作者：姜利伶，蒋超，熊华，重庆大学附属沙坪坝医院放射诊断科

2022 年我国心血管病报告显示我国冠状动脉疾病（coronary artery disease, CAD）病人约为1 100万人。冠状动脉CT 血管成像（coronary computed tomography angiography，CCTA）为诊断CAD 的首选无创检查方法，该检查通过64 层CT 即可实现，不仅能评价管腔狭窄程度、范围，而且能对斑块负荷和性质进行分析。

随着影像技术的发展，冠状动脉的血流储备分数（fractional flow reserve，FFR）、冠状动脉周围的脂肪衰减指数（fat attenuation index,FAI）、左室心肌纵向应变（global longitudinal strain，GLS）、左室心肌的细胞外容积（extracellular volume，ECV）及左室心肌灌注参数在CAD 的诊断、疗效监测及预后评估中发挥着重要作用。其中FFR、FAI 和GLS 的测量需要使用人工智能软件，ECV、心肌灌注参数的测量可通过后处理平台完成，同时ECV 和心肌灌注的定量还需要通过额外的扫描获得。就如何获得这些CCTA 衍生参数及其在CAD 中的应用进行综述。

1. 利用人工智能软件计算CT 的定量参数

1.1 CT-FFR

《冠心病CT 检查和诊断中国专家共识》已明确了通过CT-FFR 可无创性获取冠状动脉功能信息，目前CT-FFR 分析软件主要基于三维计算流体动力学、降维计算流体动力学和机器学习算法3 种设计原理。有创性冠状动脉造影计算的FFR 是判断冠状动脉狭窄造成心肌缺血的金标准。有研究证实CT-FFR 和冠状动脉造影方法计算的FFR 具有高度的一致性。

基于低剂量对比剂的CCTA 检查衍生的CT-FFR 也显示了较好的临床结果，可排除疑似CAD 病人冠状动脉狭窄引起的血流动力学改变，同时减轻肾脏负荷，有助于减少高危人群有创性的冠状动脉造影检查。CT-FFR 为预测长期结果提供了强有力的信息，CT-FFR 联合临床变量与血管解剖参数的组合模型表现出了最佳的预测能力，有助于风险分层和临床决策。

关于CAD 病人治疗指导的一些研究表明CT-FFR 对于临床决策起着十分重要的作用，如一项Meta 分析的研究结果显示，在降低主要不良心血管事件（major adverse cardiovascular event，MACE）风险方面,对于CT-FFR＞0.80 的CAD 病人，药物治疗比血运重建具有更好的结果；对于CT-FFR≤0.80 的病人，进行血运重建可显著减少有创性检查，有利于改善病人的长期预后。CT-FFR 有助于指导临床选择需要血运重建的阻塞性CAD 病人，并减少其血运重建后的MACE 发生。

CT-FFR 作为慢性CAD 病人发生急性心脏事件的独立预测因子，结合斑块评估可为病人管理提供有用信息。在稳定的CAD 病人中，使用机器学习测定CT-FFR 能够减少有创性冠状动脉造影的使用，减少了MACE；CT-FFR 同样适于对经导管主动脉瓣植入术前病人的心肌缺血评估。

总之，CT-FFR 可以减少有创性的冠状动脉造影检查，能够预测MACE 的发生并指导临床治疗。在CAD 的疾病进程中，CT-FFR 的减低意味着发生狭窄的冠状动脉血管所供血的区域能获得的最大心肌血流量与理论上该区域无狭窄时最大心肌血流量的比值降低，这种变化与哪些因素有关值得探讨。

有研究表明由管腔狭窄程度、管腔体积、低密度斑块体积和年龄组成的参数模型能预测病变血管远端的CT-FFR≤0.80；随访中还发现，随着高危斑块减少、管腔体积和重构指数增加，远端血管CT-FFR 表现为增加，而管腔狭窄程度、斑块中钙化斑块的体积、总胆固醇的增加会呈现远端血管CT-FFR 的降低。但该研究是一项多中心的回顾性研究，狭窄程度＞50%的病人都进行了血运重建，仅纳入了71 例病人，未来可以采用更大的样本量来研究CT-FFR 减低的影响因素，从而指导临床进行早期干预。

在合并主动脉病变的CAD 病人中，经导管主动脉瓣植入术后MACE 的发生意味着不良结局，研究发现在纳入具有相关协变量的多变量模型中CT-FFR 是重要预测因子，与常规标志物相比，CT-FFR 能更好地预测经导管主动脉瓣植入术后的MACE。

