出  處: 中國醫藥研究叢刊
出版年度: 2007年
作  者: 陳昌平
單  位: 中國醫藥研究發展基金會

 

心臟檢查

冠狀動脈鈣化指數與電腦斷層冠狀動脈檢查
---原理與臨床應用

 


  

 

「心血管疾病」是心臟病與血管疾病的總稱是美國人的第一死亡原因、亞洲人也排名在第二或第三的死亡原因。根據統計,許多病人在第一次心臟病發作前,並無心痛歷史? 並且三分之一的病人在第一次心臟病發作就死亡,因此,以前醫學教科書所堆積的理論是無法解釋

 

Glagov在1987年發表新理論--「決堤理論,血管壁所堆積的粥狀斑塊是在內膜與外膜間的夾層,堆積的斑塊讓血管壁增加40%(血管壁再造),而內壁之管徑無減少,只有在末期時血管收縮,造成粥狀斑塊(Atheroma)破裂,擠向內徑時,才會發生阻塞而造成心肌梗塞。解釋為什麼病人在第一次心臟病發作就死亡呢?就是血管內壁的「決堤」所致

 

近四十年來,醫學治療的進步可讓急性心肌梗塞的病人死亡率大為降低,但是真正的發生率並未改變,這代表早期的預防並無法發揮來適度改變危險因子。美國有個ATPIII的指引(Framingham risk factors),是評定心肌梗塞危險因子,可是並未包括肥胖或抽煙在危險因子之內。因此無法早期診斷中度危險群的病人

 

本文介紹利用超高速64切立體電腦斷層機(64 silices volume CT Scan)的二種新檢查:冠狀動脈鈣化指數(CCS)與電腦斷層冠狀動脈檢查(CT Angio) ,能早期診斷心血管疾病CCS是心血管疾病的第一個篩選檢查、是冠狀動脈硬化的指標,可以測知血管鈣化的程度與範圍電腦斷層冠狀動脈檢查是一個高敏感度與特異性早期診斷心血管疾病的最佳檢查,它可取代傳統的心導管檢查。它可檢測冠狀動脈狹窄程度,評估冠狀動脈心血管疾病的發生機率,另外,曾進行冠狀動脈分流手術或置放血管支架的患者,也可藉此進行追蹤檢查。

 

二十一世紀的現代醫學強調預防醫學科技及資訊發達的結合,讓疾病可以早期發現。以往需要藉由心導管攝影等侵入性檢查才能篩檢,現在只要透過64切的二種新檢查,即能立刻完整評估風險中度危險群的年輕人利用此二個檢查,可得到一個正確的保健方向。讓有必要的族群能早期接受生活方式、飲食、適當健康食品、降血脂藥的應用,避免心血管疾病心血管疾病的發生。

 

  

 

「心血管疾病」是心臟病與血管疾病的總稱是美國人的第一死亡原因、亞洲人也排名在第二或第三的死亡原因。「心臟冠狀動脈疾病」專指供應心臟的血液減少而對心臟造成傷害。當心臟的血管變窄、使心臟的氧不足、會產生一種胸痛 (心絞痛)就是狹心症 ( Angina pectoris), 是心肌梗塞 ( Myocardial  infarction )前兆。

 

根據統計, 有三分之一的病人在第一次發作就死亡。在早期,病人都沒有前兆或輕微症狀就突然心肌梗塞而猝死,猝死是一種意外性突發死亡,急性心肌梗塞佔猝死的80%,起因於冠動脈阻塞,斷絕心肌血液供應,超過15-30分鐘,心肌因缺血而壞死,其症狀是疼痛劇烈,可擴散至左臂內側或頸顎部,常伴隨冒汗、呼吸困難、無力及恐慌,急性心肌梗塞發作早期可因心律不整而猝死,晚期可併發休克或心衰竭,死亡率約30%

 

其實當心臟問題出現時,往往其病因已經超過十年時間的發展。今日健康檢查的結果, 難以顯示亞健康人的早期不正常。有些人的健康檢查報告都是正常就失去戒心、發生3個月後猝死。因此找一個早期的檢查診斷冠心病是必須的。本文將介紹利用超高速64切立體電腦斷層機的二種新檢查:冠狀動脈鈣化指數(CCS)與電腦斷層冠狀動脈檢查(CT Angio)

