冠状动脉造影的最新进展：从计算生理学到光子计数CT

冠状动脉造影的最新进展：从计算生理学到光子计数CT

引用

搜狐

等

12

来源

1.

https://www.sohu.com/a/834926573_121334503

2.

https://www.163.com/dy/article/JMF4CLDM0514S7S5.html

3.

https://www.pulse-imaging.com/nd.jsp?id=268

4.

https://www.siemens-healthineers.cn/press-room/press-releases/cardiovascular-disease-solution-launched-at-2024-ciie

5.

https://www.uptodate.com/contents/zh-Hans/coronary-artery-calcium-scoring-cac-overview-and-clinical-utilization

6.

https://www.qixiezhixin.com/9447.html

7.

https://m.stluciabj.cn/news/gsdt/1730787155.html

8.

https://docbook.com.cn/information/2504

9.

https://www.medtecchina.com/market/14812/

10.

https://lcxxg.whuhzzs.com/article/doi/10.13201/j.issn.1001-1439.2024.01.003?viewType=HTML

11.

https://www.uptodate.com/contents/zh-Hans/coronary-artery-calcium-cac-scoring-overview-and-clinical-utilization/print

12.

http://www.news.cn/20240929/a8cc56638c064c25919d48ad1fd3c6ce/c.html

冠状动脉造影是诊断心血管疾病的重要手段，近年来，随着医学技术的进步，冠状动脉造影的方法和设备都有了显著改进。这些进步不仅提高了检查的准确性，还减少了患者的不适和风险。本文将详细介绍冠状动脉造影的基本步骤及其最新发展，帮助大家更好地了解这一重要医疗手段。

近年来，计算冠脉生理学技术快速发展，通过血管重建和流体力学分析，可以快速计算血流储备分数（FFR），形成了一门新兴学科。目前，主要有三类计算生理学技术：

基于冠脉CT的计算FFR

2011年，首个基于冠脉CTA和CFD仿真的CT-FFR（HeartFlow)问世。但因耗时长（约1小时）及需要超级计算机等限制未能在临床中推广。后续基于CCTA 和简化CFD方法的cFFR（Siemens)及其改进版本—基于机器学习的 cFFR（cFFRML）进一步提高了三维重建和计算效率，将分析时间降至 20分钟内，但临床可行性仍有待验证。博动医疗的CT-QFR基于广泛验证的QFR®算法，进一步简化分析步骤，可在普通工作站上计算，每个病例约耗时2-5分钟，令临床应用可及性大大提升。

基于冠状动脉造影的计算FFR

2016年，第二代博动QFR®技术（实验室第一代未面世），通过2幅造影图像三维重建管腔几何模型，结合血流条件进行压力比值的计算，未考虑边支血管的分流作用。2021年，第三代基于Murray分叉定律的 μQFR利用跨边支阶梯下降的参考管腔模型，结合血流动力学分析同时计算主支和边支血管各个位置的 FFR数值，实现单幅图像即可分析的开创性突破。基于 4 项大型前瞻性研究（FAVOR Pilot , WIFI Ⅱ , FAVOR Ⅱ China 和 FAVOR Ⅱ Europe‑Japan）荟萃分析显示QFR®和FFR的数值偏差仅为 0.009±0.068，显示出QFR®优异的缺血准确性及一致性。基于FAVOR Ⅱ China研究亚组数据显示，单体位与双体位准确度相当。

基于腔内成像的计算FFR

Bezerra等提出了基于IVUS图像和稳态CFD的FFR计算方法（IVUSFR），准确度91%，耗时72分钟。而Lee 等和 Ha 等分别提出了基于 OCT 图像利用稳态 CFD 计算 FFR 的方法，将计算时间缩短至30 分钟，然而临床验证仍有限。Seike等利用流体力学分析替代 CFD，开发了基于OCT或IVUS图像计算FFR的方法，该方法分析时间小于 10 分钟，但未考虑边支对主支的血液分流，且尚无研究验证。2019 年，QFR®算法被延伸至 OCT 得出光学血流分数（OFR®），2021 年，QFR®算法在 IVUS 图像中也得到运用，衍生出超声血流分数（UFR®），利用流体力学及Murray定律，将运算时间缩短至1-2分钟。此外，后续研究证实OFR®可准确识别斑块性质，且两项技术均可识别支架植入情况，辨别极轻微支架扩张不全。临床实用性得到大大提升。

一体化多模态诊疗平台

西门子医疗推出全球首个一体化多模态诊疗平台，将数字减影血管造影（DSA）和光学相干断层扫描（OCT）腔内影像进行一站式整合。传统复杂心脏支架手术中，DSA和OCT两个不同的系统独立使用。这不仅要求医生频繁切换设备，而且需要医生把不同模态图像在脑海中进行匹配，导致手术效率低且手术精确度也难以确保。一体化多模态诊疗平台的整合方案极大地优化了手术策略，超过40%的复杂心脏支架手术因此获益：一方面，医生可以更清晰、精准地了解为患者放置心脏支架的必要性，并进行手术规划；另一方面，对于必须施行心脏支架放置手术的患者则有效降低手术并发症的发生，最终使患者受益。

光子计数CT

2021年，世界上第一台商用光子计数 NAEOTOM Alpha 通过了FDA的认证，成为了第一台可以用于临床的光子计数CT。光子计数探测器无需经过能量集成CT探测器的光电转化及数模转化的繁复流程，可以通过半导体晶体直接读取光子的脉冲并计数，从而还原物质本身固有的衰减信息。在双源系统加持下，NAEOTOM Alpha 保持高时间分辨率扫描（66ms）的同时，可以用最小的剂量提供高分辨率图像，在每次扫描中提供能量信息，并在低噪声下提高对比度。

这些新技术在心血管疾病诊断和治疗中展现出显著优势：

• 更精准的斑块定量评估：光子计数CT可以减少斑块带来的Blooming Effect而产生的伪影，从而更准确地评估冠脉管腔狭窄程度，研究显示平均冠脉狭窄率相较传统CT降低11%。

• 减少金属伪影：光子计数CT能清晰显示人工瓣膜结构，帮助医生及时发现异常。同时，对于冠脉支架内狭窄的评估也更加准确。

• 高危斑块评估：光子计数CT能够识别薄纤维帽等高危斑块特征，有助于及早发现潜在风险。

• 能量成像：光子计数CT可在保障时间分辨率的同时，提供完整的心脏能量分析，与MRI结果高度一致。

随着人工智能技术的发展，其与心血管影像的结合将成为重要趋势。例如，西门子医疗的Acuson Origin超声系统，基于20亿张心脏影像数据库训练，可提供5600多项AI自动化超声测量。同时，光子计数CT与AI的结合，将进一步提升心血管疾病的诊断效率和准确性。

总结而言，冠状动脉造影技术正朝着更精准、更高效、更安全的方向发展。计算冠脉生理学、新型设备和AI技术的融合，将为心血管疾病的诊疗带来新的突破。这些技术不仅提高了诊断的准确性，还优化了患者的治疗体验和预后，展现了广阔的应用前景。