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心血管CT在評估冠脈疾病風險評估中的價值

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2024年12月22日 04:23

心臟CT（CCT）成像改變了個體冠狀動脈疾?。–AD）風險的檢測、特征和分層。從歷史上看，冠心病的評估是以癥狀和心肌缺血的粗略測量為指導，運動心電圖（ExECG）和其他負荷試驗的敏感性和特異性有限。這些提供了較差的診斷和預后價值。因此，有創(chuàng)冠狀動脈造影（ICA）成為診斷冠心病的金標準。然而，ICA有很大的局限性。首先，就心肌缺血而言，二維成像無法評估狹窄的血流動力學后果。第二，ICA“管腔圖”不能顯示血管壁的疾病。使用超聲（IVUS）或光學相干斷層掃描（OCT）進行的血管內(nèi)成像顯示，冠狀動脈管腔的血管造影評估嚴重低估了冠狀動脈斑塊的存在、性質(zhì)和范圍。

今天我們分享一篇文獻，聊一聊冠狀動脈疾病的心血管CT技術(shù)。

CCT的發(fā)展

CAD的CCT成像最初量化冠狀動脈鈣化，因為它在CT圖像上很容易檢測到，并量化以生成冠狀動脈鈣化評分（CACS），該評分代表CAD的存在和程度的替代標記。長期隨訪的大型研究證實了CAC作為人群心血管風險預測指標的實用性。然而，CAC對個別患者的預測能力有限。CAC非常低或為零是令人放心的結(jié)果，具有臨床價值，但年齡和其他風險因素是CAC的主要驅(qū)動因素，因此，大多數(shù)心血管風險較高的中老年患者的CAC升高。雖然隨著時間的推移，CAC增加與不良后果的可能性增加相關(guān)，但個體患者的CAC變化不一定反映出風險的重大變化。一個引人注目的例子是，盡管他汀類藥物顯著降低了心血管風險，但他汀類藥物治療增加了CAC。這支持了斑塊鈣化可能反映斑塊穩(wěn)定性的觀點，非鈣化斑塊是心血管事件的基礎，并決定個體心血管風險。

冠狀動脈CT血管造影（CCTA）改變了CAD的無創(chuàng)評估，使冠狀動脈管腔、狹窄和斑塊特征在三維（3D）中可視化。這些數(shù)據(jù)現(xiàn)在可以在低X射線照射（通常與CAC相當）和短采集時間內(nèi)獲得，從而減少屏氣或β受體阻滯劑治療以降低心率的需要。然而，國際上各個中心之間的方案優(yōu)化仍然存在巨大差異。

CCTA的臨床應用得到了許多大型多中心研究的支持。在PROMISE研究中，超過10,000名出現(xiàn)胸痛的患者被隨機分為CCTA或缺血試驗組。事實證明，CCTA比缺血試驗更有效地識別患有嚴重CAD的患者，并更能預測不良心血管事件。CCTA減少了接受ICA治療后發(fā)現(xiàn)沒有重大疾病的人數(shù)。在評估CCTA作用的SCOT-HEART研究中，85%的參與者在隨機化之前接受了ExECG測試。雖然ExECG異常是冠狀動脈血運重建需求和心血管風險的有力預測因子，但CCTA在確定心血管死亡或非致命性心肌梗死（MI）方面具有更大的預測能力。ExECG的局限性在于其檢測顯著CAD的靈敏度較低（~0.40）。

正如最近的缺血試驗所示，目前使用缺血試驗量化心血管風險的非侵入性成像策略價值有限。缺血試驗的目的是比較缺血試驗陽性的4000名以上患者的最佳藥物治療（OMT）和冠狀動脈血運重建。OMT在減少總體心血管事件方面與血管重建一樣有效。該試驗要求所有患者在隨機分組前接受CCTA，以排除左主干疾病，并排除假陽性功能測試。缺血試驗的亞組分析表明，CCTA在預測不良事件方面優(yōu)于缺血試驗。事實上，缺血的嚴重程度并不能預測死亡率，在CCTA上校正CAD的程度后，缺血嚴重程度與非致命性心肌梗死之間的關(guān)聯(lián)消失。

