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专家解读美国《冠状动脉CT血管成像专家共识》

 畅 想 2017-01-13

作者:吕滨 张兆琪 张立仁

2004年64排CT用于临床冠状动脉成像,标志着CT已经开始常规用于冠心病的诊断。2010年美国心脏病学院基金会( ACCF)联合美国放射学院(ACR)、美国心脏协会(AHA)、北美心血管影像协会(NASCI)、动脉粥样硬化影像与预防协会( SAIP)、血管造影和介入学会(SCAI)及心血管CT协会(SCCT)共同发布了冠状动脉CT血管成像(coronarycomputed tomographic angiography,CCTA)专家共识(以下简称共识),并分别在美国心脏协会(AHA)和美国心脏病学院(ACC)主办的期刊Circulation和JACC上发表,显示了该共识的权威性和重要性。

该共识较为详细地介绍了CCTA临床应用的主要价值和限度,以及适用范围、射剂量和卫生经济学评价等,共分成13个标题对这些内容做了详细的阐述。但该共识并不是临床操作专家共识,没有对CCTA的检查适应证、标准化和个性化扫描方案、降低辐射剂量方案以及操作流程等方面加以详细说明,而最近发表的国内专家共识,在这些方面有所阐述。笔者简单解读该共识临床应用的核心内容。

CCTA的临床应用

目前冠心病的定义仍然是冠状动脉存在1处以上≥50%的管腔狭窄。常规冠状动脉造影(conventional coronary angiography.CCA)因其具有相对最高的图像时间和空间分辨率(时间分辨率< 20=""><0.2>

1、CCTA对病情稳定并疑诊冠心病患者的诊断价值

CCTA属于无创影像检查技术,其优点是对筛查和排除冠心病具有很高的价值。具有2项以上冠心病危险因素、典型或不典型胸痛的疑诊冠心病患者为CCTA的检查适应证。CCA因为是有创检查和费用较高等原因,患者不愿接受;其他诊断方法,如心电图运动负荷试验、超声和核素心肌灌注扫描等,均因为不能直接显示冠状动脉血管以及较高的假阳性和假阴性率而难以确诊。

对于疑诊冠心病患者的临床诊断,主要有3个问题:(1)诊断问题,是否有冠状动脉病变及其程度和范围。CCTA在此方面具有很大优势;(2)预后评估,病变将来是否会导致致命性或非致命性的心血管事件;(3)合理的治疗方案,即CCTA是否能够指导临床对病变的干预,并降低事件的发生。后2个问题目前难以回答,因为缺乏足够的研究证据,同时目前的CT设备对斑块的定量测量以及对斑块组织的进一步分辨均受到限制。

A.冠心病的诊断:CCTA检查的技术成功率(即图像能够用于诊断)达到95%以上,冠状动脉节段(管腔直径>1.5 mm)的可分析率达92%以上,8%的冠状动脉节段因图像质量不佳或其他原因而不能评估。

由9个国家参加的多中心研究( coronary artery evaluation using 64-row multidetector computed tomography angiography,CORE-64),入选了316例40岁以上疑诊或已知冠心病的患者(平均年龄59岁,男性占74%),291例同时完成了64排CT和CCA检查。对直径>1.5mm血管进行分析,99%冠状动脉节段的CT图像质量能满足诊断要求,诊断冠心病的敏感性和特异性分别为85%和90%,阳性似然比8. 50.阴性似然比0.17。

由16个美国医院参加的多中心研究(ACCURACY),前瞻性入选了245例患者(平均年龄57岁,男性占59qo),230例患者同时完成了64排CCTA和CCA,诊断冠心病的敏感性和特异性分别为94%和82%,阳性似然比5.50,阴性似然比0. 06,阴性预测值99%。

