冠状动脉CT血管成像综合评估斑块的研究进展
2016-04-06郭道通孙占国王彦富李清贤
郭道通 ,孙占国 ,王彦富 ,李清贤
(1 济宁医学院,山东济宁 272029;2 济宁医学院附属医院)
冠状动脉CT血管成像综合评估斑块的研究进展
郭道通1,孙占国2,王彦富2,李清贤2
(1 济宁医学院,山东济宁 272029;2 济宁医学院附属医院)
摘要:冠状动脉易损斑块是导致急性冠脉综合征发生的主要危险因素,其在形态上与稳定斑块截然不同,早期识别并干预极为重要。冠状动脉CT血管成像作为一种无创性检查方式可以从形态学和功能性两个方面对斑块进行综合评估,可对早期诊断急性冠状动脉事件提供参考。
关键词:冠状动脉疾病;动脉粥样硬化;易损斑块;冠状状脉CT血管成像
目前许多学者认为,临床上识别动脉粥样硬化易损斑块的可靠手段是光学相干断层显像(OCT)和血管内超声(IVUS);二者不仅能判断管腔的狭窄程度,还能观察血管外弹力膜及管腔的情况,提供斑块的大小、形态、分布、性质等信息[1]。但是,OCT与IVUS均为有创检查、风险大、费用高,其临床广泛应用受到限制。CT血管成像有着较高的时间和空间分辨率,在判断管腔狭窄程度的同时还能从形态学、功能学两方面综合评估斑块,且操作简单、无创,检查价格适中。现就冠状动脉CT血管成像(CCTA)综合评估斑块的研究进展综述如下。
1CCTA对斑块形态的评估
1.1斑块体积Nakazato等[2]以IVUS作为参照标准来评价CCTA手动测量冠状动脉斑块体积等指标的准确性,表明CCTA所得结果与IVUS相关性良好,两种方法检查结果差异无统计学意义。有学者将初次发生急性冠脉综合征(ACS)的非ST段抬高性心肌梗死患者或不稳定型心绞痛患者的斑块与稳定型心绞痛患者斑块相比较,发现前者非钙化斑块体积较后者大,而钙化斑块体积无明显差异[3],表明非钙化斑块体积与斑块稳定性之间存在相关性。另有学者通过CCTA检查不稳定型心绞痛患者的破裂斑块与未破裂斑块的体积,结果表明前者体积比后者大[4]。Motoyama等[5]的研究也证实了以上观点,他们对1 059例稳定型心绞痛患者应用CCTA对斑块随访(27±10)个月,结果发现体积较大的斑块更容易进展为ACS。也有研究表明,与没有进展为ACS的斑块相比,进展为ACS的患者总斑块体积相对较大,非钙化斑块的体积也相对较大[6]。因此,应用CCTA检测非钙化斑块体积,对未来心血管事件有很好的预测作用。
1.2餐巾环征(NRS)NRS是由于非钙化斑块中心低密度区被周围环状稍高衰减包绕形成,是大面积坏死斑块的特征性表现。病理学对照研究表明,NRS中心低密度区代表富含脂质的大片坏死核心,边缘高密度区代表斑块的纤维成分,而并非斑块环形强化所致。在诱发ACS的斑块及冠状动脉造影中发现的慢血流或无复流现象相关的斑块中均可见到NRS。Seifarth等[7]研究发现,NRS坏死核心的大小是非NRS的2倍,这说明NRS与坏死核心的大小独立相关。组织病理学研究表明,在造成同等狭窄程度的纤维帽斑块(TCFA)中,只有纤维帽厚度和坏死核心的大小是易损斑块的独立预测因素[8],仅凭坏死核心的面积>3.5 mm2也能识别易损斑块与稳定斑块。有学者根据CT值将非钙化斑块及混合斑块分为同质性斑块和异质性斑块,把异质性斑块再细分为有NRS的异质斑块和无NRS的异质斑块,应用CCTA评估各类斑块预测严重病变的特异性。结果表明,同质性斑块和异质性斑块识别严重病变的特异性中等,与非钙化斑块和混合斑块相当,而NRS的特异性可达98.9%[9]。此前也有报道,NRS出现在TCFA中的概率比在非TCFA中更高,其对TCFA或ACS罪犯斑块检出的特异性在96%以上;然而,其敏感性却相对较低。
