随着2024年的缓缓落幕，我们欣然回望，这一年，每一次技术的革新，都为我们揭开了心脏奥秘的新篇章；每一次研究的突破，都为我们战胜心血管疾病增添了新的武器。从国际权威指南的更新迭代，到前沿临床研究的震撼发布；从尖端诊疗技术的横空出世，到诊疗理念的深刻变革；再到人工智能（AI）技术的惊喜探索，每一项成就都是智慧与汗水的结晶，是对生命健康的深情承诺。为此，康迅网邀请到中国医学科学院阜外医院赵世华教授，与我们一同探讨2024年心血管影像领域的精彩进展，共同见证2024年心血管影像领域的辉煌篇章，感受影像学如何重塑我们对心脏健康的认知和治疗。
专家简介
中国医学科学院阜外医院 赵世华教授
中国医学科学院阜外医院博士生导师、一级主任医师，北京协和医学院长聘教授、教学名师，现任中华医学会心血管病学分会常委和影像学组组长。
代表性研究成果（最后通讯作者）发表在国际医学综合顶级期刊Nature Medicine、国际心血管领域顶级期刊Circulation（2篇）、European Heart Journal（3篇）和影像学顶级期刊Radiology（3篇）等。
现任“十四五”国家重点研发计划重点专项首席科学家，连续四次主持国家自然科学基金重点项目。作为第一完成人先后获国家和省部级成果奖9项，包括国家科技进步二等奖、教育部科技进步奖一等奖（2项）、华夏医学科技奖一等奖、2022年北京医学科技特等奖等。
一、指南领航新向，共识指引明途
1.CT血管成像相关
冠状动脉CT血管造影（CCTA）已成为一种重要的无创心脏成像技术，并迅速获得广泛认可。2021年美国心脏协会的胸痛管理指南现已将CCTA视为主要的诊断工具，巩固了其在评估潜在冠状动脉疾病方面的关键作用。亚洲心血管影像学会（ASCI）于2024年4月发布了关于使用《CCTA评估冠状动脉狭窄和冠状动脉斑块的共识声明》，为这一重要无创心脏成像技术的使用提供了全面的规范和指导。
主动脉夹层是严重威胁生命的心血管急症之一，CTA是诊断主动脉夹层的首选检查方法。将基于CTA图像的AI技术应用于主动脉夹层，有助于快速辅助诊断、评估疗效和预测术后风险等。同时，中华医学会放射学分会心胸学组也于2024年在《中华放射学杂志》发布了《主动脉夹层CT血管成像标注专家共识》。
2.磁共振成像相关
心脏磁共振（CMR）是诊断缺血性心肌病（ICM）的重要影像学方法规范扫描流程、序列选择及诊断过程可进一步提高CMR用于ICM 的临床价值。发表在《中国医学影像技术》的《ICM心血管MR临床应用专家共识》规范了CMR扫描流程、序列选择及诊断过程，以提高其在缺血性心肌病临床诊断中的价值，为临床医生提供了更准确、更可靠的诊断依据。
3.核素显像相关
2024年美国核心脏病学学会专家共识建议：18F-FDG PET/CT和放射性标记白细胞SPECT/CT成像在多模式背景下评估心血管感染，明确了核素显像在心血管感染评估中的应用价值和操作规范，为临床诊断提供了重要参考。
随着对多模态影像的重视，2024年欧洲核医学协会和欧洲心血管成像协会临床共识声明对混合心血管影像学检查进行了阐述，回顾了可能受益于混合心血管影像学检查的临床情况，并提供了获取方案的建议，以更好地为各种临床情况下的诊断提供最相关的信息。
4.超声心动图相关
冠状动脉粥样硬化性心脏病（简称：冠心病）是中国最常见的心血管疾病之一，经皮冠状动脉介入治疗（PCI）手术是针对该疾病目前主流的治疗手段。数据显示，中国冠心病患者已超过1100万例，实施的PCI手术超过160万台。随着人口老龄化进程加快，据专家预测，未来一段时间，PCI手术量仍将以超过10%的增长率快速增长。弗若斯特沙利文数据显示，中国PCI手术量将于2030年增至369.8万台，2021—2030年复合年增长率约为13.7%。在此背景下，可提升PCI手术准确性的血管腔内影像技术也进一步得到重视。2024年欧洲心脏病学会（ESC）发布的《2024 ESC慢性冠状动脉综合征管理指南》已将腔内影像技术（血管内超声和光学相干断层成像）在PCI治疗中的应用提升至Ⅰa类推荐，强调了血管腔内影像技术在冠心病诊疗中的重要性。
5.其他
