摘要
非阻塞性冠状动脉疾病(NOCAD)包括一组异质性疾病，患者表现为心绞痛、心肌缺血或心肌梗死，但不存在阻塞性心外膜狭窄。这一谱系包括非阻塞性冠状动脉的急性心肌梗死(MINOCA)和非阻塞性冠状动脉的胸痛/缺血(ANOCA/INOCA)，这些实体日益被认为具有临床重要性并与不良预后相关。心脏计算机断层扫描(CT)技术的进步扩展了诊断能力，不仅可排除阻塞性冠状动脉疾病，还能对NOCAD相关解剖、功能和组织层面进行综合评估。CT可精确诊断非阻塞性动脉粥样硬化、高风险斑块特征、心肌桥和结构性血管重构。斑块负荷的定量和定性表征与缺血风险相关，提供补充传统狭窄评估的预后信息。新兴的CT衍生生物标志物，如冠周脂肪衰减指数和心外膜脂肪组织指标，揭示了血管炎症和微血管功能障碍（NOCAD中的关键机制）。功能CT技术，如CT血流储备分数和CT灌注成像，可无创评估血流动力学意义和微血管损伤，但其常规应用受限于方法学变异性和临床证据的发展。除冠状动脉评估外，CT还可进行心肌组织表征，检测症状的血管外原因，并有助于全面鉴别诊断。尽管优势明显，心脏CT仍受限于空间分辨率、辐射暴露以及无法直接观察微循环。然而，持续的技术改进和计算模型整合有望增强其诊断和预后作用。
关键词：
心脏CT；非阻塞性冠状动脉疾病；NOCAD；冠状动脉疾病
1. 引言
尽管阻塞性动脉粥样硬化性冠状动脉疾病(CAD)是普通人群中缺血性心脏病的主要原因，但相当一部分表现为心绞痛或急性冠脉综合征的患者在血管造影中并未发现阻塞性冠状动脉疾病。非阻塞性冠状动脉疾病(NOCAD)指一组临床实体，其定义为侵入性或非侵入性冠状动脉成像中解剖狭窄小于50%，可能表现为心绞痛、缺血或心肌梗死。心脏和冠状动脉计算机断层扫描(CT)技术的进步现在允许对冠状动脉进行详细的解剖和功能表征，并可指导是否需要侵入性冠状动脉造影。心脏CT对排除阻塞性CAD具有高敏感性，可识别非阻塞性动脉粥样硬化、心肌桥和其他冠状动脉异常，而CT衍生血流储备分数和CT灌注成像进一步增强功能评估，支持NOCAD患者的临床决策。本叙述性综述探讨了心脏和冠状动脉CT在评估NOCAD中的潜在应用和优势。
2. 定义
要正确认识NOCAD背景下的病理生理学和CT应用，有必要定义一些特定临床场景：
- 非阻塞性冠状动脉的急性心肌梗死(MINOCA)：如果满足第四版心肌梗死通用定义的标准，并通过冠状动脉造影排除阻塞性冠状动脉疾病（主要心外膜血管无≥50%的病变），即可诊断。MINOCA约占所有心肌梗死的6-15%，涵盖多种机制，包括斑块破裂、冠状动脉痉挛、冠状动脉夹层、冠状动脉栓塞、2型心肌梗死和Takotsubo心肌病。传统上被视为良性疾病，但现在认为MINOCA与普通人群相比显著增加不良心血管结局风险。
- 非阻塞性冠状动脉的胸痛(ANOCA)和非阻塞性冠状动脉的缺血(INOCA)：这两种实体之间的差异虽小，但在定义上有所不同。ANOCA强调存在心绞痛症状，而INOCA则关注在无阻塞性CAD（<50%狭窄）的情况下存在心肌缺血证据（如异常应激测试或影像学）。当与疑似心肌缺血相关的症状尚未确定或无法通过仪器成像证实时，通常使用ANOCA术语；而在存在有记录的缺血（即使无症状）时使用INOCA术语。这两种情况通常共享相同的病理生理机制，因为血液供应与心肌氧需求之间的不匹配主要由冠状动脉微血管功能障碍、微血管痉挛、内皮功能障碍、心外膜痉挛和心肌桥引起。
2.1 MINOCA的病理生理机制
