基于CCTA的不同影像学参数在CAD患者预后评估中的研究进展

庞智英 杨飞 苏亚英 宋德领 崔书君

(1.河北北方学院研究生院，河北 张家口 075000； 2.河北北方学院附属第一医院放射科，河北 张家口 075000)

近年来冠状动脉CT血管成像(coronary artery computed tomography angiography，CCTA)已成为诊断冠状动脉疾病(coronary artery disease，CAD)最常用的无创影像技术。CCTA通过提供关于冠状动脉斑块成分和斑块形态的详细信息，不仅能准确地分析和评估冠状动脉狭窄程度、斑块负荷和容积指数，还可有效地识别高危斑块，从而为临床预后提供有价值的信息。心肌CT灌注成像(computed tomography perfusion imaging，CTP)和基于CT的血流储备分数(CT derived fractional flow reserve，CT-FFR)的应用能进一步改善对未来主要不良心血管事件(major adverse cardiovascular events，MACE)的风险评估[1-6]。现就CCTA斑块特征定量参数、冠状动脉容积指数和冠状动脉血流动力学参数在CAD患者预后评估中的价值进行综述。

1 CCTA斑块特征定量参数的预测价值

近年来，随着CCTA斑块精确定量分析技术的逐步应用，CCTA不仅用于评估冠状动脉的狭窄程度，而且能进一步量化冠状动脉斑块成分和斑块形态(高危斑块)等定量参数，与单独使用临床危险因素相比，联合临床危险因素和斑块定量分析的CCTA多参数预后模型显著地提高了对CAD患者MACE(心脏性死亡、心肌梗死和非计划性血运重建)的预测能力[7]。多项验证研究将CCTA与超声内镜和有创冠状动脉造影等有创检查手段进行比较，证实CCTA在冠状动脉斑块成像中的关键作用[8-9]。

1.1 冠状动脉斑块负荷

冠状动脉斑块负荷(某血管的斑块总体积/血管总体积)是CAD患者冠状动脉粥样硬化进展和MACE的独立预测指标，有助于改善CAD的风险分层及指导个体化预防治疗[10-12]。陆晓晨等[12]探讨了冠状动脉斑块负荷对急性ST段抬高型心肌梗死老年患者预后的预测价值，结果发现，与出院后1年内未发生MACE的患者相比，发生MACE的患者斑块负荷明显升高。研究表明，斑块负荷是急性ST段抬高型心肌梗死老年患者MACE复发的危险因素。

近年来，很多研究通过CCTA的解剖学评分系统来评估斑块负荷以提高CCTA对CAD预后的预测价值。冠状动脉钙化(coronary artery calcium，CAC)评分是冠状动脉粥样硬化总斑块负荷的替代指标[13]，通常在对斑块预后方面比传统的危险因素[14]和临床风险预测方案[15]有更高的增量预测价值。大量研究证明，CAC评分是无症状的中低危患者MACE的可靠预测指标，随着CAC评分的增高，MACE的发生风险也会增加[14，16-17]，有助于心血管疾病患者的风险分层[16-18]。目前的欧美指南都强调了CAC评分在改善无症状患者风险评估中的重要性。2019年美国心脏病学会/美国心脏协会预防指南建议中等风险(7.5%≤10年心血管疾病风险<20%)或处于临界风险(5%≤10年心血管疾病风险<7.5%)的特定成年人可进行CAC评分测定，从而指导个性化管理决策[19]。在这些低中风险人群中，CAC评分可将一部分人的风险等级进行重新划分。因此，2019年欧洲血脂管理指南提出，在无症状的低风险或中等风险人群中，可采用CCTA评估的CAC评分作为心血管风险评估的风险修正工具[20]，从而决定是否实施或推迟预防性药物(即他汀类药物和/或阿司匹林)的治疗。最近也有研究证明CAC评分对有症状CAD患者预后具有良好的预测价值。在一项对丹麦心脏登记中心的23 759例有症状CAD患者进行CCTA检查的队列研究中，Mortensen等[11]通过CAC评分对MACE的风险进行了评估，研究发现CAC评分是MACE事件和死亡风险的主要预测指标，随着CAC评分的增加，MACE发生的风险也增加。