 

冠心病(心臟冠狀動脈病, Coronary Artery Disease)

若冠狀動脈發生粥樣硬化,導致血管狹窄或堵塞,使心肌缺血而壞死,即稱冠心病(心臟冠狀動脈病)。近年來,由於生活緊張、飲食中脂肪過高,再加上缺乏運動,冠心病患者的年齡有逐漸下降趨勢,以往好發年齡多集中在50歲以上,但近來,30幾歲甚至20幾歲得病者時有所聞。大部份冠心病患者可服藥來預防心肌梗塞發生,藥物能擴張冠狀動脈,增加心肌血流灌注、心臟氧氣量,減輕心臟負擔這類藥品有硝化甘油類製劑、鈣離子拮抗劑(calcium channel blockers)和交感神經乙型拮抗劑(beta blockers)等,但藥物治療並不能使已經阻塞的動脈血管暢通

 

改善血流暢通的方法有二; 第一是氣球擴張術(PTCA) 配合支架,用一種特殊的小管子由腹股溝或上臂的動脈伸進到阻塞的心臟動脈中,以管子所附加之氣囊充氣後,將血管中斑塊擠壓使血管再通,配合支架可預防再狹窄。第二是外科方法,即冠狀動脈繞道手術(CABG),是從患者腿部取下一段血管,將它縫合到主動脈,連接到冠狀動脈血管阻塞部位的遠端處,因此血液將順著新通道來營養心肌,避免缺血而壞死。但這二種方式每年有 20到30 %的機會再狹窄

 

冠狀動脈 

有三條冠狀動脈環繞在心臟邊(圖 1),它們提供足夠的氧氣和養分給心臟,才能夠維持心臟正常功能。要想享有健康心臟、首先得把保持暢通的冠狀動脈

 

圖1.冠狀動脈 分左右二大支,左支再分為左前下降支與左旋支。

 

正常的冠狀動脈血管內壁沒有腫塊,管腔暢通。以前醫學教科書都說:隨著年紀的增長、血管就會產生『生銹或是堆積』的理論(圖 2),而在血管慢慢的生銹產生阻塞後、易惡化成心肌梗塞。粥狀硬化是指動脈管壁上生成腫塊,由平滑肌細胞、纖維蛋白質、脂肪、細胞殘渣構成,加上程度不一的出血、壞死、與鈣化,粥狀斑塊外圍常附有血栓。血管內壁因此硬化粗糙不平、管徑變小,血流量減少、組織獲氧與養分供應減少。血管內壁承受壓力大,容易受傷,而易生成血栓,使阻塞的情況更為惡化。晚期的血管壁粥狀斑塊為不可逆性。生銹或是堆積理論』是不正確的理由有二,第一是因血流從下來到死亡從未停過,快速不停的血流使膽固醇斑塊無法堆積在血管內膜上。第二是為何許多病人在第一次心臟病發作前,並無心絞痛歷史? 並且三分之一的病人在第一次心臟病發作就死亡,因此堆積理論是無法解釋臨床現象。

 

2. 血管壁的變化階段 由左至右是正常、輕度、中度、重度變化。這是生銹或堆積理論粥狀斑塊在內膜的上面。

 

Glagov 血管再造說(Remodeling Hypothesis) ---一個新學說

Glagov在1987年新英格蘭雜誌發表他的新理論(1),血管壁所堆積的粥狀斑塊是在內膜與外膜間的夾層,堆積的粥狀斑塊讓血管壁增加40%(血管壁再造),但內壁之管徑無減少,只有在末期時,血管收縮造成粥狀斑塊(Atheroma)破裂,擠向內徑時,才會發生阻塞而造成心肌梗塞。在臨床上許多病人有很大的粥狀斑塊,但並沒有明顯的內徑狹窄。心導管研究顯示90%的急性心肌梗塞病人,它們的內徑是正常值之70%以上,因此造成心肌梗塞的最重要關鍵是粥狀斑塊(Atheroma)有無急性破裂,而非內徑狹窄的程度。很多臨床研究支持此理論,所以冠狀動脈之病理變化不是一個單純機械式的問題,而是一個複雜生物學的過程(2,3)。急性心肌梗塞最開始是斑塊的破裂及造成血塊,而堵住冠狀動脈血管。 . 

