原创赵喜同学XI区
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在年首次描述CT血管造影（CTA）之后，进一步的技术进步，例如：更强大的X射线管，更快的机架旋转速度，多个平行检测器和更小的层厚被引入，这允许冠状动脉的可视化。冠状动脉CTA已成为侵入性冠状动脉造影（ICA）诊断梗阻性冠状动脉疾病（CAD）的非侵入性替代方法。冠状动脉CTA具有出色的敏感性和阴性预测值，是排除严重冠状动脉狭窄的可靠诊断方法，并被广泛用作ICA的“看门人”。尽管如此，现代CT扫描仪不仅可以将冠状动脉腔显示为ICA，还可以显示血管壁，从而可以对动脉粥样硬化本身进行非侵入性分析。冠状动脉CTA的这种独特性质对于患者风险分层具有许多优点，而其他非侵入性测试则没有。冠状动脉CTA目前也是评估非梗阻性CAD的唯一非侵入性成像模式。
急性冠状动脉综合征（ACS）患者的尸体研究表明，斑块形态在ACS发展中起着至关重要的作用。大约一半的斑块破裂发生在直径小于50%狭窄的病变部位，斑块形态评估似乎与狭窄评估同样重要。此外，最近的研究表明，冠状动脉斑块负荷也对全因死亡率有实质性影响。由于其容积成像能力，冠状动脉CTA描绘的动脉粥样硬化病变数量约为ICA的两倍，因此基于动脉粥样硬化斑块负荷的风险评估可能是冠状动脉CTA的独特能力。
我们的目标是回顾目前关于使用冠状动脉CTA进行狭窄，定性斑块形态，斑块负荷和复合斑块负荷评分评估的文献，并检查它们对患者发病率和死亡率的影响。
冠状动脉CTA斑块形态评估
动脉粥样硬化是由内膜中低密度脂蛋白（LDL）沉积引起的。随着脂质的氧化，引发炎症反应，其特征在于巨噬细胞吞噬氧化的LDL颗粒，从而变成泡沫细胞。遗传和环境因素知之甚少，导致炎症进一步沉积，导致细胞外基质恶化和细胞死亡。这些过程导致不同的斑块形态，已经在组织学样本上确定，并提出了易损斑块的概念。亚毫米各向同性分辨率冠状动脉CTA不仅能够成像管腔，还能够成像冠状动脉壁，从而可以对冠状动脉粥样硬化进行非侵入性形态学评估。
斑块组成
根据病变中钙的量，冠状动脉斑块可分为：非钙化，部分钙化或钙化（图1）。大型多中心队列，如临床结果的冠状动脉CTA评估国际多中心（CONFIRM）研究，研究了斑块成分对全因死亡率的预后价值。根据例疑似CAD患者的2年生存数据，部分钙化或钙化斑块的节段数量对死亡率有显着影响（危险比：非钙化：1.00，P=0.90；部分钙化：1.06，P≤0.；钙化：1.08，P≤0.）。在调整临床因素后，没有一个斑块成分提高了模型的诊断准确性（非钙化：P=0.99；部分钙化：P=0.60；钙化：P=0.10）。Hadamitzky等人在调查基于疑似CAD患者的斑块组成对5年死亡率的预后影响时发现了类似的结果。根据Morise评分调整临床风险后，只有钙化斑块的节段数显着提高了模型的诊断准确性（非钙化：P=0.；部分钙化：P=0.，钙化：P=0.）。Dedic等人在不同的患者群体中发现了类似的结果。在调查非罪犯病变的不同斑块成分对ACS患者未来主要不良心脏事件（MACE）的影响时，他们发现没有任何斑块类型对未来MACE发生率有显着影响（风险比：非钙化：1.09，P=0.11；部分钙化：1.11，P=0.35；钙化：1.11，P=0.15）。有趣的是Nance等人在分析名患者的数据时发现了非常不同的结果，急诊室提供急性胸痛但基于心电图和血清肌酐的结果尚无定论，因此接受了冠状动脉CTA。