誌2011年10月第45卷第10期903-907頁

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