魏美連 宋達(dá)琳,2 張 慶
1.青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院,山東青島 266071;2.青島大學(xué)附屬青島市市立醫(yī)院東院老年內(nèi)科,山東青島 266071;3.青島大學(xué)附屬青島市市立醫(yī)院東院放射科,山東青島 266071
冠狀動(dòng)脈(簡(jiǎn)稱冠脈)重構(gòu)的評(píng)估及易損斑塊的早期識(shí)別是診治急性冠脈綜合征(acute coronary syndrome,ACS)的關(guān)鍵。評(píng)估冠脈的檢測(cè)技術(shù)很多,血管內(nèi)超聲(intravascular ultrasound,IVUS)目前被認(rèn)為是評(píng)估血管重構(gòu)及識(shí)別斑塊性質(zhì)的“金標(biāo)準(zhǔn)”,但該項(xiàng)檢查為侵入性的,操作難度大,檢查費(fèi)用高。因此,當(dāng)前心血管領(lǐng)域的焦點(diǎn)主要集中在如何早期利用非侵入性的影像學(xué)技術(shù)評(píng)估冠脈及識(shí)別易損斑塊。隨著CT設(shè)備的升級(jí)及技術(shù)進(jìn)步,冠脈CT血管造影(coronary computed tomography angiography,CCTA)作為一種有效的非侵入性檢測(cè)方法在臨床中得到廣泛應(yīng)用。但是,CCTA目前主要用于檢測(cè)疑似冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟?。╟oronary heart disease,CHD)的患者、判斷冠脈管腔形態(tài)、評(píng)價(jià)介入治療效果、鑒別冠狀動(dòng)脈粥樣硬化斑塊性質(zhì)等。利用CCTA評(píng)估血管重構(gòu)的研究目前正處于探索階段,本文就CCTA評(píng)估冠脈重構(gòu)的研究進(jìn)展做一綜述。
血管重構(gòu)現(xiàn)象最早是由Glagov教授[1]與同事在大量尸體解剖的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的:部分發(fā)生粥樣硬化的冠脈在斑塊進(jìn)展過程的早期,血管發(fā)生代償性擴(kuò)張,以維持原有的管腔面積和血流量;他們甚至還精確計(jì)算了斑塊與血管重構(gòu)的關(guān)系,當(dāng)斑塊負(fù)荷不超過40%時(shí),動(dòng)脈發(fā)生代償性擴(kuò)張。隨著介入性治療手段及IVUS的發(fā)展,血管重構(gòu)的現(xiàn)象進(jìn)一步得到證實(shí)[2]。Pasterkam等[3]研究發(fā)現(xiàn),在動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)展過程中,病變處血管壁存在皺縮現(xiàn)象且管腔出現(xiàn)狹窄。Bortman等[4]明確了“正性重構(gòu)”及“負(fù)性重構(gòu)”的概念。通常用重構(gòu)指數(shù)(remodeling index,RI)來間接反映重構(gòu)形式,即用最大狹窄病變處的血管外彈力膜橫截面積/近端和(或)遠(yuǎn)端參考段血管外彈力膜橫截面積的平均值表示[5-6]。2001年美國(guó)心臟病學(xué)會(huì)關(guān)于IVUS獲取、測(cè)量、報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)的臨床專家共識(shí)進(jìn)一步確立了正性重構(gòu)和負(fù)性重構(gòu)的概念[5]:將RI>1定義為正性重構(gòu),RI<1定義為負(fù)性重構(gòu)。CCTA可以測(cè)定血管及管腔的橫截面積[6-8]。研究表明[8],CCTA評(píng)估重構(gòu)最理想的RI臨界值是1.1,并提出RI≥1.1定義為正性重構(gòu)。盡管近端和遠(yuǎn)端參考段的定義有些主觀,CCTA測(cè)定的RI已得到IVUS的驗(yàn)證[6-9],并且表現(xiàn)出極好的可重復(fù)性[10]。