所有患者的CAD风险均从低到中。随访13个月后，他们将患者分为三组：仅非钙化斑块；仅钙化斑块；任何部分钙化斑块或非钙化和钙化斑块。在调整临床特征和钙化积分后，他们发现以下风险比：非钙化57.64，部分钙化55.76，单纯钙化斑块26.45。与其他研究相比的差异可能是由于使用了不同的统计学方法。虽然前面提到的论文逐步检查了斑块组成对基于节段水平的影响，给出了具有给定斑块类型的节段数量增加的风险比，Nance等人报道了基于患者水平二分法的结果，给出了与没有任何斑块的患者相比具有特定类型斑块的风险比。（更多关于高危斑块的信息可以参见：）。
图1使用冠状动脉CTA可识别的斑块特征的代表性图像。
总体而言，斑块组成对死亡率的影响仍然存在争议。似乎简单地根据存在的钙量对斑块进行分类几乎没有关于临床结果的信息。这些发现表明，需要识别更复杂的形态以更好地预测不良结果。
斑块衰减和图案
组织病理学检查表明，薄壁纤维粥样斑块（TCFA）表现出与破裂斑块相似的斑块形态。TCFA由富含脂质的坏死核心组成，周围环绕着薄的纤维化帽。冠状动脉CTA能够根据不同的CT衰减值区分富含脂质和纤维化组织，然而将非钙化斑块可靠地分为这两类仍然具有挑战性。
一些研究已经研究了使用感兴趣区域（ROI）来定义使用冠状动脉CTA的斑块成分，与血管内超声（IVUS）相比，后者作为体内斑块表征的金标准。这些验证研究能够发现不同斑块成分的平均Hounsfield单位（HU）值存在显著差异，但这些类别之间存在相当大的重叠（对HU，P0.）。一些研究受到这些结果的启发，并研究了ACS患者斑块与稳定型心绞痛患者斑块相比的平均和最小衰减值，并发现ACS患者的衰减值较低。然而，两组之间的衰减值仍然存在显着重叠。尽管如此，Motoyama等人结果显示，使用严格的临界值（30HU），与稳定型心绞痛患者相比，ACS患者的衰减斑块明显更多（79%对9%，P0.），表明衰减较低是识别易损斑块患者的有用标志物。Marwan等人提出了一种使用定量直方图分析的更可量化的方法。对于每个斑块的所有横截面，从CT衰减数创建直方图，并计算密度≤30HU的像素的百分比。他们发现富含脂质和纤维斑块的HU值相似。然而，对于≤30HU的像素，使用5.5%的临界值，他们能够区分使用IVUS作为参考标准的主要富含脂质的斑块与纤维为主要成分的斑块（敏感性：95%；特异性：80%；曲线下面积：0.9）。尽管有这些令人鼓舞的结果，但由于不同斑块成分的HU值重叠，仍然存在主要问题。此外，一些研究显示层厚，成像协议，管电压设置，冠状动脉内对比度衰减值，重建算法，滤波函数和噪声都会影响CT衰减值。总体而言，基于HU值阈值将非钙化斑块区分为富含脂质和纤维类别似乎具有额外的预后价值，但图像采集和重建的不同修改效果限制了衰减值对患者风险预测的稳健使用。
另一种更定性的方法不是查看绝对HU值，而是将非钙化斑块分类为衰减模式中的均匀或异质（图1）。异质斑块的特征在于至少两个具有不同衰减值的区域，而均匀斑块不具有视觉上可区分的区域。基于横截面图像，异质斑块可以分为具有餐巾环标志（NRS）的斑块和没有的斑块。NRS斑块的特征是低衰减中心区域，该中心区域显然与内腔接触，并包含较高衰减的环状外围区域。Maurovich-Horvat等根据离体检查显示，NRS斑块具有优异的特异性和低敏感性（分别为98.9%；24.4%），可用于鉴定具有大坏死核心的斑块，这是易于破裂的TCFA的关键特征。