2024年9月，《心磁图诊断冠脉微循环障碍中国专家共识》启动，该共识由国家重点研发计划心磁专项课题组等主办，将规范心磁图诊断评估冠脉微循环障碍的方法和流程，推动心磁图技术在心血管领域的应用。
二、临床探骊得珠，研究揭秘隐幽
1.缺血性心脏病
缺血性心脏病是指主要由冠状动脉粥样硬化引起管腔狭窄或闭塞所致的，随疾病进展包括从心肌缺血到心肌梗死的一系列连续疾病谱。
近年来，针对年轻群体的冠状动脉硬化问题，一项利用CCTA技术的研究揭示了危险因素与冠状动脉钙化及斑块特征之间的密切关系。该研究针对18~45岁的症状性患者，发现冠状动脉粥样硬化在年轻患者中并非罕见，且危险因素的数量与冠状动脉钙化及斑块的形成存在强相关性。特别是对非阻塞性冠心病患者的非钙化斑块及低衰减斑块负担显著，这与未来心血管事件的风险密切相关。此外，中国医学科学院阜外医院吕滨教授团队开展了一项前瞻性多中心研究，通过冠脉CTA检查非ST段抬高型急性冠状动脉综合征患者的斑块成分，并随访心血管不良事件。研究结果表明，残余斑块是引发多数心血管不良事件的主要原因，而冠脉CTA斑块成分的量化分析则有助于筛查高危冠脉斑块。
在心肌梗死的诊断与预后评估方面，CMR扫描发挥了重要作用。一篇综述探讨了CMR在怀疑为冠状动脉非阻塞性心肌梗死（MINOCA）患者中的诊断作用，并分析了不同疾病状态下CMR的表现特征及成像时机。CMR能够准确区分MINOCA中的非缺血性原因与真实缺血性心肌梗死，且早期CMR成像能够显著提高诊断率。
哈佛医学院Raymond Y. Kwong教授团队则开展了一项多中心观察性研究，纳入有缺血性心脏病症状的患者进行负荷CMR检查，以分析心肌梗死周围缺血与不良心血管事件之间的关联。研究结果显示，心肌梗死周围缺血是不良心血管事件的最强预测因子，而负荷CMR技术能够精确检测心肌梗死和缺血区域，从而有助于识别高风险患者。
此外，弥散张量CMR技术也被应用于心肌梗死后心脏微结构变化的检测中。一项研究招募了ST段抬高型心肌梗死患者和健康志愿者，在不同时间点进行弥散张量成像，并测量相关参数以评估心脏微结构的变化。研究结果显示，DT-CMR能够揭示STEMI后心脏舒张期和收缩期的微观结构改变，且相关参数可用于预测左心室的不良重构，其效果优于传统的CMR成像参数。
在心肌梗死的预后评估方面，肝脏磁共振T1值也成为了一个重要的研究指标。一项研究纳入了接受经皮冠状动脉介入治疗的ST段抬高型心肌梗死患者，并在不同时间点通过CMR成像评估心肌功能和肝组织T1值。研究结果表明，肝T1值与心肌梗死面积等心肌损伤指标密切相关，且其持续升高是预后不佳的预警信号。同时，四个月后的肝T1值可独立预测主要不良心血管事件的发生。
除了冠状动脉硬化与心肌梗死外，其他心脏疾病的研究也取得了重要进展。例如，在主动脉瓣狭窄的评估方面，一项研究使用自动高斯混合模型量化主动脉瓣的纤维化和钙化组织，并与组织学评估结果进行了对比。研究结果显示，CTA与组织学检查结果高度一致，可用于评估主动脉瓣狭窄的严重程度和预后，并具有良好的观察者间可重复性。此外，冠脉血管远端FFR-CT也被应用于血管病变的监测中。一项回顾性研究分析了接受连续CTA扫描的患者数据，并使用AI辅助的定量冠状动脉CTA确定血管远端FFR-CT值。研究结果表明，血管远端FFR-CT可作为心外膜冠状动脉疾病负担的综合评估指标，其变化与疾病进展密切相关。最后，基于冠状动脉造影的微循环阻力指数（angio-IMR）研究也为非ST段抬高型心肌梗死的预后评估提供了新的手段。王建安院士/蒋峻教授团队一项研究纳入了接受经皮冠状动脉介入治疗的非ST段抬高型心肌梗死患者，并测量了罪犯血管的angio-IMR值。研究结果显示，PCI术后angio-IMR高的患者不良心血管事件的发生率较高，因此angio-IMR可作为强预测因子，提高风险分层能力。
2.非缺血性心脏病
非缺血性心肌病定义为除冠状动脉疾病外的原发性心肌病变，表现为心脏形态结构异常、心功能障碍的异质性心肌疾病，主要由遗传因素、代谢因素及心肌结构改变等导致。JACC中的一项研究利用CMR技术评估心肌纤维化，革新了非缺血性心肌病患者室性心律失常和猝死风险评估方法。相较于传统左心室射血分数评估，CMR不仅提高了预测准确性，还能精准划分风险等级，为个性化治疗提供了科学依据，挑战了现有评估体系，为心脏植入式除颤器植入决策提供了新思路。
