基于CTA、DSA多模态影像的冠状动脉斑块破裂风险预测研究

曹琰1,2 赵云雷1,2（通讯作者）

1.连云港市中医院，江苏连云港 222000 2.南京医科大学康达学院临床医院，江苏连云港 222000

摘要：摘要：目的探究计算机断层血管造影（CTA）与数字减影血管造影（DSA）多模态影像联合预测冠状动脉斑块破裂风险的价值。方法将2022年10月至2024年2月于我院行冠状动脉CTA及DSA检查的70例冠心病患者作为研究对象，根据随访1年后患者斑块是否...

关键词：

出处：

《医学前沿》2025年24期

DOI：
10.13738/j.cnki.acc.qklw60536
专辑：
科学Ⅰ辑;信息科技
专题：
信息、科学;综合科技
分类号：
G90;N92

摘要：目的探究计算机断层血管造影（CTA）与数字减影血管造影（DSA）多模态影像联合预测冠状动脉斑块破裂风险的价值。方法将2022年10月至2024年2月于我院行冠状动脉CTA及DSA检查的70例冠心病患者作为研究对象，根据随访1年后患者斑块是否破裂分为破裂组（n=29）与未破裂组（n=41），收集两组患者的一般资料，同时根据CTA检测结果收集斑块性质、斑块总体积及高危形态特征情况，根据DSA检测结果收集动脉狭窄程度及ΔP、WSS、OSI、RRT等血流动力学参数。多因素Logistic回归分析斑块破裂的危险因素。结果 29例患者出现冠脉斑块破裂，41例患者未出现冠脉斑块破裂。病程（≥4.47年）、正性重塑、低衰减斑块、点状钙化、餐巾环征、OSI（≥0.3）、RRT（≥5 s）是冠状动脉斑块破裂的危险因素（P＜0.05）。结论 CTA与DSA多模态影像协同应用有助于实现对冠状动脉斑块破裂风险的精准预测。

关键词：多模态影像；CTA；DSA；斑块破裂；血流动力学；预测模型；冠心病

中图分类号：R541

引言

冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）是全球范围内致死致残的主要疾病之一，其病理核心是动脉粥样硬化斑块的形成与进展[1]。伴随冠状动脉斑块的形成及发展，斑块破裂风险增加。斑块破裂是诱发急性心血管事件的重要核心因素，已经成为公共卫生的主要负担来源[2]。因此，早期识别高危斑块并予以干预治疗，是预防斑块破裂，降低急性心血管事件死亡率的重要手段。目前，冠状动脉影像学评估主要依赖于计算机断层血管造影（CTA）与数字减影血管造影（DSA）[3] 。CTA凭借无创、高分辨率特点，从形态学角度出发精准识别斑块特性。而DSA作为介入诊断“金标准”，不仅能动态观察血流状态，还可通过压力导丝量化病变远端压力梯度，从功能学角度对斑块进行量化评估。然而，CTA难以捕捉血流动力学对斑块稳定性的动态影响，而DSA无法直接解析斑块特性。近年来，多模态影像技术成为研究热点，但基于CTA和DSA整合斑块特性及血流动力学参数，进行冠状动脉斑块破裂风险预测的研究甚少。基于此，本研究通过CTA斑块特性分析联合DSA血流动力学参数以分析斑块破裂危险因素，旨在为冠心病患者的个体化风险分层及治疗决策提供新依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

将2022年10月至2024年2月于我院行冠状动脉CTA及DSA检查的70例冠心病患者作为研究对象。其中，男性38例、女性32例；年龄21～73岁，平均（48.11±15.55）岁；BMI 21.1～27.1 kg/m2，平均（24.21±1.72）kg/m2；病程1.0～7.9年，平均（4.47±1.95）年。纳入标准：所有研究对象均符合冠心病诊断标准、冠脉CTA及DSA检查间隔≤7天，纳入患者均完成1年期的随访并获取斑块结局。排除标准：排除图像质量不佳者、既往冠状动脉搭桥术或心脏移植史、患恶性肿瘤或免疫系统疾病、造影剂过敏、妊娠或哺乳期女性。