NRS斑块的组织学评估显示NRS斑块具有更大的富含脂质的坏死核心面积（中位数1.1对0.5mm2，P=0.05），与非NRS斑块相比更大的非核心斑块面积（中位数10.2对6.4mm2，P0.01），更大的血管面积（中位数17.1对13.0mm2，P0.01）。有趣的是，这些结果与Virmani等人一致。他们研究了破裂斑块的形态。此外，ROMICAT-II试验排除心肌梗塞/缺血的结果强化了NRS斑块是破裂斑块前体的概念。根据名疑似ACS患者的结果，他们发现NRS斑块是ACS的独立预测因子（优势比：8.9；95%CI:1.8-43.3；P=0.），与狭窄严重程度无关。Kashiwagi等人在分析ACS患者和稳定型心绞痛患者的结果时发现了类似的结果。与稳定型心绞痛患者相比，他们发现NRS斑块在ACS患者的罪犯部位和非罪犯部位更常见（罪犯部位分别为49.0%和11.2%，P0.01；非罪犯部位分别为12.7%和2.8%，P0.01）。大冢等人进行了第一项前瞻性临床试验，以评估NRS斑块对未来ACS事件的预测价值。他们表明，NRS斑块是晚期ACS事件的重要独立预测因子[危险比：5.55（95%CI:2.10-14.70）]；P0.。同样，Feuchtner等人最近发表的一项研究表明。在调查例平均随访7.8年的患者时，NRS的危险比（7.0；95%CI:2.0–13.6）高于其他高风险特征。
总体而言，斑块衰减和图案似乎都具有超越简单斑块组成信息的附加信息。然而，由于影响衰减值和评估模式的因素很多，我们对这些斑块的预后影响的审查信息有限。
点状钙化
组织学检查发现冠状动脉血栓形成钙化结节。几项组织学研究表明，在猝死病例中，此类发现的发生率约为2–7%。斑块内微钙化被认为会破坏斑块的稳定性并促进斑块破裂。不幸的是，当前CT扫描仪的空间分辨率低于识别微钙化所需的阈值。然而，冠状动脉CTA对鉴别钙具有极好的敏感性，因此点状钙化被定义为3mm钙化斑块成分，其密度HU，被非钙化斑块组织包围，已被提议作为组织学微钙化的CTA标志物（图1）。vanVelzen等人建议将此类病变进一步分类为小（1mm），中（1-3mm）和大（3mm）。他们发现，与大点状钙化相比，IVUS鉴定的TCFA更常出现小斑点钙化（31%对9%；P0.05）。这些结果支持这样的假设，即小钙化结节是高风险斑块的指标，并且CTA处于识别真实钙化结节的极限，已经使用组织学研究鉴定了钙化结节。即便如此，一些研究显示ACS患者的罪犯部位与稳定型心绞痛患者或非罪犯部位相比具有斑点钙化。然而，仅有少数前瞻性研究评估斑点钙化的预后效果，因此斑块内钙化与未来心脏事件之间的关系仍不确定。
用于鉴定超出CTA分辨率极限的微钙化的有前景的技术是PET成像。Dweck等人使用18F氟化钠标记CTA上不可见的微钙化。18F-氟化钠先前已用于成像新骨形成，主要是癌症转移，并且最近已被用于成像冠状动脉斑块中的活动性钙化。在他们基于名志愿者的研究中，与对照组相比，他们在既往有心血管事件，心绞痛和Framingham风险评分较高的患者中显示出更高的摄取值（分别为P=0.；P=0.；P=0.）。
总而言之，点状钙化似乎具有识别易损斑块的额外附加值。然而，CT扫描仪的当前分辨率不能进行微钙化的成像，其被视为破裂斑块的共同特征之一。尽管如此，使用CTA检测到的斑点钙化似乎与不良心脏事件有很好的相关性，18F-氟化钠PET也是一种很有前途的可视化微钙化的新技术。然而，需要前瞻性研究来评估这些标志物的预测价值。