上述研究充分说明了CCTA具备了常规筛查冠心病、评估冠心病病情程度的能力,适合在门诊推广应用。目前国内尚未见大组的多中心研究报道。

B.CCTA与负荷灌注成像(stress perfusion imaging,SPI)的比较:CCTA因为缺少设备软硬件的支持,目前很少被用于心肌SPI的研究,而心肌灌注的异常更多地与冠心病事件相关联(如猝死和心肌梗死),因此心肌SPI研究非常重要。CCTA评估的管腔狭窄程度并不能与心肌SPI指标完全匹配。CCTA或CCA诊断的中、重度以上管腔狭窄应进一步行SPI检查,从而评估患者的治疗时机、方案和预后。CCTA在显示动脉粥样硬化方面很有价值,但是对心肌低灌注损伤和非梗阻性病变导致的冠心病事件预测有一定限度。对于急性冠状动脉综合征( acute coronary syndrome,ACS)的诊断,CCTA和SPI的诊断敏感性分别为71%和86%,特异性分别为90%和92%。

CCTA结果与冠状动脉内测量的血流储备分数( fractional flow reserve,FFR)对照,诊断血流受阻病变的敏感性和特异性分别为94%和40%(假阳性较高)。因此说明,CCTA目前对于评估某个病变是否导致血流动力学受阻是有限的,高估了可能导致的血流动力学异常。

2、CCTA对病情稳定并疑诊冠心病患者预后的评估

对于冠心病预后的评估至关重要,但是国内外的研究较少,主要是因为研究设计较为困难。但这是国内学者的重要研究方向。

国外l项研究对1127例患者平均随访16个月,根据患者危险度分层,低、中和高危患者各种原因的病死率分别为99%、97%和92%。多元回归分析显示,多支血管存在斑块、狭窄的程度和左主干斑块是死亡的预测因子。病变的范围和程度(杜克冠心病指数,Duke coronary disease index)也是独立的预测因子。CCTA未检测到斑块患者的总体病死率为0. 3%。另1项研究对439例行64排CCTA和心电门控SPECT心肌灌注检查的患者行平均22个月随访,共发生23起事件(5.2%),多无回归分析显示,血管的狭窄程度是独立于常规危险因素和SPECT心肌灌注结果之外的预测因子,仅有斑块并不是事件的预测因子。因此,CCTA对管腔狭窄程度的初步诊断很重要,未来对冠状动脉斑块的隧访是本领域重要的研究方向。

3、CCTA对于急性胸痛冠心病患者的评估

临床经验认为,对于低度风险急性胸痛患者行CCTA检查的意义在于排除冠心病的可能,筛查有重度狭窄的患者做冠状动脉造影,中度狭窄的患者做核素心肌灌注检查,核素阳性患者进一步诊治。采用CT排除心肌梗死的研究( ROMICAT)共入选了368例急性胸痛患者(平均年龄53岁,男性占61. 0%)。31例(8.4%)临床确诊为ACS。CCTA显示50. 0%的患者冠状动脉正常,31. 0%有非梗阻性斑块,仅19. 0%有>50.0%的狭窄病变。因此,对于急性胸痛甚至初步疑诊ACS的患者中,CCTA起到了排查作用,对急诊和日常工作流程和患者的管理起到积极作用。

4、非冠状动脉手术前评估冠状动脉病变的价值

专家共识认为,对于中高龄(>50岁)瓣膜病(病因可为风湿性和退行性变)、成人先天性心脏病(如房I.日J隔缺损、肺动脉瓣狭窄或动脉导管未闭等),且冠心病低度风险的患者,外科或介入治疗术前行CCTA检查可以排除冠心病的可能性,并且排除其他疾患(如大动脉炎累及主动脉瓣、房间隔缺损合并部分肺静脉畸形引流、左心房血栓等),约69%以上的患者可以避免有创的CCA检查。对于CCTA诊断阳性的患者,仍需要CCA检查,以确定是否需要同时做冠状动脉搭桥手术( CABC)。

5、心脏移植术后对冠状动脉的检查

心脏移植术后行CCTA检查,对于评估患者的预后很重要。由于较高的阴性发病率,常规术后1年行CCA的必要性有限,行CCTA检查,简单快捷和安全,且阴性预测值高。有研究报道了20例心脏移植术后患者的CCTA随访,83. 0%的冠状动脉图像质量能够满足诊断要求,结果与CCA和血管内超声(IVUS)对照,CCTA诊断冠状动脉病变的敏感性和特异性分别为70qo和92% 。