 

Glagov 血管再造說解釋為什麼三分之一的病人在第一次心臟病發作就死亡呢?那就是血管內壁的「決堤」所致。當血管內「決堤」前、許多病人都沒有前兆或輕微症狀,所以一發作就來不及急救而回天乏術了。

 

3. 動脈粥狀硬化  上圖五階段的粥狀斑塊的形成 (Glagov Hypothesis)。下圖是血管鈣化可由電腦斷層檢測出來。

 

新動脈粥狀硬化發展五步驟(圖3)

1.    內膜受傷: 血中過量的低密度膽固醇聚集在動脈內壁上發生氧化,刺激內皮細胞分泌黏性分子,吸引T細胞和單核球細胞沾黏,侵入血管內膜下。

2a. 泡細胞的形成: 在血管內膜下,單核球活化成為巨噬細胞,產生許多發炎物質,並且吞噬大量的氧化低密度膽固醇,形成脂肪堆積的泡細胞(foam cells)與脂肪塊,這是粥狀斑塊的初期,此階段為可逆性,如果妥善預防可以避免傷害性的變化。

2b. 粥狀斑塊(Atheroma)的形成: 在內膜與外膜之間的夾層, 以脂肪為中心, 由平滑肌細胞、纖維蛋白質、脂肪、細胞殘渣構成腫塊,加上一些出血、壞死與鈣化. 腫塊逐漸增大,被週邊的肌肉細胞包圍,形成纖維狀硬殼。堆積的粥狀斑塊讓血管壁增加40%(血管壁再造),而內壁之管徑並無減少。

3.   粥狀斑塊破裂與出血: 形成凝血塊或血栓,血栓或血塊過大就會阻塞血流。

4.   血塊的形成:當斑塊擠向血管內,形成凝血塊或血栓,血栓或血塊過大就會阻塞血管。

5.   內徑的阻塞: 有三分之一的人會堵住了整個血管,造成血流不通,產生心肌梗塞。三分之二的病人血塊穩定了,造成內徑的阻塞。

 

「冠狀動脈硬化指數」(Coronary Calcium Scoring)

「冠狀動脈硬化指數」(CCS)是心血管疾病的第一個篩選檢查、是冠狀動脈硬化的指標,可以測知血管鈣化的程度與範圍,這指數是依性別與年齡來表現。利用大量病人篩選與統計學的結果可以表現此指數,從0-1000或更高(4-11)。

 

CCS臨床使用:

1.   對沒症狀病人的篩選: 利用CSS可篩選心血管疾病中度危險群的病人。

Akosah et al 發表一篇文章(12),如何對年青高危險群的病人來篩選。他用傳統危險因子(Framingham risk factors)來定義病人的危險群(13)。低危險群: 十年發病率<9%, (一年發病率<1%); 中度危險群; 十年發病率10-20%, (一年發病率<1-2%); 高度危險群: 十年發病率 >20%, (一年發病率>2%)在 222年輕(50歲以下)的急性心肌梗塞病人中,只有 25%的病人是中度危險群適合藥物治療,女性只有18%的病人達到此標準。

 

利用CCS對102 位有急性心肌梗塞年齡小於60 歲病人,及102 位相同年齡與性別相同的沒有症狀的控制組。發現95.1% 的病人有急性心肌梗塞有些鈣化,控制組只有5.8%有鈣化,所以有顯著差異(5)。因此最新的建議: 若CCS>80就代表心血管疾病的中度危險群,要給病人加強的藥物治療,來預防心臟病的發生。

 

2.      CCS是單一因子來預測沒症狀與沒有心臟病史病人的死亡率:

如圖4所示,當CCS>1000時死亡率可達一般12.3倍;在400-1000之間可為一般6.2倍; 在100-400之間可為一般3.5倍(8)。

4. 以CCS為單一因子來預測病人的死亡率

 