节段狭窄评分反映了有斑块的冠状动脉节段的数量，并对狭窄的严重程度进行了加权；节段受累评分反映了与狭窄严重程度无关的有斑块的节段的数量；修正的Duke预后指数考虑了狭窄的严重程度、斑块分布和斑块位置[21]。在一项对有症状的CAD患者进行为期25个月的随访研究[21]中发现，所有这些评分参数提高了CAC评分预测患者发生急性心肌梗死风险和死亡风险的能力。此外，其他评分参数也被提出，例如基于CT的Leaman评分(CT-LeSc)[22-23]和Leiden评分[24]，通过评估斑块的位置、成分和血管狭窄程度，更好地对患者进行风险分层。CT-LeSc>5分已被证明是非阻塞性CAD患者MACE的独立预测指标，改善了非阻塞性CAD患者的预后分层[23]。在一项探讨CT-LeSc与CAD进展关系的随访研究中，Hideo-Kajita等[25]发现在由CT-LeSc评分确定的高危患者中，在7年的随访期后CT-LeSc由14.6分增加到16.9分。这一变化主要是由先前病变节段动脉粥样硬化的进展推动，同时也是由新病变(阻塞性和非钙化病变)的出现及转变导致的。然而，如何通过适当的风险因素管理和药物使用来减缓冠状动脉粥样硬化的进展还需进一步研究。另一项前瞻性多中心研究根据Leiden评分评估冠状动脉粥样硬化斑块负荷时，发现随着评分的增加，非阻塞性CAD患者发生MACE的风险也增加，而且Leiden 评分>12分的患者与节段受累评分>5分的患者发生MACE的风险相当[24]。

1.2 高危斑块特征

CCTA除了能有效地评估冠状动脉狭窄程度和斑块负荷外，还可通过分析斑块形态(即高危斑块特征)来改善心血管风险分层，为临床风险和狭窄程度的综合评估提供增量预后价值[26-27]。目前，正性重构指数(最大血管横截面与近端健康参考横截面面积之比)>1.1、低密度斑块(<30 HU)、餐巾戒指征(斑块中心为富含脂质的低密度坏死区，周围环绕高密度区)和点状钙化(钙化长度<3 mm以及角度<90 °)都被认为是高危斑块的特征[28-29]。在一项经CCTA确诊为非阻塞性CAD患者的长期随访研究中，Conte等[30]探讨了冠状动脉斑块特征与非阻塞性CAD患者MACE发生风险的相关性，研究发现在调整了其他临床变量后，冠状动脉正性重构指数>1.4(HR=3.31)、低密度斑块(HR=8.45)、斑块负荷>0.7(HR=5.25)和餐巾戒指征(HR=12.12)与发生MACE相关，有助于非阻塞性CAD患者的风险分层。然而，Senoner等[26]的研究数据表明，高危斑块中低密度斑块(<30 HU)和餐巾戒指征是MACE的独立和更特异的预测指标，并且增加了预后价值，而点状钙化和正性重构指数却不能预测MACE。此外，研究还发现高危斑块标准联合冠状动脉病变报告数据系统(CAD-RADS)及CAC评分对MACE风险的预测优于CAD-RADS联合CAC评分或单独使用CAC评分。在急性冠状动脉综合征发生前，这类具有高危斑块特征的患者往往会因为无相关临床症状或冠状动脉未出现严重狭窄而错过了最佳的诊疗时机。因此，尽早识别高危斑块能有效地减少MACE的发生。

2 冠状动脉容积指数的预测价值

基于CCTA的冠状动脉容积指数(冠状动脉容积与左心室重量之比)是一种新的影像学参数，比狭窄和斑块负荷有更独立的预后价值，最近被认为是弥漫性动脉粥样硬化的潜在指标[31-32]。Benetos等[32]首次证明了低剂量CCTA测得的冠状动脉容积指数对斑块负荷和阻塞性CAD具有独立的长期预后价值，在平均为期5.4年的随访研究中发现，冠状动脉容积指数低(<27.9 mm3/g)的患者MACE的发生率明显高于冠状动脉容积指数高的患者(17.2%vs 4.5%，P<0.001)，且节段狭窄评分和低冠状动脉容积指数是MACE的有效预测指标。此外，冠状动脉容积指数可进一步对非阻塞性CAD患者进行风险分层。在最近Taylor等[31]的一项研究中，对冠状动脉容积指数与冠状动脉造影术测量的有创血流储备分数(fractional flow reserve，FFR)进行相关分析，研究发现冠状动脉容积指数是FFR≤0.80的独立预测指标，在非阻塞性CAD患者中，冠状动脉容积指数低的患者表现出更高的缺血率(FFR≤0.80)。