6、CABC术后评估

CABC术后应尽量避免CCTA检查,因为多数患者术后没有症状,检查的指征和是否获益不明确。即使诊断了桥血管阻塞,临床也多采用保守治疗。CABG术后CCTA必须评估4个方面:(1)搭桥血管的通畅性;(2)搭桥血管有无狭窄;(3)两侧吻合口的情况;(4)吻合口以远固有冠状动脉血供情况,以及未搭桥同有冠状动脉的情况。大隐静脉桥m管较粗大(一般直径3 -4 mm),且受心脏运动的影响较小,CT显示清晰。文献显示,CCTA诊断桥m管闭塞的敏感性和特异性分别为97%和100%;诊断狭窄和闭塞的敏感性、特异性分别为98qo和97%。但是,CABG后CCTA图像质量下降,诊断固有冠状动脉的敏感性和特异性分别为86%和76%。

7、冠状动脉支架术后评估

经皮冠状动脉介入( PCI)术后患者不愿接受有创的CCA复查,更多采用相对廉价和简单的CCTA检查。但是,CT对冠状动脉支架的显示仍具有挑战性,原因是金属丝导致的线柬硬化伪影( beam hardening artifact),或称“晕状伪影”( blooming artifact)。该伪影导致管腔被遮盖,从而无法评估。另一挑战是“部分容积均化”(patial volume averaging)产生的伪影。该伪影是由于高密度支架与正常管腔相连处的CT值被均等化,导致局部管腔不可评估或显示不准确,特别对于细小血管支架的评估受限,这是设备的空间分辨率不足导致的。

对于可评估支架,文献分析显示支架的再狭窄率为20%,CCTA诊断再狭窄(≥50%狭窄)的敏感性和特异性分别为90%和91%;对于所有支架(包括不可评估支架),诊断的敏感性和特异性则分别降为79%和81% 。

8、CCTA的其他研究内容

对男性和女性CCTA诊断冠心病的敏感性和特异性差异尚存在争议。对心律失常患者的CCTA检查一直备受关注,l组66例完全性左束支传导阻滞患者行CCTA检查,全部获得成功,诊断敏感性和特异性分别为95%和97% 。由于房颤患者的心律绝对不齐,且心率较快,使CCTA的检查具有挑战性,l组15例持续性房颤患者行CCTA检查,6%一7%冠状动脉节段不可评估,因此持续性房颤患者并不是CCTA检查的绝对禁忌证。

9、左心室功能评价

超声、心电门控SPECT、核素心血池扫描、MR、经导管心室造影和CCTA回顾性心电f J控均可以测量左心室功能[如射血分数(EF)值],但是这些方法都不能认为是“金标准”。应用CCTA同顾性心电门控扫描可以评价左心室功能,但并不是检查的目的。相反,为了降低辐射剂量,应该鼓励应用前瞻性心电门控扫描。另外,对于大多数门诊患者,心功能多数为正常,用CT评估心室功能的意义不大。I项对252例患者的分析显示(应用4排和16排CT).CT心室短轴面测量的左心室EF值平均为52. 9%,而心脏MRJ( CMRI)为54. 6%,平均相差1.7%。CCTA较CMRI高估心腔的容积可能是由于纳入了CMRI遗漏的二尖瓣环周围和左心室流出道周围的容积所致。

10、潜在的研究方向和内容

虽然临床上已对CCTA的应用开展了大量研究,但是CCTA临床应用仅5年时间,对于冠状动脉粥样硬化的发生、发展演变和风险等尚没有足够的研究数据和证据。

A.CCTA对非钙化斑块的成像和意义:CCTA能够初步显示冠状动脉非钙化斑块及其分布,在诊断非钙化斑块导致的管腔狭窄程度时较为准确。有学者分析了340例患者,以IVUS结果为参照标准,CCTA诊断各种斑块的敏感性达到90%.对于钙化斑块的敏感性更高。CCTA在区分钙化和非钙化斑块时很准确,但是对于非钙化斑块组织的进一步区分受到限制。主要原因是对体积微小的冠状动脉斑块成像时,CT密度值不稳定,不能用CT值的大小进行组织鉴别。另外,对于斑块体积的准确量化测量也受到限制,原因是目前CT图像的空间分辨率不足(>0.4 mm)、容积效应和钙化斑块的影响等。不同测量者测量前降支孤立非钙化斑块体