3.      CCS可以用來當心導管的過濾網,減少不需做心導管之檢查:

1764位病人來做心導管前,先檢測CCS,發現心導管有阻塞者,99.4% 的男性, 100% 在女性都有不正常CCS 如果CCS的指數是0時,他有99%的機會是沒有疾病。所以CCS可以用來當心導管的過濾網,減少陰性的心導管結果。同時若病人的CCS是0時,他就不必吃降血脂的藥。

4.      CCS可當做治療過程中的追蹤工具:

增進病人的服藥情形。一般而言,使用降血脂藥的病人,一年後只剩下50%仍服藥,到二年剩下25%。但是若病人經CCS檢查大於400時,在3.6年追蹤,90%的病人仍繼續使用降血脂的藥,因此CCS檢查加強病人服用降血脂的藥或其他健康食品的合作態度(圖 5)。

圖5.CCS對使用降血脂藥的影響,使用降血脂藥再3.6年後的追蹤情形

 

5. 誰需要做CCS檢查呢 ?

1)年齡超過40歲‧(2)有心臟病的家庭史‧(3)生活壓力大者‧(4)高血壓或糖尿病者‧(5)抽煙或肥胖者,都必須做「冠狀動脈硬

化指數」的檢查。

 

超高速64切立體電腦斷層機(64 slices Volume CT Scan

64切CT可將組織細切至0.0625公分,每轉一圈掃瞄64張電腦斷層圖像,比傳統單張的電腦層掃描儀速度快173倍,解析度達0.33mm的精細程度,克服了過去電腦斷層掃描受限於心跳造成影像不清楚的問題在診斷的應用上提供精細的影像資訊,優越的後處理功能成為篩檢心臟、肺癌及大腸癌等疾病的新利器,有助於更準確的診斷。

 

64切電腦斷層冠狀動脈檢查 (CT angiography)

電腦斷層冠狀動脈檢查是一個高敏感度與特異性早期診斷心血管疾病的最佳檢查,它可取代傳統的心導管檢查,並且克服過去電腦斷層掃描受限於心跳造成影像不清楚的問題。它可

 

Table 1. 心血管疾病的危險因子:

主要危
險因子

遺傳
(家族病歷)

早發性心血管疾病(確定為心肌梗塞、父親或男性一等親在55歲以前猝死、母親或女性一等親在65歲以前猝死)

性別

男性的危險高於女性

年齡

男性45
女性55,或過早停經而無女性荷爾蒙治療

可預防之危險因子

經常性抽煙

血壓140/90mmHg或服用高血壓藥物

高血壓

飲食型態

飽和油脂、反式脂肪酸、膽固醇、熱量過多

血脂異常

總膽固醇、低密度脂蛋白(LDL)膽固醇、或三酸甘油酯過高, 或高密度脂蛋白(HDL) 膽固醇偏低

可預防之助長因子

肥胖

減胖、因肥胖助長血脂異常, 使LDL膽固醇與三酸甘油酯增高,HDL膽固醇減少

缺乏運動

多運動,因缺乏運動助長血脂異常

壓力

 

 

 

6. 左圖電腦斷層的外形,右圖3D重組的心臟檢查可清晰看到左右冠狀動脈。

 

測冠狀動脈狹窄程度,評估冠狀動脈心血管疾病的發生機率,另外,曾進行冠狀動脈分流手術或置放血管支架的患者,也可藉此進行追蹤檢查。

 

CT冠狀動脈檢查適應症:

1)冠狀動脈狹窄檢查‧(2)先天心血管異常‧(3)心血管肢架追蹤檢查‧(4)心血管分流術後追蹤檢查。

 

Table 2. 冠狀動脈檢查

n      傳統檢查方式
    傳統心導管檢查需住院,檢查費時,需使用局部麻醉,需插入穿刺針引導線及導管,注射大量顯影劑,極度不舒服且危險性高。

n      64切CT冠狀動脈檢查
    新世代64切電腦斷層掃描儀進行心臟血管影像檢查,不需住院,且不需麻醉,大約僅需10多分鐘,就能獲得精確之診斷,快速安全舒適。

 

 

 

 