一项多中心的研究发现在重度主动脉瓣狭窄和CAD 病人中，CT-FFR≤0.83 似乎更能准确地预测心肌缺血。经导管主动脉瓣植入术后6 个月CT-FFR 降低，表明有必要对术后的病人进行随访观察。对于合并其他病变（如糖尿病、肾功能衰竭、痛风等） 的CAD 病人，CT-FFR 能否对疾病的预后预测发挥作用是值得研究的。随着人工智能的发展，采用人工智能计算CT-FFR、斑块中纤维和脂质成分的体积及占比可以对冠状动脉疾病-报告和数据系统分级中的狭窄和斑块负荷进行分类，从而指导临床CAD 病人的管理。

是否所有疑似CAD 的病人都应该测量CT-FFR 值，有研究者指出，对稳定型胸痛的病人应先行风险评估，低风险病人可以延迟检查，而中高风险病人应立即检查，这样可以提高临床效率。但该研究只有1 年的随访时间，这种风险分层的方法还需要更长的时间来验证。

1.2 FAI

FAI 是一种通过常规CCTA 检查来评估冠状动脉炎症的新方法，通过分析血管周围衰减的三维梯度，来反映血管周围脂肪组织的炎症。有研究表明在CAD 病人中右冠状动脉的FAI 值与冠状动脉炎症显著相关。在心肌桥病人中，FAI 值不仅与CAD 的发生密切相关，而且与高危斑块相关；FAI值比CCTA 中的其他参数能更好地预测CAD。急性冠状动脉综合征病人责任血管周围的FAI 值比非责任血管和稳定型CAD 的FAI 值显著增加，这表明FAI 值可能是识别高危斑块的新型标志物。FAI 值的影响因素较多，其中吸烟是FAI 指数升高的独立预测因子。

FAI 值的变化是否与生化检查的结果相关，目前尚无报道。关于CAD 病人预后方面的FAI 研究较多。一项多中心研究表明，在非阻塞性CAD 病人中，FAI评分增加的风险超出了目前CCTA 的临床风险，将这些信息整合到预测算法中，可以作为传统风险因素的替代方案。在采用CCTA 对CAD 病人进行随访的研究中，CCTA 衍生的FAI 差值、直径狭窄百分比和斑块体积的变化是疑似CAD 病人发生MACE的独立预测因子，提示CCTA 的衍生参数在可疑CAD 病人风险分层和预后评估中十分重要。

另有研究表明，疑似CAD 的女性病人的左前降支和回旋支的FAI 值与MACE 显著相关，但在男性病人中未发现该结果。这可能是由于该研究的研究对象中纳入了较多因为冠状动脉微血管功能障碍而出现缺血性胸痛的病人，而女性患此类病变的概率较高，FAI有助于发现无心外膜动脉狭窄病人的微循环损害，但该结果存在性别差异。

在心绞痛病人中，斑块和冠状动脉周围脂肪的影像组学特征在预测缺血方面优于其定量特征。同样，在CAD 病人中，基于CCTA 数据的冠状动脉周围脂肪影像组学模型对于预测MACE 发生的风险非常有价值。今后可以联合影像组学对冠状动脉周围脂肪进行更多研究。

1.3 GLS

心肌应变反映的是心肌的变形，心肌应变因素包括周向、纵向和径向扭转分量，目前纵向研究较多。采用回顾性心电门控扫描获得的全心动周期数据可利用CT 特征追踪技术获得GLS。GLS可以提示左前降支狭窄病人的左室收缩功能下降，随着左前降支狭窄程度的增加，GLS 值降低。

在主动脉瓣重度狭窄的病人中，CT 测量的左室GLS 值与超声测量结果具有一致性。但有研究发现CT测量的GLS 存在差异性，R-R 间期的CT 重建增量是CT 衍生应变数据变化的重要来源。对于疑似CAD 且收缩功能正常的病人，超声发现GLS 降低与钙化积分增加相关。此外，外膜脂肪体积和斑块范围也与GLS 的降低有关。

GLS 值的影响因素有待进一步研究。在心腔容量和左室射血分数正常的梗阻性CAD 病人中，通过观察心肌应变或许可对冠状动脉病变引起的心脏功能变化提供额外的评估价值。

2. 额外的扫描定量ECV 和心肌灌注

2.1 ECV

CCTA 检查后延迟扫描是一种无创性的心脏诊断技术，尽管其信噪比较低，但相比MRI具有更广泛的可及性。此外，CT 测量的心肌ECV 在观察者间和观察者内的可重复性很高，作为心脏综合CT 检查的一部分，这可能有助于对各种病理状况下的弥漫性和局灶性心肌纤维化进行额外的CT评估。在非阻塞性CAD 病人中，ECV 升高是心力衰竭的危险因素，与心脏结构和功能相关。