积的变异度(variability)达到l7%,回旋支达到32%。因此CCTA只能对冠状动脉近段较粗大血管中边缘清晰的非钙化斑块进行半定量测量。

B.CCTA对于易损斑块的识别:易损斑块(vulnerable plaque)被定义为纤维帽薄(<65um)、脂核大(占整个斑块体积的40%以上)、斑块内出血、斑块周边炎症、病变阳性重构(p08itive>

C.左心室心肌密度与心肌损伤的关系:对于陈旧性心肌梗死,CCTA易于通过心肌不同的密度和心肌变薄等显示病变。CCTA的优势是能够显示局限于心内膜下的急性心肌梗死。具有心肌灌注成像功能的新CT设备,能够在多大程度上显示心肌缺血、量化血流灌注和血流量,值得加快该

领域的研究。

11、CCTA尚未达成共识的方面

A.CCTA检查偶然发现心脏外病变的价值和意义:CCTA检查会偶然发现双肺、纵隔和肝脏等病变,发现率达到15%以上。临床有意义的病变指有病理意义且需要进一步检查或随访的病变。HoffrnarIn等I“:的研究入选r 395例急性胸痛患者,其中45%有心脏外病变,最常见的是肺内非钙化结节(24%)、肝囊肿(7%)、钙化性肺结节(4%)等。对这些意外发现的病变缺乏随访和明确诊断的资料,因而无法形成临床指导意见。

B.无症状高危人群CCTA的应用价值:临床常用弗明汉(Fmmingham)危险积分来评价高危人群(指具有2项以上冠心病危险因素的患者,如男性、高龄、吸烟、肥胖、高血压、高血脂等)冠心病事件的发生风险,但是对于合并外周血管病、持续和难以控制的糖尿病、慢性肾病和家族史等难以量化评估。CCTA虽然能够显示冠状动脉上的钙化和非钙化斑块,但是对于无症状人群并不适宜于常规行CCTA检查,且目前对于非钙化斑块的发生和演变过程缺乏足够的研究证据,特别是对于非钙化斑块的干预疗效尚未见临床实验报道,因而没有形成专家共识。

C.急性胸痛的排除诊断( triple rule-out):引起急性胸痛最常见的3种疾病是冠心病(急性冠状动脉综合征,包括猝死、急性心肌梗死和不稳定心绞痛)、急性肺栓塞和急性主动脉综合征(包括主动脉夹层、壁内血肿、穿通性溃疡等)。对于这3种疾病的排除诊断凸显了急诊CT的价值。CT对于后2种疾病能够明确诊断,因此成为最终诊断方法。但如果用于肺血管和主动脉的大范围扫描,则辐射剂量和对比剂用量过大;其次肺循环、冠状循环和主动脉的血流循环因时间不同、扫描范围不同,重建范围不同,1次扫描不能兼顾3个不同部位,因此“胸痛三联”扫描不适于临床推广应用,而且急诊科医师更需要认真观察病情,确定CT扫描和检查的具体靶血管。在这一方面缺乏足够的证据,尚没有形成专家共识。

安全考虑

1.辐射剂量:一项评估回顾性心电门控CCTA有效辐射剂鼍的多中心前瞻性研究( PROTECTION-I)结果显示,平均剂量为12 mSv(5 - 30 mSv.四分位区间为8—18 mSv)。有专家认为,接受10 mSv的辐射剂量,一生中增加患恶性肿瘤的概率为0. 05% -0. 08%。

在保证图像质量能够满足诊断的前提下,应该尽可能降低辐射剂量(ALARA原则)。常用的方法有:(l)根据ECG进行管电流调制,一般在心脏收缩期使用较低的管电流( mA),可以降低约25%的剂量;(2)低管电压(kVp),对体质量较小患者使用100 kV.可以降低约46%的剂量;(3)尽量大的螺距(pitch值),这取决于设备的探测器阵列数(宽度)和床进速度等;(4)应用前瞻性心电门控,减少70%一80%剂量。