正性重构
动脉粥样硬化斑块最初倾向于向外生长，保持管腔完整性不受破坏。因此，虽然许多冠状动脉斑块积聚脂质并成为TCFAs，但它们可能不会引起任何临床症状。这种现象被称为正性重构（图1）。Varnava等人检查了88例心源性猝死病例，结果显示正性重构阳性的斑块具有较大的脂质核心和较多的巨噬细胞，这两者都被认为是脆弱性标志物。使用冠状动脉CTA，重构指数计算为最大狭窄水平的血管横截面积除以近端和远端参考部位横截面积的平均值。冠状动脉CTA有高估重构指数的倾向，因此Gauss等人提出的临界值≥1.1，意味着与参考横截面积的平均值相比，最大狭窄部位的血管横截面积增加10%。与使用IVUS作为参考标准的≥1.05的较低临界值（灵敏度：78%对45%；特异性：78%对%）相比，这导致灵敏度增加和特异性适度下降。Motoyama等与稳定型心绞痛患者相比，ACS患者正性重构斑块的发生率更高（分别为87%和12%，P0.）。与低衰减和点状钙化鉴别ACS患者相比，正性重构具有最佳的敏感性和特异性（分别为87%；88%）。
总体而言，正性重构似乎是识别易损斑块的重要斑块特征。由于斑块衰减对图像噪声的条件较小，并且作为NRS具有更定量的定义，正性重构可能成为易损斑块的更稳健的标记。然而，需要更多的前瞻性研究来评估正性重构对后期结局的影响。
总而言之，我们可以说使用与不良心脏事件相关的冠状动脉CTA可以识别不同的斑块形态。然而，许多人质疑易损斑块的概念。库博等人结果显示，75%的TCFA在1年后失去了脆弱性特征，而仅有25%使用IVUS仍被归类为TCFA。此外，PROSPECT研究中的事件预测因子提供区域观察结果表明，单个易损斑块每年心肌梗死或心血管死亡的最大年化风险仅为0.06%，风险远小于通常被认为是高风险的定义。这些结果表明，尽管冠状动脉CTA能够识别与金标准组织学结果相关的脆弱标志物，但这些特征目前无法解释后期结果的所有方面，因此我们还必须考虑狭窄严重程度和总体CAD负担。
冠状动脉CTA狭窄评估
根据心血管CT扫描学会（SCCT）发布的指南，管腔狭窄可分为：最小（25%狭窄），轻度（25%至49%狭窄），中度（50%至69%狭窄），严重（70%至99%狭窄）和闭塞（图2）。随着冠状动脉斑块的生长，血流最终被破坏，导致病变远端的缺血。最初冠状动脉CTA被认为是ICA的非侵入性替代品，因此许多研究已经研究了CTA上所见的管腔狭窄的预测价值。所有研究都集中在阻塞性病变上，因为大多数提到冠状动脉CTA的患者斑块极少且轻微，因此这种狭窄的预测价值很差。两个临界值：≥50%和≥70%直径狭窄常用于确定阻塞性病变。Min等人研究了阻塞性病变对患者水平的预后影响，发现≥50%和≥70%的病变是晚期预后的重要预测因子（危险比分别为2.89,4.31）。其他几项研究也发现阻塞性病变是晚期预后的重要预测因子，但报道的危险比差异很大。有趣的是，在纠正临床危险因素模型时，结果存在差异。Min等人报道的显著风险比。在模型中纳入心脏危险因素时，心脏危险因素变得不显著，但当观察基于节段的水平而不是基于患者的水平时，阻塞性狭窄的存在仍然显著，但风险比较小（1.05；95%CI:1.02-1.09）。但是，Nakazato等人和Andreini等人在纠正临床因素时没有发现类似的趋势，因为阻塞性CAD仍然是一个重要的预测指标。Hadamitzky等人发表了一项为期5年的随访研究，进一步增加了结果的差异。报告指出，虽然非梗阻性CAD是硬终点的显著预测因子（风险比：3.33；95%CI:1.40-7.91），但单支和双支血管阻塞性疾病不是（风险比：1.46；95%CI:0.50-2.43；3.85；95%CI:0.96-15.04）。