7 . 冠狀動脈檢查  左圖: 傳統的心導管影片, 呈二度空間黑白相片。中圖: 3D電腦斷層的重組相片。右圖: 可清晰看到血管中的鈣化與粥狀斑塊所造成的阻塞情形,可看到一個80%阻塞的粥狀斑塊在血管的末端,要馬上接受支架的治療。

 

 

 

 

 

近四十年來,醫學治療的進步可讓急性心肌梗塞的病人死亡率大為降低,但是真正的發生率並未改變,這代表早期的預防,如生活方式、飲食、適當健康食品、降血脂藥的應用,並無法發揮適度改變危險因子的作用。

美國有個ATPIII的指引(Framingham risk factors),甲是危險因子來評定心血管病,可是並未將肥胖或抽煙包括在危險因子之內。因此無法早期診斷出中度危險群的病人

二十一世紀的現代醫學強調預防醫學科技及資訊發達的結合,讓疾病可以早期發現。本文介紹利用超高速64切立體電腦斷層機的二種新檢查: 冠狀動脈鈣化指數(CCS)與電腦斷層冠狀動脈檢查(CT Angio),能早期診斷心血管疾病、早期治療,以往需要藉由心導管攝影等侵入性檢查才能篩檢,現在只要透過64切的二種新檢查,即能立刻完整評估風險中度危險群的年輕人利用此二個檢查,可得到一個正確的方向。讓有必要的族群能早期接受生活方式、飲食、適當健康食品、及降血脂藥的應用,避免心血管疾病心血管疾病的發生。      

 

Reference:

1.      Glagov S, Weisenberg E, Zarins C, et al. Compensatory enlargement of human atherosclerotic coronary arteries. N Engl J Med 1987;316:1371-1375.

2.      Shah PK. New insights into the pathogenesis and prevention of acute coronary syndromes. Am J Cardiol 1997;79:17-23.

3.      Mann J, Davies MJ. Mechanisms of progression in native coronary artery disease: role of healed plaque disruption, Heart 1999;82:265-268.

4.      Rumberger, JA, Sheedy III PF, Breen JF, et al. Coronary calcium, as determined by electron beam computed tomography, and coronary disease on arteriogram, Circulation 1995;91:1363-1367.

5.      Schroeder S, Kopp AF, Baumbach A, et al. Noninvasive characterization of coronary lesion morphology by multi-slice computed tomography: a promising new technology for risk stratification of patients with coronary artery disease. Heart. 2001; 85: 576–577

6.      Becker CR, Kleffel T, Crispin A, et al. Coronary artery calcium measurement --Agreement of multirow detector and electron beam CT, AJR 2001;176:1295 -1298.

 

7.      Nandalur KR, Baskurt E, Hagspiel KD, et al. Carotid artery calcification on CT may independently predict stroke risk, AJR, 2006;186:547-552.

8.      Shaw LJ, Raggi P, Schisterman E, et al : Prognostic value of cardiac risk factors and coronary artery calcium screening for all-cause mortality, Radiology 2003; 228:826-833.

9.      Daniell AL, Wong ND, Friedman JD, et al. Concordance of coronary artery calcium estimates between MDCT and electron beam tomography, AJR 2005;185:1542- 1545.

 

10.  Yamamoto H, Budoff MJ, Lu B, et al. Reproducibility of three different scoring systems for measurement of coronary calcium, 2002;18:391-397.

 

11.  Bellasi A, Ferramosca E, Muntner P, et al. Correlation of simple imaging tests and coronary artery calcium measured by computed tomography in hemodialysis patients, Kidney International 2006,70:1623–1628.

 

12.  Akosah Ko, Schaper A, Cogbill C, et al. Preventing myocardial infarction in the young adult in the first place: how do the National Cholesterol Education Panel III guidelines perform? J Am Coll Cardiol  2003;41:1475-1479.

 

13.  Wilson PWF, D'Agostino RB, Levy D, et al. Prediction of coronary heart disease using risk factor categories, Circulation. 1998;97:1837-1847.

 

14.  Suzuki M, Saito M, Nagai T, et al. Prevention of positive coronary artery remodeling with statin therapy in patients with coronary artery diseases, Angiology, 2006;57:259-265.

 
 
 
 
 
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