1.2 研究方法

1.2.1 CTA

采用西门子SOMATOM Force进行冠状动脉CTA检查，管电压为100-120 kV，管电流为200-300 mAs，层间距为0.625 mm。造影剂为370 mgI/mL碘普罗胺，流速5.0 mL/s，总量60-80 mL，采用团注追踪法触发扫描，阈值100 HU。通过Syngo.via后处理工作站进行血管分割、斑块定位及斑块成分分析，并进行高危形态特征评估。

1.2.2 DSA

采用西门子Artis Q检测，局部麻醉后，经桡动脉入路，桡动脉鞘管置入5-6 Fr鞘管。选用320 mgI/mL非离子型碘对比剂，左冠状动脉4-6 mL/次、流速3-4 mL/s，右冠状动脉3-5 mL/次、流速2-3 mL/s，在左/右前斜位+头/足位下采集影像。使用CAAS QCA分析软件，自动测量冠状动脉狭窄率以评估狭窄程度。DSA引导下将PressureWir X导丝送至病变远端至少2 cm处，同步记录狭窄前后血管壁压力差（ΔP）。通过图像处理软件生成冠状动脉三维模型，在CFD模拟软件中根据患者生理参数设置模拟条件并定义血流边界条件，提取壁面剪切力（WSS）、振荡剪切指数（OSI）和相对滞留时间（RRT）血流动力学参数。

1.3 观察指标

收集随访1年后患者斑块破裂情况。通过CTA收集患者斑块性质、斑块总体积，及有无高危形态特征（正性重塑、低衰减斑块、点状钙化、餐巾环征）、纤维帽厚度、脂质核心占比、斑块偏心性。其中，非钙化斑块为CT值＜60 HU，无钙化成分；钙化斑块为CT值≥130 HU；混合斑块为60 HU≤CT值＜130 HU，同时包含钙化与非钙化成分。通过DSA收集患者冠状动脉狭窄程度、血流动力学参数。其中，轻度狭窄为＜50%、中度狭窄为50%～74%、重度狭窄为≥75%；血流动力学参数包括ΔP、WSS、OSI、RRT、FFR、iFR及血流速度变化率。结果由2名经验丰富的放射科医师独立分析，意见分歧时提交第三名医师判断。

1.4 统计学分析

SPSS 21.0分析数据，计量资料以（x̄±s）表示，行t检验；计数资料以n表示，行χ2检验。多因素Logistic回归分析斑块破裂的危险因素。P＜0.05有统计学意义。

2 结果

2.1 斑块结局情况

70例冠心病患者中，29例患者出现冠脉斑块破裂。破裂组病程长于未破裂组，合并吸烟史、高血压、糖尿病及低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）水平高于未破裂组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 两组一般资料比较（x̄±s，n）

项目/组别		破裂组（n=29）	未破裂组（n=41）	t/χ2	P
性别	男	17	21	0.375	0.540
	女	12	20	0.375	0.540
年龄（岁）		50.55±16.41	46.39±14.87	1.105	0.273
BMI（kg/m2）		24.26±1.67	24.18±1.78	0.190	0.850
病程（年）		5.85±1.42	3.49±1.67	6.188	＜0.001
吸烟史（是/否）		18/11	12/29	7.214	0.007
高血压（是/否）		20/9	15/26	8.692	0.003
糖尿病（是/否）		14/15	10/31	5.114	0.024
LDL-C（mmol/L）		3.52±0.89	2.81±0.76	3.672	<0.001
HDL-C（mmol/L）		1.12±0.31	1.24±0.28	1.724	0.089

2.2 两组CTA斑块特征

两组CTA斑块在高危形态特征、纤维帽厚度、脂质核心占比、斑块偏心性比例方面比较，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 两组CTA斑块特征比较（x̄±s，n）