图2使用冠状动脉CTA的狭窄类别的代表性图像。
对结果差异的一种解释可能是CTA上的管腔狭窄是血流动力学显著病变的不良指标，已被证明是不良事件的良好预测因子。使用计算流体动力学可以模拟冠状动脉中的血流并以良好的诊断准确性估计病变的血液动力学特征。FFRct的前瞻性纵向试验：结果和资源影响（平台）研究进一步表明，使用CT衍生的血流储备（FFR-CT）分数显着降低了ICA的比率，并以较低的成本使用较少的资源。但是，当前的FFR-CT模拟既昂贵又费时，因为模拟是在场外进行的。最近引入了现场FFR-CT技术，能够在几秒到几分钟内计算FFR-CT。有必要进行进一步的研究以探索这些新颖的现场算法的诊断准确性和实用性。作为FFR-CT的替代方法，提出了腔内衰减梯度（TAG）测量，试图通过计算病变近端和远端HU值的下降来估计血流动力学显着性。不幸的是，比较TAG与侵入性FFR值的验证研究显示准确性差的结果（敏感性：58%；特异性：86%；阳性预测值：64%阴性预测值83%），曲线下面积值等于二聚体的翻转（AUC=0.50）。更定性的方法是狭窄面积，病变长度的方法（ASLA）评分，其使用斑块负荷，最小管腔面积和直径，狭窄直径，狭窄面积，病变长度，重构指数，斑块形态，钙化严重程度，和APPROACH评分，该评分估计有识别血流动力学显著病变风险的心肌数量。基于85名患者，Ko等人表明ALSA评分在预测显着FFR值方面优于区域狭窄，病变长度和方法评分。评估冠状动脉病变血流动力学相关性的另一种方法是CT心肌灌注。因此，CTA可以提供综合评估CAD结合形态和功能信息，以准确检测显著的冠状动脉狭窄。Yang等人评估了72例静息CT灌注成像，现场CT-FFR和侵入性FFR患者。解剖评估与现场CT-FFR或CT灌注成像的组合显着提高了诊断准确性（分别为0.86vs0.92，P=0.；0.86vs0.91，P=0.）。
总而言之，显著狭窄对患者预后的影响似乎存在争议，这主要是由于CTA狭窄与血流动力学信息之间的相关性较差所致。此外，一些研究表明，涉及的血管越多，风险比越高。这表明不仅需要查看单个斑块特征或狭窄，还需要查看CAD的范围。
冠状动脉CTA评估斑块负荷
一些研究，如COURAGE试验的临床结果显示，斑块负荷评估可能比缺血性心肌负荷更重要，可用于预测后期的主要不良后果。此外，Bittencourt等人研究表明，与梗阻性疾病患者相比，广泛CAD患者（涉及4个节段）的发生主要不良结局的风险比相似，因此也强调量化斑块负荷的重要性。Min等人提出了评分系统，节段狭窄评分（SSS）和节段受累评分（SIS）来量化斑块负荷。通过将所有冠状动脉节段分级为：0，无斑块；1，50%狭窄；2,50-69%狭窄；3，≥70%狭窄来计算SSS。SIS是受影响节段的数量。根据例患者，SSS的危险比为1.99（95%CI:1.48–2.67），而SIS的危险比为1.23（95%CI:1.13–1.34）。同样，CONFIRM研究的结果也显示SIS是晚期主要不良事件的独立预测因子（危险比：1.22；95%CI:1.03-1.44）。