CCTA可用來觀察代償性的血管管徑擴(kuò)張或縮窄。冠脈重構(gòu)是病變處斑塊進(jìn)展與血管管腔變化的過程。在斑塊進(jìn)展過程的早期,血管外彈力膜的擴(kuò)張抵消了斑塊體積增加對(duì)管腔的侵占,維持了冠脈原有的血流灌注即正性重構(gòu);隨著大量鈣鹽沉積及斑塊進(jìn)展,冠脈管壁逐漸失去彈性,血管外彈力膜皺縮引起管腔面積的縮小即負(fù)性重構(gòu)。組織病理學(xué)研究表明,正性重構(gòu)處斑塊存在大量的巨噬細(xì)胞和較大的脂質(zhì)壞死核心,具有易損斑塊的特征,且相對(duì)較大的管徑使集中于纖維帽的應(yīng)力增大,易于破裂。由于正性重構(gòu)的作用,易損斑塊并不會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的管腔狹窄[11]。
CCTA有能力直接識(shí)別并量化易損斑塊[12]。在斑塊破裂前早期識(shí)別出易損斑塊,是防治ACS的關(guān)鍵。冠脈病變易損斑塊與穩(wěn)定斑塊相比具有不同的形態(tài),為非侵入性的影像學(xué)成像識(shí)別高風(fēng)險(xiǎn)斑塊導(dǎo)致不良臨床事件之前提供獨(dú)特的機(jī)會(huì)[13-14]。Caussin等[15]通過總結(jié)21例ACS患者的CCTA結(jié)果,證實(shí)了CCTA識(shí)別正性重構(gòu)的敏感度和特異度分別為100%和90%。與組織病理學(xué)數(shù)據(jù)一致,CCTA評(píng)估的正性重構(gòu)有較大的斑塊負(fù)荷,更大數(shù)量的壞死核心及較高的薄纖維帽纖維斑塊發(fā)生率[16]。CCTA計(jì)算的RI與IVUS測(cè)量結(jié)果的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但CCTA對(duì)RI有高估的趨勢(shì)[6,8,16]。而且,在CCTA與光學(xué)相干斷層成像(OCT)的對(duì)比性研究中,經(jīng)OCT分類的薄纖維帽纖維斑塊與非薄纖維帽纖維斑塊相比,CT測(cè)定的薄纖維帽纖維斑塊的RI較高[17]。
正性重構(gòu)與ACS的高風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)[18]。在一項(xiàng)38例ACS患者和33例穩(wěn)定型心絞痛(stable angina pectoris,SAP)患者組成的CCTA的研究中發(fā)現(xiàn),正性重構(gòu)與ACS患者中的罪犯斑塊有很大的關(guān)聯(lián)(87%),而與SAP患者無關(guān)聯(lián)(12%;P<0.0001),并且在識(shí)別高危斑塊和預(yù)測(cè)不良心血管事件方面更重要[19]。幾項(xiàng)關(guān)于CCTA的橫斷面研究也發(fā)現(xiàn),ACS患者與SAP患者相比有較高的重構(gòu)指數(shù)[18,20]。另有研究報(bào)道[21],ACS組冠脈正向重構(gòu)率明顯高于SAP組。臨床隨訪研究顯示,正性重構(gòu)是ACS患者的獨(dú)立預(yù)測(cè)特征。
負(fù)性重構(gòu)與管腔狹窄有關(guān),更常見于穩(wěn)定型心絞痛患者,是冠脈疾病病程的晚期表現(xiàn)。發(fā)生負(fù)性重構(gòu)的冠脈斑塊往往表現(xiàn)為同心性斑塊,與動(dòng)脈中膜和外膜增厚導(dǎo)致的動(dòng)脈收縮有關(guān),斑塊更穩(wěn)定[22]。
因此,通過CCTA非侵入性評(píng)估冠脈重構(gòu)類型、早期檢出冠脈斑塊及評(píng)價(jià)斑塊的穩(wěn)定性,對(duì)于預(yù)測(cè)ACS的發(fā)生及CHD的分層治療具有重要價(jià)值。