1.3血管正性重构血管重构是指粥样硬化发展过程中管腔横截面积的变化[10]。血管外弹力膜向外扩张时发生正性重构,血管外弹力膜向内收缩时发生负性重构。组织病理学研究显示,血管正性重构与斑块稳定性之间有潜在联系,正性重构的血管表现为炎症标志物升高、脂质核心大、管壁缺乏平滑肌细胞。正性重构被认定为不稳定型心绞痛患者发生主要不良心血管事件的独立预测因子。Tauth等[11,12]研究发现,血管重构模式与斑块成分有关,软斑块与正性重构有关,而纤维钙化斑块常与血管的负性重构有关。多层螺旋CCTA能够显示斑块处及邻近正常血管段的血管边缘,并可对相应血管轮廓内面积进行测量,因此可以用来计算血管重构指数(RI)。Schmid等[13]将RI>1.05定义为正性重构,而Inoue等[14]则将RI>1.10定义为正性重构。Gauss等[15]在他们的一项研究中对上述RI的两种取值进行对照,结果发现CCTA易高估RI,用RI>1.05作为正性重构的标准,敏感性为100%,特异性为45%,易造成部分假阳性,应用 RI>1.10作为正性重构的标准,敏感性为83%,特异性为78%,虽然降低了敏感性,但整体考虑可能更适合作为CCTA评价斑块正性重构的标准。多项与IVUS对照的研究表明,CCTA对斑块处血管面积测值偏大,对斑块两端参考血管面积测量与IVUS无差异,造成了CCTA对RI值的高估,但所测RI与IVUS结果仍有较好的相关性[15]。因此,目前首选1.10作为重构指数阈值。
2CCTA对斑块功能的评估
2.1内皮剪切应力(ESS)ESS是指血流与血管壁内皮摩擦产生的切线力。在ESS比较低的地方,即低速血流段、湍流、紊乱血流段,NO的生成减少,LDL的吸收增加,引起炎症反应,内皮细胞启动促粥样硬化基因表达,导致高危斑块形成。在ESS比较高的地方,内皮细胞表达粥样硬化保护基因,维持斑块稳定。然而,在斑块狭窄部位,高ESS会使斑块稳定性降低,更易破裂[16]。Samady等[17]应用虚拟组织学IVUS对20例非梗阻性冠心病患者的前降支进行6个月的随访发现,低ESS段斑块面积和坏死核心增大,发生负性重构;高ESS段形成了更大的坏死核心,纤维和纤维脂肪组织形成,发生正性重构,提示斑块向不稳定发展。这表明低ESS促进易损斑块的发展,高ESS促进易损斑块的破裂。在一个探究性研究中,ESS-CCTA参数被应用于虚拟健康管腔,预测斑块出现的位置,结果显示低ESS是斑块形成的先决条件,然而其单独存在不足以预测未来斑块的形成位置[18]。
2.2血流储备分数(FFR)FFR是指冠状动脉狭窄时血管的最大血流量与假设不存在管腔狭窄情况下血管的最大血流量,主要通过测量冠状动脉最大扩张状态下狭窄部位远端压力与主动脉根部压力的比值获得。目前大量研究认为,FFR>0.8不存在功能性缺血,称为FFR阴性;FFR在<0.75~0.8时血管存在缺血,称FFR阳性。组织病理学研究显示,70%的破裂斑块在破裂前引起管腔重度狭窄,另外25%破裂前引起中度狭窄、5%破裂前引起轻度狭窄[19]。对心源性猝死患者未破裂的TCFA评估结果显示,40%的患者引起了管腔重度狭窄,由于这部分患者常伴心绞痛,一般会得到积极治疗。50%的患者引起管腔中度狭窄,仅有半数(即25%)FFR为阳性,表现出缺血的症状,可能得到合适的治疗;余25%FFR阴性,虽不易表现出缺血症状,但斑块可能很大,存在较高风险。因此引起管腔中度狭窄的TCFA是CCTA检查的合理目标,其中FFR阳性的TCFA应积极治疗。另10%引起管腔轻度狭窄,风险相对较低,需定期随访观察[19]。
目前,虽然CCTA检测技术在不断发展,但仍不能评估易损斑块的所有诊断要点及易损因素,综合斑块的形态学特征和功能学数据提供新的无创性检查评估易损斑块,对早期诊断急性冠状动脉事件有重要意义。
参考文献:
[1] Fujii K, Hao H, Ohyanagi M, et al. Intracoronary imaging for detecting vulnerable plaque[J]. Circ J, 2013,77(3):588-595.
[2] Nakazato R, Shalev A, Doh JH, et al. Quantification and characterisation of coronary artery plaque volume and adverse plaque features by coronary computed tomographic angiography: a direct comparison to intravascular ultrasound[J]. Eur Radiol, 2013,23(8):2109-2117.