肥厚型梗阻性心肌病（HOCM）患者经药物治疗无效时，常需心肌切除术。然而，术后少数患者仍发生严重心血管不良事件。阜外医院赵世华/王水云团队在JACC: Cardiovascular Imaging上发表的研究揭示了术前左心房应变可精准预测HOCM患者心肌切除术后预后。
扩张型心肌病（DCM）是一种以左心室扩张和收缩功能障碍为特征的心肌病。浙江中医药大学附属第一医院许茂盛教授团队联合浙江大学医学院附属邵逸夫医院胡红杰教授团队、浙江大学医学院附属第二医院余日胜教授团队在Radiology上发表的研究表明，右心房导管应变是DCM患者不良预后的独立预测因子，且相较于左心室应变，右心房应变在DCM患者中的预后预测能力更强。
致心律失常性右室心肌病（ARVC）是一种罕见的遗传性心肌疾病，是心律失常性心肌病中占比最大且描述最完善的一类，其病理特征为心肌细胞逐渐丧失和心肌被纤维脂肪组织替代，导致心肌重构和功能障碍。ARVC患者易发生持续性心室心律失常及猝死，然而现有的ARVC风险评分在识别某些患者的风险时具有局限性。
广东省人民医院刘辉教授团队对ARVC患者的CMR特征进行研究，发现双心室整体纵向峰值应变和细胞外体积分数具有潜在的增量预后价值，可提高风险分层精确性。
ARVC的诊断主要基于修订后工作组标准（rTFC）的综合评分系统确定，其中对于右心室结构和功能异常的评价有重要作用。rTFC推荐使用CMR评价右心室射血分数和舒张末期容积指数等定量参数，但是处于临床前节段的患者右心室结构和功能异常可能不明显，而CMR特征追踪技术可量化评价心肌形变，从而更敏感客观地识别右心室功能障碍。中国医学科学院阜外医院赵世华教授团队基于大样本回顾性研究队列，探究了根据rTFC诊断的ARVC患者的心肌应变特征，并探讨了应变分析在ARVC患者中的诊断和预后价值。
三、扫描技术进阶，医械创新呈现
1.增强扫描技术的广泛应用
在2024年9月12—14日举行的第十七届亚洲心血管影像学会大会上，Joseph教授和Gutberlet教授分享了心血管影像学的国际前沿资讯。增强扫描技术在心血管成像中的应用越来越广泛，对比剂和高压注射系统在这一过程中起到了关键作用，显著提高了影像的清晰度和诊断准确性。
2.光子计数CT技术
2024年7月Journal Of Cardiovascular Computed Tomography封面呈现光子计数CT扫描所得冠脉CTA图像，其中轻度支架内再狭窄清晰可辨，视觉效果颇为震撼。光子计数CT技术有望极大地改变CT成像方式，能够通过不同的能量水平和对比剂来获取更多心肌信息，为心肌微血管功能障碍或血管痉挛等问题的检测提供了新的手段。未来20年，光子计数CT将取代传统 CT进行冠状动脉评估；将使常规进行斑块表征和量化成为可能。
3.5T磁共振评估心肌纤维化
北京协和医院王怡宁教授团队在Radiology上发表的研究首次验证了5T磁共振在心肌钆对比剂延迟强化（LGE）成像中的临床价值，相较于3T技术，5T在信噪比和对比噪声比上显著改善，为心肌纤维化的精准诊断提供了有力工具。这一发现不仅彰显了5T MRI技术的先进性，也为心脏疾病的早期诊断和治疗带来了新的希望。
4.5T磁共振血管成像
复旦大学附属中山医院放射科曾蒙苏/金航教授团队同样在Radiology上发表的研究探讨了5T非对比全心脏冠状动脉磁共振血管成像的可行性与临床应用，发现5T在图像质量、信噪比、对比度噪声比及血管边缘清晰度等方面均优于3T技术，展现出卓越的诊断性能。这一创新技术有望为心血管疾病患者提供更加安全、无创、精准的诊断方案，标志着心血管疾病影像学诊断领域的重要进展。
5.未来CMR “一体化” 和 “实时” 技术有望进一步发展，前者旨在通过单次扫描获取多种信息提高效率，后者致力于摆脱呼吸控制和ECG门控限制，二者均有独特优势与挑战，但在广泛临床应用前还需解决诸多问题。