项目/组别		破裂组（n=29）	未破裂组（n=41）	t/χ2	P
斑块性质	非钙化	14	12	2.715	0.257
	钙化	9	16
	混合	6	13
斑块总体积（mm3）		301.74±52.16	285.27±49.93	1.335	0.186
高危形态特征	正性重塑	7	3	10.302	0.036
	低衰减斑块	5	6
	点状钙化	6	4
	餐巾环征	5	5
	无	6	23
纤维帽厚度（mm）		0.12±0.05	0.18±0.07	3.891	<0.001
脂质核心占比（%）		58.3±12.4	42.7±10.9	5.467	<0.001
斑块偏心性（偏心/同心）		21/8	15/26	8.962	0.003

2.3 两组DSA结果

两组在OSI、RRT、FFR、iFR及血流速度变化率方面比较，差异有统计学意义（P＜0.05），见表3。

表3 两组DSA结果比较（x̄±s，n）

项目/组别		破裂组（n=29）	未破裂组（n=41）	χ2	P
狭窄程度	轻度	12	14	0.409	0.815
	中度	8	12
	重度	9	15
血流动力学	ΔP（kPa）	7.07±2.14	7.33±2.38	0.469	0.640
	WSS（Pa）	4.66±3.53	3.93±1.49	1.186	0.240
	OSI	0.43±0.10	0.25±0.07	8.867	＜0.001
	RRT（s）	6.15±1.62	2.58±0.94	11.630	＜0.001
	FFR（血流储备分数）	0.72±0.09	0.85±0.11	5.229	<0.001
	iFR（瞬时无波形比值）	0.68±0.12	0.89±0.14	6.813	<0.001
血流速度变化率（%）		25.43±3.71	12.32±3.22	7.153	<0.001

2.4 冠状动脉斑块破裂危险因素

各自变量（X）及因变量（Y）赋值见表4，多因素Logistic回归分析表明，病程（≥4.47年）、正性重塑、低衰减斑块、点状钙化、餐巾环征、OSI（≥0.3）、RRT（≥5 s）是冠状动脉斑块破裂的危险因素（P＜0.05），见表5。

表4 冠状动脉斑块破裂多因素Logistic回归分析变量赋值

变量	赋值
因变量
斑块破裂	0=否；1=是
自变量
病程	0=病程＜4.47；1=病程≥4.47
吸烟史	0=否；1=是
高血压	0=否；1=是
糖尿病	0=否；1=是
LDL-C	0=＜3.0 mmol/L；1=≥3.0 mmol/L
高危形态特征	0=无；1=正性重塑；2=低衰减斑块；3=点状钙化；4=餐巾环征
OSI	0=OSI＜0.3；1=OSI≥0.3
RRT	0=RRT＜5；1=RRT≥5
纤维帽厚度	连续变量
脂质核心占比	连续变量
斑块偏心性	0=偏心；1=同心
FFR	连续变量
iFR	连续变量
血流速度变化率	连续变量

表5 冠状动脉斑块破裂多因素Logistic回归分析

项目	β	SE	Waldχ2	P	OR	95%CI
病程（≥4.47年）	0.059	0.034	3.011	0.017	1.072	[1.003-1.146]
吸烟史（是）	0.102	0.120	0.722	0.395	1.108	[0.876-1.401]
高血压（是）	0.086	0.115	0.558	0.455	1.090	[0.869-1.367]
糖尿病（是）	0.074	0.130	0.324	0.569	1.077	[0.834-1.391]
LDL-C（≥3.0 mmol/L）	0.045	0.105	0.184	0.668	1.046	[0.852-1.285]
正性重塑	0.074	0.068	1.185	0.003	1.624	[1.421-1.856]
低衰减斑块	0.080	0.062	1.664	0.012	1.425	[1.262-1.609]
点状钙化	0.064	0.076	0.709	0.007	1.602	[1.380-1.859]
餐巾环征	0.134	0.081	2.738	＜0.001	1.676	[1.430-1.964]
纤维帽厚度	-0.032	0.022	2.116	0.146	0.969	[0.928-1.011]
脂质核心占比	0.015	0.010	2.250	0.134	1.015	[0.995-1.036]
OSI（≥0.3）	0.382	0.187	4.173	＜0.001	2.079	[1.441-3.000]
RRT（≥5 s）	0.326	0.175	3.468	0.001	1.801	[1.278-2.538]
FFR	-0.208	0.180	1.334	0.248	0.812	[0.571-1.155]
iFR	-0.194	0.165	1.382	0.240	0.823	[0.596-1.137]
常数项	2.874	1.242	5.354	＜0.001