MINOCA包含多种病因，当心外膜动脉无阻塞性病变时需要进一步评估，因为管理取决于潜在原因。斑块破裂（破裂、溃疡或钙化结节）可导致血栓形成、血管痉挛和心肌坏死，尽管由于自发性溶栓，血管造影可能表现正常；血管内成像在约40%的病例中识别出斑块破裂。冠状动脉痉挛（自发性或由可卡因、甲基苯丙胺等触发）很常见，在27%的患者中观察到可诱发的痉挛。冠状动脉血栓形成和栓塞可能源于遗传性或获得性血栓性疾病或栓塞源，如瓣膜赘生物、心脏肿瘤或医源性空气栓塞。自发性冠状动脉夹层(SCAD)可导致梗死，即使血管造影正常，与纤维肌发育不良相关，在50岁以下女性中更为常见，占该组急性心肌梗死的25%。Takotsubo综合征约占MINOCA病例的1-2%，应在鉴别诊断中考虑。
2.2 ANOCA/INOCA的病理生理机制
在慢性冠状动脉综合征中，心绞痛可能由血管痉挛、微血管功能障碍或心肌桥(MB)等解剖变异引起。微血管功能障碍是ANOCA和INOCA的关键机制，影响30-50%有胸痛和非阻塞性冠状动脉的患者。其特征是功能异常（内皮血管舒张受损、微血管阻力增加、痉挛）和结构变化（小动脉重构、毛细血管稀疏、纤维化）。在女性和心血管危险因素患者中尤为常见，与保留射血分数的心力衰竭和主要不良心血管事件相关。心肌桥是一种先天性异常，冠状动脉段在心肌内运行，导致收缩期动态压缩和血流改变，与微血管功能障碍密切相关。其患病率因诊断方法而异（血管造影2-6%，CT血管造影19-22%）。尽管通常为良性，心肌桥可通过机械压缩、应激诱导的需求和内皮功能障碍诱发缺血，其与微血管功能障碍共存会增加缺血风险和症状负担。临床上，ANOCA/INOCA中的心肌桥与反复心绞痛、住院和生活质量下降相关。
3. CT在NOCAD中的作用
心脏计算机断层扫描(CCT)是评估冠状动脉解剖和冠状动脉斑块的主要非侵入性技术，由于其高诊断准确性和阴性预测值，在过去几十年中呈指数级增长。除了评估阻塞性CAD外，心脏CT在NOCAD的病因评估中也发挥着关键作用，因为它可以识别可能有助于这一复杂临床环境中鉴别诊断的特定冠状动脉和心脏特征。
3.1 斑块特征
除检测冠状动脉异常、狭窄和心肌桥外，CCT在识别易损斑块特征和总动脉粥样硬化斑块负荷方面具有一系列优势，这两者在NOCAD评估中至关重要。CCT可可靠地识别高风险斑块特征，结果与血管内成像方式相当。此外，它已被证明对斑块动态的纵向监测具有价值，包括进展、回归或稳定，显示出不劣于血管内超声(IVUS)的性能。与仅通过IVUS或OCT进行的节段性方法相比，CCT评估整个冠状动脉血管进行动脉粥样硬化的能 力对于识别和预测缺血至关重要。CT评估的标志性斑块特征中，餐巾环征作为斑块易损性的标志尤为突出。该征象以中央低衰减区域为特征，与大的坏死核心一致，被较高衰减的环包围，对应于纤维组织。组织病理学相关性证实餐巾环征指示不稳定斑块，易发生破裂和不良心脏事件。另一个高风险斑块的标志是正性重构，即在斑块部位血管壁向外扩张，尽管存在显著的动脉粥样硬化负荷，但仍保持管腔大小。正性重构已证明对识别导致急性冠脉综合征(ACS)的罪犯病变具有高敏感性和特异性，是评估通常缺乏限流性狭窄的NOCAD患者的重要特征。斑点状钙化的存在，定义为小于血管直径1.5倍的小而点状的钙沉积，也与斑块不稳定性和急性冠脉事件相关。这些微钙化可能源于斑块内的活性炎症和微结构变化。此外，CT上密度低于30 Hounsfield单位的低衰减斑块通常代表富含脂质的坏死核心，与较高的斑块破裂和进展风险相关。餐巾环征、正性重构、斑点状钙化和低衰减斑块共同构成NOCAD风险分层的关键要素，提高了仅基于狭窄评估的预后准确性。有证据表明，与无冠状动脉疾病或非阻塞性疾病的受试者相比，MINOCA或Takotsubo综合征患者更频繁地出现冠状动脉斑块，尽管是非阻塞性的，但更常被归类为高风险斑块。最近研究表明，在高风险斑块特征中，正性重构与血管周围炎症程度和易损性相关性更强，因为它与较高的病变特异性冠周脂肪组织衰减显著相关。