ECV 可提供反映舒张功能不全的硬度参数，进而评估心力衰竭病人的舒张功能障碍，与左室射血分数是否相关目前尚未知。一项随机临床药物试验发现，患有2 型糖尿病的CAD 病人在治疗6 个月后，其ECV降低。该项研究采用MRI 测量ECV，提示心肌发生了逆转重塑。采用CCTA 对CAD 病人进行随访是必要的，如果CCTA 检查后延迟扫描测量的ECV 也可以反映心肌重塑，那么病人可以减少非必要的MRI检查。

也有研究发现，在稳定性CAD 病人中，糖尿病病人比非糖尿病病人表现出更高的ECV，多变量分析确定糖尿病是ECV 增加的独立预测因子，表明糖尿病对心肌健康的影响超出了CAD，由此可知综合评估对这些病人是非常重要的。此外，ECV 可以更早地提示糖尿病引起的冠状动脉微血管功能障碍，并在整个疾病中持续存在。综上，针对合并糖尿病的CAD 病人，CCTA 检查后进行延迟扫描测量ECV 用于预测发生心肌纤维化的风险，尚需进一步的研究验证。

2.2 心肌灌注

心脏CT 负荷灌注也可以评估冠状动脉狭窄血流动力学，一般采用腺苷进行诱导负荷。在动态应力灌注CT 检测诱导心肌缺血试验中，使用有创的血流储备分数作为参考标准，114 例患有稳定型胸痛的病人接受了CCTA 和CT 心肌灌注检查，结果发现CT 心肌灌注的诊断准确度（88%）比单独的CCTA 诊断准确度（78%）要高。

在一项针对疑似CAD 病人的6 年随访的研究中发现，心肌灌注评估的相对心肌血流比值与MACE 独立相关。在CAD 病人的分类管理方面，有研究表明基于CT 心肌灌注的无创SYNTAX 评分，与SYNTAX 评分具有很强的一致性，能够对多支冠状动脉疾病（尤其是严重钙化）的病人进行准确分类。

另有研究发现，可以利用CT 心肌灌注检查辅助CAD、冠状动脉微血管疾病、缺血伴非阻塞性冠状动脉疾病的鉴别诊断。在有广泛冠状动脉钙化、慢性冠状动脉闭塞或既往血运重建的病人中，CT 心肌灌注比CT-FFR显示出明显的优点。在150 例冠状动脉支架植入术后的病人中进行的CT 灌注成像与冠状动脉CT 血管成像对比试验显示，增加CT 灌注比单独使用CCTA 能够提高检测血流动力学狭窄或支架内再狭窄的诊断准确度（75%和30.5%）。

在一项3 年的随访研究中发现，CT-FFR 与CT 心肌灌注阳性结果相匹配组发生MACE 的可能性高于CT-FFR 与CT 心肌灌注结果错配组、CT-FFR 与CT 心肌灌注阴性结果匹配组；对于疑似CAD 的病人，CT-FFR与静息态CT 心肌灌注的结合可以指导治疗决策。基于CT-FFR 和CT 心肌灌注建立的疑似稳定性CAD 病人预测心肌缺血模型能够准确诊断冠状动脉狭窄引起的心肌缺血，并为MACE 的发生提供风险预测。

但是CT 心肌灌注需要额外的扫描，这会增加辐射剂量。低对比噪声比和线束硬化伪影的存在仍然是该技术的挑战，但随着CT 扫描设备的进步采用双能量CT、光子CT 可以减少线束硬化伪影，而结合机器学习技术能够进一步提高影像质量。采用单体积CT 血流测量技术能进行可重复的低剂量心肌灌注测量，该技术使用了推注跟踪的方法注入对比剂和单次全心容量扫描。综上，今后在减少辐射剂量和提高影像质量方面需要进行更多的研究。

3. 小结

CCTA 是CAD 病人诊断和随访中必不可少的检查，其提供的临床价值不仅能够反映斑块和管腔狭窄情况，其衍生参数还在疾病诊断、临床治疗决策、疗效评估、预后预测方面提供了额外的价值。今后值得进一步探索的方向还很多，如针对一类特定的CAD 病人进行研究，对合并不同疾病的CAD 病人进行风险分层。这些定量的衍生参数有利于采取更多的方法来开展CAD 病人的临床研究，后续还应开展多中心前瞻性随机对照临床试验以获得最佳的循证依据，从而更好地将这些先进的影像技术转化为高效的临床应用。

来源：姜利伶,蒋超,熊华.冠状动脉CT血管成像衍生参数在冠状动脉疾病中的应用进展[J].国际医学放射学杂志,2025,48(02):186-190.DOI:10.19300/j.2025.Z21704.