3 冠状动脉血流动力学参数的预测价值

作为新兴的两种无创CT心脏功能学技术，CTP和基于CCTA影像数据应用高级计算流体力学及深度学习等方法获得的CT-FFR可同时提供冠状动脉形态学(斑块形态、斑块负荷)和冠状动脉血流动力学信息，用于指导疑似或确诊CAD患者的诊疗策略和冠状动脉血运重建的实施，减少不必要的有创检查，改善临床预后。

3.1 CTP

CTP不仅用于判断冠状动脉狭窄性病变是否导致了心肌缺血，还能定性和定量评估心肌缺血的灌注参数，如心肌血流量和心肌血容量[33]。关于CTP的预后价值和改善风险分层的初步证据已有报道。CORE320前瞻性多中心研究[1]表明，CCTA和CTP联合应用对2年内MACE发生率和无事件存活率的预测结果与有创冠状动脉造影和单光子发射计算机断层显像相结合提供的预测结果相近。然而，这项研究并未探讨CTP相对于CCTA的独立和增量预后价值。最近，有研究发现负荷动态CTP对未来MACE的预测价值高于基于CCTA的冠状动脉狭窄和临床危险因素[2-3，33]。Nakamura等[2]首次评估了动态CTP定量的心肌血流量在疑似CAD患者中的增量预后价值，该研究对332例疑似CAD患者进行了2.5年的随访，结果显示，动态CTP定量的心肌血流量是MACE的独立预测因子，对基于CCTA的冠状动脉狭窄具有增加的预后价值(HR=5.7，95%CI1.9～16.9，P=0.002)。更重要的是，CCTA联合动态CTP改善了阻塞性CAD患者的风险分层。van Assen等[3]探讨了动态CTP和CT-FFR对MACE的预后价值，该研究对入选的81例CAD患者进行了CCTA检查、动态CTP和CT-FFR分析，并分别在成像后6、12、18个月对患者进行随访，25例(31%)患者在随访期间发生了MACE。研究发现，心肌血流量指数预测MACE的HR为11.4，95%CI3.4～38.2，P<0.001，与临床危险因素、CCTA和CT-FFR相比，具有优越和独立的预测价值。

3.2 CT-FFR

近年来CT-FFR逐渐用于评估疑似或确诊CAD患者的预后，被认为是斑块进展[34]和MACE[4-5，35]的独立预测指标。ADVANCE试验研究发现CT-FFR可预测疑似或确诊CAD患者90 d的MACE，降低非阻塞性CAD患者的有创冠状动脉造影检查率[35]，1年后的随访数据亦证实，随着CT-FFR值的减低，MACE发生的风险增加[5]。有研究发现CT-FFR≤0.80通过联合不同预测指标，如CAD-RADS≥3[36]、CCTA狭窄程度≥50%及斑块特征[6]，可提高其预测MACE的能力。基于CT-FFR等血流动力学参数也可识别高危斑块和高危人群。近期的研究结果显示，在CCTA检查后1个月～2年内发生急性冠状动脉综合征的患者中，通过整合高危斑块特征与冠状动脉血流动力学信息，可提升高危斑块预测发生急性冠状动脉综合征的能力[37]，筛选出高危人群，从而减少MACE的发生。最近基于CT-FFR的无创性功能SYNTAX评分(FSSCTA)的预测价值和治疗决策指导价值也得到了验证。研究发现，随着FSSCTA评分的升高，患者发生MACE和重复血运重建的风险增高，因而FSSCTA可用于优化三支冠状动脉病变患者的风险分层和血运重建策略，以改善临床预后[38]。总之，CT-FFR 可作为CAD患者近期和远期预后评估的方法，优化患者的风险分层。

4 小结与展望

CCTA通过准确地评估冠状动脉狭窄程度、斑块形态、斑块负荷、冠状动脉容积指数和冠状动脉血流动力学等影像学参数，为CAD的治疗提供了重要的诊断和预后信息。CCTA的一个重要优势是识别非阻塞性CAD，从而对危险因素进行调整和指导预防性治疗。近年来，放射组学、机器学习和深度学习等先进的数据分析技术已逐渐用于心血管疾病的预后预测和风险评估，这些技术通过充分利用CCTA中有关解剖学和功能学的信息，对CAD进行全面评估[39]，从而提供个性化的精准诊疗。然而这些技术仍处于起步阶段，尚需大型临床试验来验证这些新的图像和数据分析技术的临床效用，从而确定是否可提高对CAD患者预后的预测价值，选出最佳评估方法。