CCTA提供冠脈樹和冠脈斑塊的相關(guān)信息,并不是簡(jiǎn)單的局限于排除冠脈狹窄及根據(jù)含鈣成分定義的斑塊類型上[14]。而且,對(duì)冠脈斑塊成分和大小的評(píng)估比傳統(tǒng)通過識(shí)別管腔狹窄預(yù)測(cè)急性冠脈事件更重要[23]。
從早期多排探測(cè)器的CCTA開始,研究者們就對(duì)非侵入性的識(shí)別斑塊類型感興趣。最近的研究表明,CT技術(shù)的改進(jìn)導(dǎo)致量化和區(qū)分斑塊類型的能力得到提高[24]。多項(xiàng)研究通過CT值來識(shí)別對(duì)應(yīng)的斑塊類型及斑塊性質(zhì)。以脂質(zhì)為主的軟斑塊定義為易損斑塊,CT值≤40HU,其中尤以脂質(zhì)斑塊內(nèi)的脂質(zhì)核心的大小和纖維帽的薄厚與斑塊的破裂有直接關(guān)系;鈣化斑塊CT值定義為≥130HU;CT值介于二者之間的為纖維斑塊,纖維斑塊與鈣化斑塊一般認(rèn)為是穩(wěn)定性斑塊[25]。研究發(fā)現(xiàn)[26],冠脈斑塊的CT值與IVUS觀察不同回聲類型斑塊所表現(xiàn)出的回聲特點(diǎn)之間有很強(qiáng)的相關(guān)性。一項(xiàng)利用CCTA分析血管重構(gòu)與冠脈斑塊性質(zhì)的相關(guān)性研究顯示[21]:ACS組以軟斑和纖維斑塊為主,SAP組以鈣化為主,軟斑的冠脈正向重構(gòu)率明顯高于鈣化斑塊的冠脈正向重構(gòu)率,且隨著冠狀斑塊CT值的增加而正向重構(gòu)率減低。以上研究提示,冠脈斑塊的CT值可以反映斑塊的主要成分和類型,為冠脈重構(gòu)類型及斑塊穩(wěn)定性的評(píng)估提供有價(jià)值的信息。
冠狀動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形態(tài)有助于診斷疾病的進(jìn)展程度,研究發(fā)現(xiàn)[27],斑塊體積較大、低CT衰減、餐巾環(huán)征、正性重構(gòu)和點(diǎn)狀鈣化與斑塊容易破裂相關(guān)。ACS患者的罪犯斑塊體積比SAP患者的穩(wěn)定斑塊體積大。通過CCTA測(cè)定的CT值區(qū)分含脂質(zhì)豐富的斑塊及以纖維為主的斑塊預(yù)測(cè)ACS是可取的,低CT衰減與確立高風(fēng)險(xiǎn)斑塊有關(guān)。餐巾環(huán)征是CCTA識(shí)別高風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的特有衰減模式,表現(xiàn)為圍繞斑塊核心低衰減區(qū)的環(huán)狀高衰減斑塊組織,可能是薄纖維帽纖維斑塊的表現(xiàn)[28]。新型寶石能譜CT的問世及其臨床應(yīng)用使CHD的無創(chuàng)檢查獲得開創(chuàng)性的進(jìn)展,結(jié)合CT值對(duì)冠脈斑塊進(jìn)行定性分析,進(jìn)而評(píng)價(jià)CHD的危險(xiǎn)度。而寶石能譜CT具有的高清成像、低劑量成像、能譜成像、動(dòng)態(tài)500排成像的優(yōu)勢(shì)[29]大大提高了CCTA評(píng)估冠脈斑塊尤其是易損斑塊的準(zhǔn)確性。
除CCTA之外,評(píng)估冠脈疾病的有效手段還包括IVUS、冠狀動(dòng)脈造影(coronary angiography,CAG)、OCT及磁共振顯像(MRI)技術(shù)等。但前三者均為侵入性檢查,且費(fèi)用高、難度大,不宜于無癥狀患者的篩查。