3.2 冠周脂肪和心外膜脂肪的炎症
冠周脂肪组织(PCAT)和心外膜脂肪组织(EAT)是代谢活跃的脂肪库，与冠状动脉和心肌密切相互作用，促进CAD和NOCAD中的血管炎症、动脉粥样硬化进展和微血管功能障碍。心脏CT可通过冠周脂肪衰减指数(pFAI)进行血管周围炎症的无创评估，较高值表示炎症增加。CRISP CT试验表明，pFAI值≥−70.1 HU与全因和心脏死亡率增加相关。pFAI有助于区分炎症性和非炎症性冠状动脉状态，并阐明MINOCA的潜在机制，如与冠状动脉炎症相关的血管痉挛。
位于心肌和脏层心包之间的EAT与冠状动脉共享微循环，通过脂肪细胞因子分泌发挥促炎、促动脉粥样硬化和促血栓形成作用。心脏CT上增加的EAT体积和密度与CAD严重程度、斑块负荷、微血管功能障碍和不良结局相关。EAT相关炎症可能促进内皮功能障碍和冠状动脉血流储备受损，导致NOCAD患者尽管心外膜疾病非阻塞性但仍出现缺血。在微血管性心绞痛和NOCAD中已报告pFAI和EAT升高，与内皮功能障碍和冠状动脉血流储备降低相关，表明它们作为缺血风险的影像学生物标志物的作用。最近的证据还将血管周围炎症与NOCAD中的冠状动脉钙化、斑块易损性和不良结局联系起来，支持炎症驱动斑块不稳定性的概念，即使不存在显著的管腔狭窄。CT衍生的炎症指标还可作为监测治疗反应的无创生物标志物，因为纵向研究表明高剂量他汀治疗可降低血管周围炎症并稳定斑块。
尽管证据令人鼓舞，但CT衍生炎症生物标志物的临床实施受到技术变异性、成本和需要专业知识的限制，突显了进一步标准化和成本效益分析的必要性。总体而言，整合CT衍生斑块特征、血管周围炎症和功能指数可为NOCAD提供更全面的表型分析，改善风险分层并支持个性化管理，超越狭窄严重程度。
3.3 微血管功能障碍中的血管重构
NOCAD中的非阻塞性心绞痛和缺血通常源于冠状动脉微血管功能障碍(CMD)，由于不存在心外膜狭窄，该病症难以诊断。CCT目前被广泛用作低至中度可能性阻塞性CAD患者诊断工作中的首选测试，主要归功于其排除疾病的高阴性预测值，这也是识别CMD患者的重要发现。最近的进展通过测量心外膜冠状动脉管腔体积，使通过心脏CT评估CMD中的血管重构成为可能。CMD中的结构性重构特征是心外膜管腔体积显著减少，与侵入性测量的微血管阻力增加密切相关。研究表明，与对照组相比，CMD和微血管阻力升高的患者心外膜管腔体积小40%，表明病理性的向外血管重构，虽然不表现为局灶性狭窄，但导致冠状动脉血流受损。这种管腔体积的减少反映了血管平滑肌功能障碍和血管周围炎症之间的相互作用，影响NOCAD中的冠状动脉血流储备和缺血症状。另一方面，功能测试现在也可用于评估无阻塞性CAD患者的微循环障碍。特别是，最近提出了两种基于CCT的功能方法用于CMD检测：CT血流储备分数(FFR-CT；HeartFlow，加利福尼亚州雷德伍德城，美国)和CT灌注(CTP)，将在以下部分详细讨论。因此，心脏CT对心外膜管腔体积的定量评估为微血管健康和重构提供了无创窗口，为无明显冠状动脉狭窄情况下缺血提供了机制性见解。
3.4 NOCAD中心脏CT用于心肌和血管外评估
心脏CT越来越多地应用于不仅评估冠状动脉解剖，还评估心肌组织表征。最近，晚期碘增强(LIE)成为一个引人关注的话题：类似于心脏磁共振(CMR)上的晚期钆增强，LIE通过对比剂延迟洗脱识别心肌纤维化、瘢痕或梗死区域。在NOCAD患者中，LIE的存在可揭示亚临床梗死、微血管阻塞和导致缺血症状的纤维化重构。心脏CT还可评估心脏壁变薄，通常对应于慢性梗死或无活力心肌，反映不良重构和收缩功能受损。CT还可评估心脏腔内的栓塞源，以及静脉血栓和右向左分流（卵圆孔未闭、房间隔缺损或冠状动脉瘘）的存在。此外，心脏CT可检测早期灌注缺陷和细微的区域性室壁运动异常。这种心肌组织表征提供了关键的诊断和预后信息，并可能指导有缺血和心肌功能障碍的NOCAD患者的靶向治疗。最后，CT可通过识别血管外原因帮助NOCAD的鉴别诊断。事实上，CT可用于高准确性地明确诊断急性肺栓塞(PE)，其中血管内中央充盈缺损被对比材料包围是PE的直接征象。主动脉夹层也可能由于内中膜瓣延伸至冠状动脉或心肌血流减少导致心肌细胞损伤而引起肌钙蛋白升高。