與常規(guī)臨床護理相比，SCOT-HEART試驗測試了早期CCTA對胸痛患者的臨床影響，這也支持了從缺血試驗向非缺血試驗的轉(zhuǎn)變。CCTA在5年內(nèi)減少了主要的心血管不良事件，但缺血冠狀動脈血運重建率沒有總體增加，僅在CCTA后的第一年更高。這一益處與接受CCTA的患者使用最佳藥物治療的顯著增加有關(guān)，表明無論是否可檢測到缺血，對患有嚴重CAD的患者進行有針對性的藥物治療可顯著降低未來不良心血管事件的可能性。因此，缺血試驗在評估癥狀及其與冠狀動脈狹窄的關(guān)系方面最有用，而不是預測心血管風險。

CCT在心血管疾病診斷和風險評估中的應用現(xiàn)狀

作為這些開創(chuàng)性試驗的結(jié)果，CCTA越來越多地被用作胸痛患者的一線檢查，用于診斷和指導管理策略。在美國，每年有100萬名胸痛患者（3%的初級保健就診，5%的急診就診），在經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（OECD）國家執(zhí)行了100萬個CCTA檢查。據(jù)估計，到2025年，全球所有CT掃描中的10%–15%將是CCTA，CT硬件制造商現(xiàn)在正在生產(chǎn)主要專注于執(zhí)行CCTA的CT設備，以使這項技術(shù)在醫(yī)療系統(tǒng)中更容易獲得且更具成本效益。

2010年，英國國家健康與臨床卓越研究所（NICE）建議將CCTA作為近期胸痛患者（NICE CG95）的一線檢查。2019年8月發(fā)布的歐洲心臟病學會指南將CCTA升級為具有最高證據(jù)水平（1級）的一線檢查，作為冠心病臨床可能性低至中度的患者的初始檢查，代表大多數(shù)胸痛患者。2021年美國指南也反映了CCTA的效用增加，尤其是在年輕人中。

除了CAD的存在和程度（通過管腔狹窄和動脈壁斑塊特征評估）之外，CCTA生成了對患者具有可操作臨床重要性的重要附加信息。狹窄的功能意義可通過計算流動力學或機器學習技術(shù)計算得出FFRCT，一些研究顯示ICA和冠狀動脈內(nèi)壓力導絲檢查的需求適度減少。然而，在預測試驗中，接受CCTA作為一線檢查的患者沒有從FFRCT或后續(xù)ICA的減少中獲得額外的益處，并且醫(yī)療成本增加了20%。相比之下，在可能患有冠心病的患者中廣泛使用CCTA具有成本效益，并且不會推動ICA使用率的總體增加。

CCTA可以量化冠狀動脈斑塊的范圍、分布和特征，但即使這樣也不足以對個體進行最佳風險預測。眾所周知，大多數(shù)急性心肌梗死繼發(fā)于冠狀動脈斑塊侵蝕或破裂的小血管阻塞。這與潛在冠狀動脈斑塊的生物學有關(guān)，尤其是炎癥。在PROMISE試驗中，54%的不良事件發(fā)生在無明顯狹窄的患者身上，而有明顯狹窄的患者僅占接受CCTA人群的12%。因此，在接受CCTA的人群中，超過一半的心血管不良事件總風險不是通過冠狀動脈狹窄來確定的。這一限制是導致不良心血管結(jié)局的“殘余風險”的驅(qū)動因素，盡管根據(jù)目前的建議，人們?nèi)耘芾硇难芗膊。–VD）。

CCTA可以識別具有與高風險相關(guān)的斑塊特征的患者，如低密度斑塊、餐巾環(huán)征、正性重構(gòu)和點狀鈣化（圖1）；然而，這些僅為個別患者提供了適度的增量信息。在PROMISE和SCOT-HEART試驗中研究了高危斑塊（HRP）特征的預測價值。在PROMISE研究中，4400名患者中約有700名（約15%）在CCTA上存在HRP，HRP與更多不良心血管事件相關(guān)（6.4%對2.4%；HR2.73,95%?CI 1.89至3.93），盡管主要心血管不良事件（MACE）終點包括血運重建，但這可能無法反映HRP在狹窄嚴重程度以上的附加值。然而，大多數(shù)HRP患者沒有心血管事件，而許多沒有HRP的患者有，這表明HRP對CCTA的預測價值有限。事實上，在CCTA上確定的1019個HRP中，只有24個隨后發(fā)生的非致命性心肌梗死，這表明在單個時間點確定的單個斑塊相關(guān)心血管事件的絕對風險極低。