其他几项研究也表明SSS和SIS是晚期结局的重要独立预测因子。虽然SSS和SIS是描述斑块负荷的简单而优雅的概念，但它们在概念上是有缺陷的。SSS和SIS评分假设斑块负荷是累加的，这意味着向已经两个患病节段或12个患病节段添加一个斑块具有相同的效果。此外，SSS和SIS失去了所有的解剖信息，因此他们认为左主干的中度狭窄与第二对角支的中度狭窄具有相同的效果，这显然不是真的。CONFIRM试验的结果也强调病变特征和位置的重要性。他们发现排除远端节段并且仅考虑具有阻塞性斑块的近端节段的数量显著改善了他们的预测模型。量化斑块负荷程度的另一种方法是3支血管评分，该评分计算有多少主要心外膜血管（左前降支，回旋支，右冠状动脉）有阻塞性狭窄。Andreini等人表明只有一个主要心外膜血管受到阻塞性病变（≥50%）的影响，风险比为3.18（95%CI:2.16-4.69），如果所有三个血管都受到影响，风险比增加到7.10（95%CI:4.61-10.93）。一些研究报道了类似的趋势。DukeCAD指数是一种更定量的方法，最初开发用于使用ICA表征CAD严重程度，后来用于冠状动脉CTA。根据以前的患者预后数据，为患者分配0-的风险评分。该分数是3支血管疾病评分的延伸。它还包含狭窄严重程度，并计算左主干狭窄和近端左前降支狭窄（表1）。Min等人表明不同类别患者的累积生存率存在显着差异。左主干斑块伴有任何额外的中度或重度狭窄的结果最差，而没有任何疾病或仅有轻度CAD的患者几乎没有事件。
表1冠状动脉CTA改良杜克冠状动脉疾病指数
总之，斑块负荷评估似乎是描述CAD严重程度和预测不良结局的一个非常重要的概念。已经提出了几种方法来适当量化斑块负荷，但缺乏单一的最佳方法。此外，正如我们所看到的，不仅斑块负荷，斑块定位，狭窄严重程度，斑块组成和脆弱性特征都在后期结果中发挥作用，因此需要更复杂的整体方法，其中包含尽可能多的这些参数。
冠状动脉CTA复合斑块负荷评分评估
基于调查斑块特征和CAD扩展风险的研究，已经进行了几次尝试来创建综合评分，其中包括通过CTA评估的人体测量脆弱性与CAD程度，斑块定位和脆弱性特征。
确认风险评分
CONFIRM6研究是一个国际前瞻性观察队列，目前有七个参与国。结构化访谈用于收集有关患者人体测量学和心血管风险概况的信息。利用这些信息，计算了NCEPATPIII，Framingham和Morise临床风险评分。16段冠状动脉模型用于评估CTA图像。评估每个冠状动脉节段是否存在斑块。斑块分为钙化，部分钙化或非钙化。狭窄程度分为：无（0%管腔狭窄）；轻度（1%至49%管腔狭窄）；中度（50%至69%管腔狭窄）；或严重（≥70%管腔狭窄）。
总体而言，使用多变量Cox比例风险模型，使用名患者的数据来创建混淆风险评分。使用单独的测试集评估所得模型，该测试集由名患者的数据组成。在分别评估临床风险评分和CTA成像标记后，创建综合评分。COMFIRM风险评分是NCEPATPIII评分，近端节段[右冠状动脉（RCA）近段和中段，左主干，左前降近中段，回旋支近段，第一钝缘支]的组合，狭窄大于50%，以及具有部分钙化或钙化斑块的近端节段的数量。添加这两个额外的参数导致32%的患者被重新分类，22%的患者被重新分类为较低风险类别，10%的患者被重新分类为较高类别。总体而言，综合风险评分优于所有临床评分，并显着改善了全因死亡率的预测。在线计算器可用于CONFIRM风险评分（