3 讨论

CTA作为一种非侵入性影像学技术，能够显示冠脉结构、斑块沉积等高分辨率病变特征，其无创性避免了因插管而引发感染、出血等风险，提供了更为安全的诊断方案。DSA能够清晰显示血管狭窄程度、血流速度以及血流动力学变化等血管病变细微结构[3]。通过结合CTA与DSA，医生可以识别潜在斑块病变，并进一步评估这些病变对血流动力学的影响，从而更加全面了解冠状动脉病变情况。因此，本研究旨在联合CTA与DSA分析冠心病患者的冠状动脉斑块特征、狭窄程度及血流动力学，以期揭示冠状动脉斑块破裂的危险因素。

本研究结果表明，病程延长、CTA高危形态特征（正性重塑、低衰减斑块、点状钙化、餐巾环征）以及DSA血流力学异常（OSI≥0.3、RRT≥5 s）是冠状动脉斑块破裂的危险因素。长期病程中，冠状动脉内斑块持续暴露于危险因素中，低密度脂蛋白持续在内皮下氧化修饰，激活巨噬细胞吞噬形成泡沫细胞，导致脂质核心体积增大[4]。病程延长通过脂质蓄积间接增加破裂风险。正性重塑是血管对动脉粥样硬化斑块增大的代偿反应，冠状动脉正性重构部位的斑块富含脂质，且为巨噬细胞广泛浸润，易导致斑块受损。低衰减斑块更容易破裂，因为低衰减斑块含有更多的脂质和更少的纤维成分，这使得斑块结构更加脆弱[5]。点状钙化是钙化初始状态，提示病变存在活动性炎症。局部炎症加上小钙化斑对纤维帽的机械刺激，易使点状钙化斑块破裂[6]。餐巾环征与斑块不稳定性密切相关，其具有更大的坏死核心和更薄的纤维帽。在血流动力学中，OSI升高表明血流方向在心动周期内发生频繁变化，这种变化导致斑块表面受到不均匀力作用，从而增加斑块不稳定性。而RRT升高则意味着血流停滞和炎症因子局部聚集，促进斑块内坏死核心扩大和血栓形成，进一步影响斑块稳定性。

综上，CTA与DSA通过整合冠状动脉斑块特征、狭窄程度与血流动力学的协同应用，有助于实现对冠状动脉斑块破裂风险的精准预测。

参考文献

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[2]王宏宇,付茜,苏福祥.载脂蛋白B/载脂蛋白A1比值与急性冠脉综合征患者冠状动脉多支病变及斑块易损性的相关性[J].中国医科大学学报,2022,51(7):577-582.

[3]万书友,杜灵艳,郑琦.CTA与DSA评估冠心病冠状动脉狭窄程度的临床价值[J].医学影像学杂志,2023,33(1):135-138.

[4] 李冰磊. 利用MRI--VPD技术分析不同病程高血压患者颈动脉斑块特征[D]. 内蒙古:内蒙古民族大学,2022.

[5] 席华泽,景梦园,袁隆,等.冠心病患者冠状动脉周围脂肪CT衰减值与斑块特征的关系[J].兰州大学学报（医学版）,2023,49(11):61-66.

[6] 李正腾,王敏,潘冬梅,等.CCTA斑块特征在冠状动脉管腔狭窄程度进展预测及预后的价值研究[J].CT理论与应用研究,2025,34(1):23-30.

作者简介：曹琰（1997—），女，汉族，江苏连云港人，本科学历，职称初级技师；赵云雷（1986—）男，汉族，江苏灌云人，本科学历，心血管方向，职称副主任医师

基金项目：南京医科大学康达学院科研发展基金资助，项目编号：KD2023KYJJ085