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圖1 CCTA上的高危斑塊特征。（A）斑塊（黃線）的正性重構(gòu)，通過向外重塑血管的粥樣化壁來維持冠狀管腔（白線）。（B）低密度斑塊（<30?HU）（白色箭頭）。（C）點狀鈣化（白色箭頭）。（D）餐巾環(huán)征（管腔-白色虛線，斑塊-黃色箭頭）。

這一觀察結(jié)果與其他CCTA和IVUS研究一致。在SCOT-HEART試驗中，在1769名參與者中的608名中檢測到1376個CCTA HRP特征。具有HRP特征的受試者在隨訪期間發(fā)生不良心臟事件的可能性增加，但風險的絕對增加非常小（HRP組為4.1%，無HRP組為1.4%）。重要的是，超過三分之一的事件發(fā)生在沒有HRP特征的受試者身上。一項更詳細的分析表明，低密度斑塊負荷是預測不良事件的最具體HRP特征。

前瞻性研究使用虛擬組織學IVUS（VH-IVUS）對急性冠脈綜合征（ACS）后接受ICA治療的患者的所有三條主要冠狀動脈中的冠狀動脈斑塊進行成像。在594個斑塊中確定了VH-IVUS（薄帽纖維粥樣瘤）的20個HRP特征，但只有6名患者隨后在3.4年內(nèi)發(fā)生心肌梗死。PROSPECT II研究將VH-IVUS與冠狀動脈內(nèi)近紅外光譜相結(jié)合，以評估富含脂質(zhì)的斑塊。在大約900名ACS患者的3600多個非犯罪病變中，有21個斑塊負荷大和富含脂質(zhì)的斑塊與事件發(fā)生的可能性增加有關(guān)。然而，在3.7年的隨訪中，只有78個非犯罪病變引起了不良事件。這些和其他研究強調(diào)，任何單個斑塊部位的“脆弱”斑塊、破裂或侵蝕與臨床事件之間的關(guān)系非常微弱。最近的發(fā)現(xiàn)強調(diào)了血管壁細胞炎癥機制作為疾病進展和事件風險驅(qū)動因素的重要性。

CCTA顯示出對其他健康個體進行早期風險評估的巨大前景；然而，為了在心血管風險預測中獲得更高的準確性，CAD的無創(chuàng)性評估需要通過FFRCT識別的不僅僅是冠狀動脈斑塊、狹窄程度、HRP特征和功能性重要病變的存在。為了提高對未來不良心血管事件預測的需求，CCTA數(shù)據(jù)集需要確定導致疾病和事件的局部生物過程，如炎癥。冠狀動脈炎癥是CAD進展的主要因素，也是導致不良臨床事件的高危斑塊的關(guān)鍵決定因素，此外還有狹窄、血流受限或不良斑塊特征。

脂肪組織成像識別心血管炎癥

冠狀動脈血管周圍脂肪組織成像（PVAT）已成為冠狀動脈壁炎癥成像的一項有前途的技術(shù)。最近的一個關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)是PVAT“感知”冠狀動脈壁炎癥的存在。這些信號轉(zhuǎn)導PVAT分化的變化，導致脂肪細胞更小、脂質(zhì)含量更少，對應于脂肪細胞基因表達的轉(zhuǎn)錄組學變化、更大的炎性細胞浸潤和更高的組織含水量。這些變化改變了冠狀動脈周圍3D分布中的組織衰減值，可以使用CCTA檢測到，從而能夠從PVAT衰減中衍生出新的成像生物標記物，作為冠狀動脈炎癥的標記物。這些變化可以前瞻性地或回顧性地測量，使其成為一種易于獲取的技術(shù)。PVAT衰減的簡單測量需要對解剖學、技術(shù)因素、患者和臨床變量進行校正。然而，在不同患者組中使用類似技術(shù)進行的研究中，測量冠狀動脈周圍脂肪衰減變化的有效性得到了重現(xiàn)?，F(xiàn)在有一種取得CE標記的醫(yī)療設備-CaRi Heart，用于量化常規(guī)CCTA的脂肪衰減指數(shù)（FAI）評分，提供冠狀動脈炎癥的每支血管讀數(shù)，并將FAI評分與臨床因素結(jié)合起來，生成個性化的風險評估。