6.世界上最亮的X射线——HIP-CT成像：Radiology刊载利用HIP-CT对两颗完整成人心脏（一颗健康，一颗患病）予以前所未有的精细成像，为深入探究心血管疾病构建了宝贵资源。该研究成功获取整个器官的解剖结构，分辨率达20 μm，即相当于人类头发直径的一半，且在特定区域成像达细胞层级。
四、诊疗理念革新，医道精准入微
1.精准医疗：随着腔内影像技术、光子计数CT技术等新型成像技术的出现和应用，心血管疾病的诊疗正逐步迈向精准医疗的新时代。这些技术不仅提高了诊断的准确性，还为个性化治疗方案的制定提供了有力支持。
2.多学科协作：在心血管疾病的诊疗过程中，多学科协作的重要性日益凸显。例如，在急性胸痛患者的诊疗中，需要心血管内科、放射科、急诊科等多个科室的紧密合作，以确保患者得到及时、有效地治疗。
3.多模态影像融合的重视：随着技术发展，越来越强调不同成像方式的融合，如硬件上同一时间、同一部位应用不同检查手段同时检查，或软件上同一部位、不同时间、不同硬件检查后的动态融合，以实现对心血管疾病更为精准智能地诊断与评估。
4.无创检查技术的推广：如冠状动脉磁共振血管造影检查，因其无电离辐射且可不使用对比剂，适合低风险和中风险患者，有望成为冠心病筛查的有效手段，体现了在保证诊断准确性的同时，减少患者创伤和风险的理念。
5.精准医疗理念的深化：借助先进的影像技术和AI分析，更加注重对患者个体病情的精准评估和个性化治疗方案的制定，以提高治疗效果和减少并发症的发生。
五、智影慧析巧判，AI辅诊护航
1.诊断方面
AI可以通过对心血管影像数据的分析，实现对心血管疾病的准确诊断。例如，通过对心脏超声图像、CT图像和磁共振图像等的分析，自动测量心脏的大小、形状和功能参数，可以检测出心脏结构和功能的异常，如心肌梗死、心力衰竭等。
中国医学科学院阜外医院赵世华教授团队2024年发表在Nature Medcine基于大样本CMR队列开发并验证了一种能够执行CMR自动化、计算机化筛查及诊断任务的深度学习模型，对9719例患者的11种心血管疾病进行筛查和诊断，该模型在内部及外部数据集上的自动诊断效能均保持高精度。上海交通大学医学院附属仁济医院吴连明教授团队应用生成式深度学习模型，实现了基于平扫电影序列的LGE图像生成，在急性心肌梗死患者中获得了优于传统LGE的图像质量和瘢痕定量，该研究于2024年发表于Circulation: Cardiovascular lmaging。Stowell等人介绍了Unity-GLS，一种用于测量超声心动图全局纵向应变的开源机器学习方法。该方法由英国Unity超声心动图AI协作组开发，并在大量图像上进行训练和验证。结果显示，Unity-GLS在准确性和与专家共识的相关性方面优于单个专家和两个专有软件包。
2.治疗方面
AI可以为心血管疾病的治疗提供决策支持。例如，通过对患者的影像数据和临床数据的分析，可以为医生提供个性化的治疗方案，提高治疗效果。
Nurmohamed等人发表于JACC: Cardiovascular Imaging的研究开发了定量冠状动脉CT血管造影模型AI-QCT，用于诊断冠状动脉缺血，具有高准确性和显著的预后价值，为临床医生提供更加全面的诊断依据。郑海荣院士团队和赵世华教授团队发表在JACC: Cardiovascular Imaging的研究革新性地运用机器学习技术，结合CMR与临床特征，为HCM患者的主要心血管不良事件预测提供了全新视角，显著超越了传统风险分层方法。这一发现不仅深化了对HCM疾病进程的理解，更为临床精准评估与管理策略的制定开辟了新的道路。Ghenciu等人的研究探讨了利用AI分析视网膜成像在预测心血管疾病和代谢性疾病风险方面的应用，发现AI驱动的视网膜图像分析可以准确预测心血管风险因素、心血管事件和代谢性疾病，甚至在某些情况下超越传统诊断方法。
回望2024，心血管影像领域的每一次飞跃，都凝聚着医学界的智慧与汗水，都是对生命质量的不懈追求。这些学术成果不仅提升了广大医生的诊治水平，还为我国医疗事业的发展注入了新的活力。本文仅是冰山一角，却足以映照出医疗科技日新月异的辉煌。让我们带着这份收获，继续前行，在心血管健康的征途上，携手共创更加光明的未来！
撰稿丨中国医学科学院阜外医院 赵世华教授
编辑丨杨坤
审核丨卢璐