为了降低辐射剂量,行CCTA检查应该遵循以下3点:(1) CCTA检查的适应证符合已经公开发表的适用性标准;(2)采用降低剂量的各种扫描方法;(3)尽量避免重复性CCTA扫描。临床常用影像学技术的有效辐射剂量比较见表1。

2.对比剂肾病( CIN):CIN定义为使用对比剂72 h内,肌酐绝对值升高> 44l_Lmol/L,或肌酐较前升高25%。CIN的危险因素包括:低血压、充血性心力衰竭、慢性肾病、糖尿病、>75岁、贫血和对比剂用量。CCTA是通过静脉通路,发生CIN的几率低于经动脉途径的检查。预防CIN主要在CCTA前充分了解病史和高危因素(糖尿病、肾脏病、冠心病、外周血管病等)、充分水化( hydration)、尽量减少对比剂浓度和用量、临床医师与CT医师的沟通。

卫生经济学(cost effectiveness.性价比)

目前关于CCTA临床应用的卫生经济学评价研究和证据不多,该研究模型应该包括接受该项检查后,患者是否获益、是否改善了治疗方案,从而使患者的生活质量提高和生存期延长,以及是否进一步降低了医疗费用,这样的研究模型是很难建立的。

专家解读美国《冠状动脉CT血管成像专家共识》

对于未明确诊断的冠心病患者,美国一项对比研究显示,1938例行CCTA检查的患者,与7752例行心肌灌注SPECT检查的患者比较,前者平均节省了随后检查费用约16%。因为CCTA检查后患者多采用SPECT随访,而SPECT检查后,患者更多是行CCA检查。2组患者在9个月随访时行再血管化治疗的比率相同(2%左右)。

英国一项对比研究显示,对于冠心病低度风险患者(患病概率< 20qo),运动负荷ecg联合64排ct较核素运动负荷心肌灌注扫描和cca,性价比更高。但是,冠心病高风险患者(患病概率=""> 50%),可以直接行CCA,从而节省费用。初诊首选SPECT检查,阳性患者再去做CCA,这样的流程最不经济‘27J。在评价性价比时,还应该考虑各国的卫生经济状况、设备配置和检查费用、方便程度,以及患者接受检查(特别是有创检查)的意愿等。

CCTA的质量控制

严格的质量控制十分重要。主要包括患者的选择、技术培训、患者扫描前准备、扫描参数、医师的培训、读片和诊断报告的书写、患者安全等环节。图像的质量影响诊断的质量;设备对病变成像的能力不足使医师的诊断准确性充满挑战。2005至2009年,相继发表了一些关于从事心脏冠状动脉CT和MRI的能力要求、培训、书写报告等专家共识或指南。配合专业协会对临床医师和技术人员的资质、能力和培训要求等需要进一步加强,同时加强该领域的学术、临床技能和知识更新的交流。

总之,CCTA技术目前迅速普及和广泛应用于临床实践,获得了大量的循证医学证据,证明r该项技术在冠状动脉粥样硬化斑块的显示、冠心病排查、急诊胸痛患者的排除诊断,以及冠状动脉支架和搭桥术后随访等方面有较高的应用价值。随着设备硬件和成像技术的进一步发展,CCTA的图像质量正稳步提高,而有效辐射剂量却大幅降低,图像后处理更加快捷。但是应该同时看到,国内同行对该项技术的掌握和规范化应用还有一定差距,主要体现在对患者的扫描前准备(如控制心率、呼吸培训等)不足、扫描和重建图像的参数不够规范和个性化、剂量控制的理念和意识不明确,以及诊断报告的书写不符合临床诊断需求等,这需要进行更加专业化的培训。

与国外高水平的科研工作相比,国内的差距似乎更加明显。更多注重依赖设备更新带来的新技术研究,这些研究多半是重复性的,不具有创新性。对于CT技术在冠心病的发病规律和预后等方面缺乏系统的、循证医学方法指导下的前瞻性随机研究,比如上述的尚未形成共识的3个研究方向,特别是高危无症状人群冠状动脉斑块的发生和演变规律,以及易损斑块的研究,应该是未来重点的研究方向。

来源:中华放射学杂志2011年10月第45卷第10期903-907页

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