CRISP-CT研究使用1872名患者（來自德國Erlangen）的衍生隊列和2040名患者（來自美國克利夫蘭診所）的驗證隊列證明了PVAT成像的臨床價值，這些患者接受了CCTA，并進行了中位數(shù)為9年的隨訪。校正人口統(tǒng)計學和臨床風險因素，以及CCTA中確定的冠狀動脈斑塊后，PVAT衰減增加（大于計算的臨界值）?70.1 HU），根據(jù)CCTA指數(shù)，隨后全因死亡率的相對風險約為3倍，心血管死亡的風險約為7倍，急性心肌梗死的風險約為5倍。在CCTA上有HRP特征的患者中，在正電子發(fā)射斷層成像（斑塊炎癥的標志物）上18F氟化鈉攝取增加的患者中，血管周圍脂肪衰減增加。此外，與冠狀動脈炎癥相關(guān)的異常PVAT衰減似乎是動態(tài)的。例如，急性心肌梗死患者經(jīng)皮冠狀動脈介入治療后病變附近的PVAT衰減在急性事件發(fā)生后迅速恢復正常。在開始他汀類藥物治療或銀屑病等情況下的抗炎治療后，PVAT衰減也恢復正常。

將來自CCTA的冠狀動脈PVAT炎癥與HRP特征相結(jié)合，可以進一步了解“生物”與“結(jié)構(gòu)”信息對心血管風險預測和理解CAD發(fā)病機制的相對重要性（圖2）。最近對CRISP-CT研究的一項分析將3912名患者歸類為至少有一個HRP特征，或者相對于已確定的HRP臨界值，F(xiàn)AI高或低于?70.1HU。即使在沒有HRP特征的患者中，F(xiàn)AI仍然是心血管不良結(jié)果的高度顯著預測因子。此外，即使在沒有HRP特征的患者中，高FAI標記的風險程度也高于低FAI患者中存在HRP特征所帶來的風險。與最低風險組相比，高FAI和HRP特征的總風險大大增加了約7.3倍（96% CI為3.4倍至15.8倍）。這些發(fā)現(xiàn)表明，在具有HRP特征的患者中，高FAI可識別一個小但非常高風險的亞組。然而，F(xiàn)AI的新預測能力在絕大多數(shù)患者中更為明顯，這些患者在CCTA上沒有HRP特征，但心血管風險有很高的臨床可操作性增加（圖3）。這一觀察結(jié)果反映了在明顯的“低風險”個體中，無法檢測到的冠狀動脈炎癥在驅(qū)動心血管事件中的重要性，并強調(diào)了冠狀動脈炎癥的額外預測價值，以及驅(qū)動與高敏C反應蛋白等全身炎癥標志物相比，血管壁動脈粥樣硬化風險的復雜細胞過程。

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圖2 由CCTA評估CAD特征。（A）無鈣化，管腔顯著狹窄（70%–99%），（B）FFR CT 表明病變處存在顯著的FFR降低。（C）血管周圍脂肪組織的低脂肪衰減指數(shù)（FAI）（主要為黃色陰影），而血管造影相似的冠狀動脈段顯示血管周圍脂肪組織的低衰減區(qū)域（紅藍色），表明炎癥和未來心血管事件的高風險，盡管沒有明顯的管腔動脈粥樣硬化。

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圖3 使用血管周圍脂肪衰減指數(shù)（FAI）檢測冠狀動脈炎癥并預測心血管風險。右冠狀動脈近端FAI高或低的患者（高FAI>?70.1?HU，低FAI<?70.1?HU），有或沒有CCTA上確定的高危斑塊（HRP）特征。

通過CCTA成像的冠狀動脈周圍脂肪組織對FAI進行評估，有可能從CCTA中獲得反映心血管風險相關(guān)分子變化的其他生物標記物。“放射轉(zhuǎn)錄組學”方法用于從脂肪組織活檢的CT圖像中獲得FAI，該方法對脂肪組織基因表達進行轉(zhuǎn)錄組學分析，現(xiàn)在已被擴展，以獲得反映纖維化和血管形成的新特征。例如，冠狀動脈周圍脂肪組織結(jié)構(gòu)的新放射特征與纖維化（COL1A1表達）和血管形成（CD31表達）有關(guān)。除了傳統(tǒng)的風險分層（包括臨床風險因素、CAC、冠狀動脈狹窄和HRP特征）外，這些特征顯著改善了SCOT-HEART試驗中1575名參與者對心血管不良事件的預測。