4. CCT衍生的预后分类
已开发出几种分类系统来对非阻塞性CAD(NOCAD)患者的预后进行分层。早期的二分方案（<50%狭窄vs.无狭窄）已发展为更详细的系统，包括NOCAD-RADS（0%，1-24%，25-49%）和杜克预后指数，这些系统考虑了疾病程度和分布。狭窄近端受累(SPI)分类强调近端冠状动脉节段中的斑块，并已在一项中国队列中显示可独立预测不良事件，表现与传统指数相当。CT适应的Leaman评分(CT-LeSc)结合了狭窄严重程度、斑块组成和病变位置，识别出CT-LeSc>5的NOCAD患者，其无事件生存率与阻塞性CAD相似。这些工具强调了NOCAD的异质性和基于CT评分对精细风险分层和治疗指导的价值。
5. NOCAD中心脏CT的功能评估
使用心脏CT的功能评估在诊断和管理NOCAD患者方面越来越补充解剖成像。
5.1 FFR-CT的作用
心脏计算机断层扫描衍生的血流储备分数(FFR-CT)是一种新兴的非侵入性技术，在NOCAD评估中发挥着重要作用。FFR-CT利用常规CCT数据，结合根据Navier-Stokes方程的计算流体动力学来模拟血流和压力，提供冠状动脉病变的生理评估。这涉及根据体积CCT数据的半自动分割创建整个冠状动脉系统的解剖3D模型，以及根据患者特定流入和流出边界条件假设的生理模型，从而理论上模拟侵入性FFR的条件。类似于传统FFR，该技术允许在最大充血状态下估计狭窄的生理影响，阈值值为0.80或更低。这种方法通过区分血流动力学显著病变与解剖上明显但功能上无关紧要的狭窄来提高诊断准确性，这在NOCAD中尤为重要，因为狭窄可能轻微或不存在，但缺血存在。研究表明，FFR-CT可以识别冠状动脉循环中的微妙功能障碍，受血管形态和斑块特征影响，从而完善风险分层并指导临床管理，超越传统解剖评估。除了诊断作用外，FFR-CT在NOCAD中的预后意义正在研究中。Wang及其同事对疑似CAD和CCT上非阻塞性发现的患者进行了回顾性队列研究。他们比较了三种主要不良心血管事件预测模型：第一种仅包括临床变量，第二种结合了临床变量和基于CCT的动脉粥样硬化负担测量（如Leiden风险评分和节段受累评分），第三种将FFR-CT添加到这些参数中。FFR-CT被发现提供独立且增量的预后信息，FFR-CT与Leiden风险评分的组合进一步改善了长期风险预测。这些结果表明，FFR-CT除了其功能作用外，可能对NOCAD的风险分层有意义贡献。该方法的预后意义目前正在更大的前瞻性试验中评估，如中国FFR-CT研究2，该研究正在调查FFR-CT、CCT发现与非阻塞性CAD患者长期结局之间的关系。FFR-CT补充解剖信息的能力已在探索非阻塞性CAD中斑块形态与缺血关系的研究中得到强调。Feuchtner及其同事表明，具有高风险斑块特征的非阻塞性病变与钙化病变相比，与显著较低的病变特异性和远端FFR-CT值相关，表明更大的缺血潜力。在个体高风险斑块特征中，正性重构与缺血的相关性最强，而斑点状钙化未显示独立关联，餐巾环征仅显示适度关联。同样，较低的斑块密度（提示富含脂质成分）与较低的FFR-CT值相关，强化了成分易损性影响血流动力学相关性的概念。综上所述，这些发现强调了结合CCT与FFR-CT的附加价值，因为这种方法允许同时评估斑块解剖及其功能后果。