目前,評(píng)估血管重構(gòu)及斑塊性質(zhì)方面的研究都以IVUS為“金標(biāo)準(zhǔn)”。其可通過強(qiáng)度信號(hào)來觀察區(qū)分血管的三層結(jié)構(gòu),并對(duì)斑塊進(jìn)行精確測(cè)量。而且,IVUS深入血管腔內(nèi),可以不受呼吸運(yùn)動(dòng)及心跳節(jié)律的影響,彌補(bǔ)了CCTA及其他非侵入性檢查技術(shù)的局限性,并憑借其近5mm的穿透深度,對(duì)包括外彈力膜在內(nèi)的血管壁做出準(zhǔn)確評(píng)估。血管內(nèi)超聲虛擬組織成像(IVUS-VH)作為一種比較新的IVUS后處理技術(shù),借助光譜參數(shù)的定量及先進(jìn)的數(shù)學(xué)技術(shù)重建實(shí)時(shí)斑塊的組織圖像,更準(zhǔn)確分辨斑塊的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)[30]。
CAG是二維成像方法,一方面只能觀察冠脈管腔的變化,且只能測(cè)量血管直徑,不能顯示管壁的變化,不能測(cè)量管腔橫截面積;另一方面受投照角度的影響,影像容易形成重疊,所以不能很好地描述血管重構(gòu)[22]。并且由于血管重構(gòu)的存在,傳統(tǒng)的血管造影低估了冠狀動(dòng)脈病變的程度。
CCTA能夠可靠的檢測(cè)冠脈狹窄,與傳統(tǒng)的CAG相比,具有高的敏感性和特異性[31]。另外,CCTA非侵入性地顯示冠脈血管形態(tài),具有安全、方便、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。但是,由于冠脈位于不斷搏動(dòng)的心臟表面,且管徑較細(xì),使冠脈CT成像存在一定的局限性。一方面,由于CCTA是依據(jù)斑塊的CT值來推測(cè)其成分,不同類型斑塊的CT值之間存在一定重疊,使鑒別不同斑塊類型受到限制,也影響了脂質(zhì)核心大小和纖維帽厚度的測(cè)量[32],尤其是部分早期的動(dòng)脈粥樣硬化病變?cè)贑T上更不易檢測(cè),另外對(duì)比劑和鈣化成分的部分容積效應(yīng)也影響斑塊CT值測(cè)量的準(zhǔn)確性[33];另一方面,雖然CT的時(shí)間分辨力已相當(dāng)高,但由于受心動(dòng)周期的影響,即使應(yīng)用心電門控技術(shù),部分血管節(jié)段因心臟運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)偽影是無法完全避免的,進(jìn)而影響斑塊成分的評(píng)價(jià)。此外,測(cè)量的準(zhǔn)確性還受管腔內(nèi)對(duì)比劑密度、測(cè)量中心區(qū)的選取、窗寬窗位的設(shè)置等因素的影響。有研究報(bào)道了鈣化和預(yù)測(cè)試的可能性疾病會(huì)影響CCTA診斷的準(zhǔn)確性[34]。
OCT技術(shù)是一種新型的光學(xué)模擬超聲成像系統(tǒng)。可對(duì)冠脈橫截面成像,能夠更好地檢測(cè)和定量易損斑塊薄纖維帽和脂質(zhì)核心的大小。微米級(jí)OCT甚至可以評(píng)估巨噬細(xì)胞及血小板的分布,分辨顯微組織結(jié)構(gòu),從而對(duì)斑塊穩(wěn)定性變化方面的檢測(cè)更具優(yōu)勢(shì)[35-36]。
冠狀動(dòng)脈MRI技術(shù),無需使用造影劑,纖維帽厚度和完整性的區(qū)分主要根據(jù)不同序列圖像中信號(hào)強(qiáng)弱的不同,一定程度上彌補(bǔ)了CCTA的不足。但由于空間分辨率低,能顯示的血管數(shù)和斑塊數(shù)較CT少。
CCTA作為一種非侵入性的檢測(cè)冠脈的技術(shù),對(duì)血管重構(gòu)的評(píng)估、易損斑塊的識(shí)別及ACS事件的預(yù)測(cè)方面有著自身優(yōu)勢(shì);根據(jù)CCTA評(píng)估病變程度、累及支數(shù)及范圍、斑塊性質(zhì)等,為進(jìn)一步選擇冠脈支架植入或者搭橋治療提供了有用信息。隨著寶石能譜CT新設(shè)備的應(yīng)用及分析方法的不斷改善,CCTA對(duì)冠狀動(dòng)脈粥樣硬化病變的臨床評(píng)估將具有更大的潛力,有關(guān)血管重構(gòu)與斑塊性質(zhì)方面的研究會(huì)取得更大的突破。
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