FAI提供了一個強大、方便且臨床適用的工具，根據(jù)臨床實踐中常規(guī)進行的CCT掃描對心血管風險進行分層。它有可能重新劃分CVD風險和治療分配，導致更早和更好的CVD診斷和治療，從而降低CVD死亡率和發(fā)病率，提高成本效益，減輕CVD的經(jīng)濟負擔。

最近的一個算法表明，在接受CCTA的患者中納入FAI分析可以改善風險分層和臨床管理途徑。目前接受CCTA的大多數(shù)人被標記為“低風險”，但許多人繼續(xù)發(fā)生冠狀動脈事件。在CCTA上發(fā)現(xiàn)的異常FAI可將患者重新分類為“高風險”，并提供更個性化的預防管理。相反，在常規(guī)CCTA標記為“正?！钡幕颊咧校虵AI可以提供額外的保證。CCTA顯示有嚴重CAD的患者應該已經(jīng)接受常規(guī)藥物治療，但這組患者的心血管事件繼續(xù)發(fā)生，反映出“殘余風險”。FAI可以幫助改善對CCTA顯示有嚴重CAD的患者的管理，即使在使用常規(guī)藥物治療后也是如此。FAI升高可以識別仍處于高風險的患者，并使新型抗炎療法的使用更具成本效益。

非侵入性檢測冠狀動脈炎癥的能力，開啟了了解早期CAD的驅(qū)動因素的可能性，以防止動脈粥樣硬化斑塊的進展，而不是導致顯著的心血管風險。CAD在生命早期就開始了，炎癥是由暴露于潛在可改變的風險因素驅(qū)動。雖然年輕人發(fā)生重大心血管事件的絕對風險較低，但在心血管事件發(fā)生之前的許多年里，CAD在整個生命過程中都會悄無聲息地進展著。人群中的許多人都有CAD發(fā)展的加速軌跡，可以從生命早期識別和更積極主動地實施預防措施中受益。這些建議目前僅限于關(guān)于吸煙、膽固醇、血壓和生活方式的一般健康建議。冠狀動脈炎癥現(xiàn)在被認為是早期疾病發(fā)病機制中的一個主要因素，并受到典型的心血管風險因素的影響，如肥胖、全身炎癥和遺傳易感性。即使在年輕患者中，通過冠狀動脈周圍脂肪組織成像進行冠狀動脈炎癥的無創(chuàng)檢測也是可行的，其意義將是未來研究的一個重點。這些將提高對早期動脈粥樣硬化病理生理學的理解，并作為個性化預防方法的一部分，指導早期風險因素治療的時機和選擇。注重預防是當前國家衛(wèi)生服務長期計劃的核心。

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圖4 顯示了冠狀動脈斑塊、冠狀動脈狹窄和血管周圍脂肪組織的CT衍生參數(shù)的比較特征。

結(jié)論

CCTA已成為研究潛在CAD引起的胸痛和評估心血管風險的首選非侵入性方法。技術(shù)進步和患者路徑的重新調(diào)整使CCTA成為CAD評估的一線檢查手段（圖4）。CCTA可以識別斑塊，評估狹窄，從功能模型推斷缺血的存在，并識別與未來臨床事件相關(guān)的高危斑塊特征。然而，即使是這些進展對心血管風險的全面分層也不夠敏感。許多有“令人放心”的CCTA發(fā)現(xiàn)的患者，目前無法預測未來會出現(xiàn)MACE的高風險，反映了當前成像技術(shù)無法看到的“殘余風險”。血管周圍脂肪衰減是一種新的冠狀動脈炎癥生物標志物，可通過常規(guī)CCTA進行評估。它有可能預測冠狀動脈風險，超越斑塊特征或狹窄，并且能夠?qū)ο喈敶蟊壤幕颊哌M行重新分類。這項新技術(shù)對心血管風險分層以及個人和人群心血管風險預防的新方法具有重要意義。

文獻原文：Channon KM, Newby DE, Nicol ED, Deanfield J. Cardiovascular computed tomography imaging for coronary artery disease risk: plaque, flow and fat. Heart. 2022 Jan 12:heartjnl-2021-320265. doi: 10.1136/heartjnl-2021-320265. 僅供專業(yè)人士交流目的，不用于商業(yè)用途。

2022年3月21日

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