5.2 心脏CTP的作用
微血管功能障碍是导致NOCAD的病理生理机制之一，但其非侵入性评估仍然具有挑战性。正电子发射断层扫描是量化心肌血流量的参考标准，CMR也已为此目的得到验证。心脏CT灌注(CTP)提供了在单次检查中整合解剖和功能信息的潜力。CTP可以静态或动态模式进行。静态成像通过突出显示提示灌注不足的低衰减心肌区域提供定性评估。相比之下，动态CTP生成定量灌注指标，如心肌血流量、血容量、峰值增强和达峰时间。临床前研究表明，CT衍生的心肌血流量与微球和CMR测量值高度相关。在临床队列中，CT衍生的灌注估计值已显示出与铷-82 PET的良好一致性。然而，尽管这些发现令人鼓舞，CT灌注尚未广泛用于常规实践以评估微血管疾病，因为证据仍然有限且采集协议缺乏标准化。此外，关于碘化对比剂本身是否可能诱导血管舒张，从而可能导致血流量高估的问题仍然存在。旨在协议协调和大规模验证的未来研究是必要的，但动态CTP最终可能成为NOCAD中定量评估心肌血流量的可行替代方案。
6. 心脏CT在NOCAD中的局限性
尽管心脏CT彻底改变了非侵入性冠状动脉成像，并为NOCAD提供了解剖和功能见解，但必须承认几个重要局限性。心脏CT主要可视化心外膜冠状动脉和管腔狭窄，但缺乏对冠状动脉微循环的直接可视化，因为微血管异常发生在CT成像的空间分辨率以下。因此，虽然CT可以排除心外膜阻塞性病变，但它不能明确诊断微血管缺血或内皮功能障碍，通常需要补充功能或侵入性测试。此外，CT的斑块表征仍受有限的组织分辨率影响，特别是在严重钙化斑块的情况下，其中条纹伪影导致狭窄严重程度的高估并降低诊断特异性，尤其是在冠状动脉钙化评分高的患者中。此外，心脏CT图像质量可能受到患者相关和技术因素的损害：高心率、心律失常、呼吸运动、致密钙、支架或金属植入物引起的硬化伪影通常会降低图像清晰度。这些挑战已通过使用β受体阻滞剂预处理、减少运动伪影的门控优化和细化图像的后处理软件得到部分克服。CT的一个主要局限性是暴露于电离辐射，这对年轻患者或需要重复成像的患者特别令人担忧，尽管在降低辐射剂量方面的技术进步显著。此外，碘化对比剂的使用带来了过敏反应和对比剂诱导的肾病风险，对肾功能不全患者需谨慎。最后，心脏CT主要提供解剖信息，其在缺血和微血管疾病功能评估中的作用仍然有限。添加CT衍生的血流储备分数或心肌灌注成像可提高诊断准确性，但在许多情况下仍无法替代侵入性冠状动脉功能测试或PET或CMR等高级模式以进行明确诊断。
7. 未来展望
人工智能和放射组学在CT斑块分析中的应用
心脏CT的最新进展现已超越传统的狭窄和斑块负荷评估，扩展到放射组学和基于人工智能的定量分析。这些方法能够提取视觉上不可见的详细成像特征，改善风险分层、预测不良心脏事件和评估斑块进展。尽管仍需大规模验证，但放射组学和人工智能驱动的自动斑块分析代表了非侵入性评估冠状动脉粥样硬化的有希望且快速发展的方向。
8. 结论
NOCAD包括一组异质但临床上重要的疾病，通常表现为心绞痛、缺血或心肌梗死，尽管不存在阻塞性狭窄。心脏CT已成为关键诊断工具，将其作用从排除阻塞性CAD扩展到对冠状动脉解剖、斑块特征和心肌完整性的详细评估。高级CT技术，包括血流储备分数、灌注成像和新型生物标志物如冠周脂肪衰减指数，提供了对疾病机制的额外见解。尽管取得了这些进展，挑战依然存在——特别是微血管疾病的分辨率有限、辐射暴露和缺乏标准化。需要进一步的大规模研究来确认CT衍生参数的预后价值。总体而言，心脏CT实现了NOCAD的综合评估和风险分层，成像、计算建模和人工智能的持续进展可能会加强其诊断和预后作用。
【全文结束】