[3] Dey D, Achenbach S,Schuhbaeck A, et al. Comparison of quantitative atherosclerotic plaque burden from coronary CT angiography in patients with first acute coronary syndrome and stable coronary artery disease[J]. J Cardiovasc Comput Tomogr, 2014,8(5):368-374.
[4] Madder RD, Chinnaiyan KM, Marandici AM, et al. Features of disrupted plaques by coronary computed tomographic angiography:correlates with invasively proven complex lesions[J]. Circ Cardiovasc Imaging, 2011,4(2):105-113.
[5] Motoyama S, Sarai M, Harigaya H, et al. Computed tomographic angiography characteristics of atherosclerotic plaques subsequently resulting in acute coronary syndrome[J]. J Am Coll Cardiol, 2009,54(1):49-57.
[6] Versteylen MO, Kietselaer BL, Dagnelie PC, et al. Additive value of semiautomated quantification of coronary artery disease using cardic computed tomographic angiography to predict future acute coronary syndrome[J]. J Am Coll Cardiol, 2013,61(22):2296-2305.
[7] Seifarth H, Schlett CL, Nakano M, et al. Histopathological correlates of the napkin-ring sign plaque in coronary CT angiography[J]. Atherosclerosis, 2012,224(1):90-96.
[8] Finn AV, Nakano M, Narula J, et al. Concept of vulnerable/unstable plaque[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol, 2010,30(7):1282-1292.
[9] Maurovich-Horvat, P, Schlett CL, Alkadhi H, et al. The napkin-ring sign indicates advanced atherosclerotic lesions in coronary CT angiography[J]. JACC Cardiovasc Imaging, 2012,5(12):1243-1252.
[10] Ozaki Y, Okumura M, Ismail TF, et al. Coronary CT angiographic characteristics of culprit lesions in acute coronary syndromes not related to plaque rupture as defined by optical coherence tomography and angioscopy[J]. Eur Heart J, 2011,32(22):2814-2823.
[11] Tauth J, Pinnow E, Sullebarger JT, et al. Predictors of coronary arterial remodeling patterns in patients with myocardial ischemia[J]. Am J Cardiol, 1997,80(10):1352-1355.
[12] Ito T, Terashima M, Kaneda H, et al. Comparison of in vivo assessment of vulnerable plaque by 64-slice multislice computed tomography versus optical coherence tomography[J]. Am J Cardiol, 2011,107(9):1270-1277.
[13] Schmid M, Pflederer T, Jang IK, et al. Relationship between degree of remodeling and CT attenuation of plaque in coronary atherosclerotic lesions: an in-vivo analysis by multi-detector computed tomography[J]. Atherosclerosis, 2008,197(1):457-464.
[14] Inoue K, Motoyama S, Sarai M, et al. Serial coronary CT angiography-verified changes in plaque characteristics as an end point: evaluation of effect of statin intervention[J]. JACC Cardiovasc Imaging, 2010,3(7):691-698.
[15] Gauss S, Achenbach S, Pflederer T, et al. Assessment of coronary artery remodelling by dual-source CT: a head-to-head comparison with intravascular ultrasound[J]. Heart, 2011,97(12):991-997.
[16] Wentzel JJ, Chatzizisis YS, Gijsen FJ, et al. Endothelial shear stress in the evolution of coronary atherosclerotic plaque and vascular remodelling: current understanding and remaining questions[J]. Cardiovasc Res, 2012,96(2)234-243.
[17] Samady H, Eshtehardi P, McDaniel MC, et al. Coronary artery wall shear stress is associated with progression and transformation of atherosclerotic plaque and arterial remodeling in patients with coronary artery disease[J].Circulation, 2011,124(7):779-788.
[18] Rikhtegar F, Knight JA, Olgac U, et al. Choosing the optimal wall shear parameter for the prediction of plaque location-A patient-specific computational study in human left coronary arteries[J]. Atherosclerosis, 2012,221(2):432-437.
[19] Narula J, Nakano M, Virmani R, et al. Histopathologic characteristics of atherosclerotic coronary disease and implications of the findings for the invasive and noninvasive detection of vulnerable plaques[J]. J Am Coll Cardiol, 2013,61(10):1041-1051.
(收稿日期:2015-08-20)
中图分类号:R5414
文献标志码:A
文章编号:1002-266X(2016)05-0094-03
doi:10.3969/j.issn.1002-266X.2016.05.040
通信作者:李清贤(E-mail:Liqingxian1956@126.com)
基金项目:山东省高等学校科技计划项目(J14LL54)。