負(fù)荷心肌計(jì)算機(jī)斷層攝影術(shù)灌注成像研究進(jìn)展及前景

賈崇富綜述，王照謙審校

負(fù)荷心肌計(jì)算機(jī)斷層攝影術(shù)灌注成像研究進(jìn)展及前景

賈崇富綜述，王照謙審校

負(fù)荷心肌計(jì)算機(jī)斷層攝影術(shù)(CT)灌注成像作為一種新興的技術(shù)可同時(shí)評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈形態(tài)學(xué)和心肌微循環(huán)功能，對(duì)冠心病的早期診斷、治療和預(yù)后有重要價(jià)值。本文就此新技術(shù)的研究進(jìn)展及前景做一綜述。

斷層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī);負(fù)荷;心肌灌注

隨著計(jì)算機(jī)斷層攝影術(shù)(CT)技術(shù)的進(jìn)展，CT已成功實(shí)現(xiàn)了無(wú)創(chuàng)冠狀動(dòng)脈(冠脈)評(píng)價(jià)，但僅能提供解剖學(xué)信息，對(duì)冠脈狹窄是否導(dǎo)致功能學(xué)異常無(wú)能為力。另外，冠脈CT血管造影術(shù)(CTA)易受廣泛鈣化和支架的影響。針對(duì)以上不足，很多研究聯(lián)合冠脈CTA和核素心肌灌注顯像評(píng)價(jià)冠脈的解剖和功能，顯示兩種方法具有較好的互補(bǔ)性。缺點(diǎn)是檢查流程復(fù)雜和輻射劑量較高。

最近，研究顯示負(fù)荷心肌CT灌注成像(CTP)從解剖學(xué)及功能學(xué)兩個(gè)方面為冠心病無(wú)創(chuàng)診斷提供了全面、準(zhǔn)確的信息［1-5］。克服了傳統(tǒng)冠脈CTA的缺點(diǎn)，方便、快捷，具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。本文就此新技術(shù)的研究進(jìn)展及前景做一綜述。

1 成像方法

與核素心肌灌注顯像一樣，負(fù)荷心肌CTP包括負(fù)荷相和靜息相兩次心肌灌注掃描;同時(shí)利用靜息相評(píng)價(jià)冠脈解剖，而不增加檢查成本和輻射劑量。除此之外，可行延遲掃描，評(píng)價(jià)有無(wú)延遲強(qiáng)化的梗死心肌。

負(fù)荷藥物選擇:研究顯示藥物和運(yùn)動(dòng)負(fù)荷心肌灌注顯像診斷冠心病的準(zhǔn)確性無(wú)明顯差別［6］。藥物負(fù)荷有以下優(yōu)點(diǎn):①藥物所致的冠脈擴(kuò)張強(qiáng)于運(yùn)動(dòng)試驗(yàn);②可以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化;③不受抗心絞痛藥物的影響。所有已發(fā)表的關(guān)于負(fù)荷心肌CTP的研究均采用藥物負(fù)荷。所以，本文重點(diǎn)討論藥物負(fù)荷心肌CTP。

目前腺苷和雙嘧達(dá)莫的可行性已得到證實(shí)并應(yīng)用于臨床［2，3］。它們通過(guò)“冠脈竊血”機(jī)制(正常冠脈較病變部分明顯擴(kuò)張)暴露潛在的心肌缺血。腺苷直接作用于腺苷受體，起作用極快，半衰期在10 s以內(nèi)，掃描過(guò)程需連續(xù)注射［7］。雙嘧達(dá)莫間接抑制跨細(xì)胞膜的腺苷再攝取，從而增加內(nèi)源性腺苷在受體部位的濃度，起作用慢，半衰期較長(zhǎng)，常需氨茶堿拮抗［8］。兩種藥物具有相似的副作用和禁忌癥，多數(shù)副作用是輕微、短暫的，相比較而言，腺苷的安全性更高。禁忌癥包括支氣管哮喘、嚴(yán)重慢性阻塞性肺病、病態(tài)竇房結(jié)綜合征及Ⅱ度以上房室傳導(dǎo)阻滯者等。其他負(fù)荷藥物如Regadenoson在負(fù)荷心肌CTP中的有效性還未得到充分的證實(shí)。與腺苷不同的是，它對(duì)A2A受體具有更高的選擇性，從而引起冠脈擴(kuò)張而減少副作用的發(fā)生率。Regadenoson無(wú)需專門的注射泵，不同體重?zé)o需調(diào)整劑量且藥效持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。但也可引起心動(dòng)過(guò)速等副作用甚至多于腺苷。

掃描方法:開(kāi)始注射負(fù)荷藥物(腺苷注射速率為140 μg/(kg·min)，時(shí)間 3 ～4 min;雙嘧達(dá)莫注射 560 μg/kg，時(shí)間 4～6 min)，負(fù)荷藥物達(dá)到峰值時(shí)，以4～5 ml/s的速率注入60～70 ml造影劑，根據(jù)小劑量團(tuán)注實(shí)驗(yàn)法測(cè)定最佳延遲時(shí)間或采用人工智能觸發(fā)掃描行負(fù)荷CTP。負(fù)荷相CTP結(jié)束，立即停止注射負(fù)荷藥物(雙嘧達(dá)莫結(jié)束后注入氨茶堿拮抗)。負(fù)荷相CTP掃描方式有前瞻性門控觸發(fā)軸掃、回顧性門控螺旋掃描或動(dòng)態(tài)掃描。前瞻性門控觸發(fā)軸掃的優(yōu)點(diǎn)是輻射劑量低，負(fù)荷—靜息相 CTP 共約4 ～8 mSv［9］，F(xiàn)euchtner等［10］采用新一代雙源CT的flash掃描模式行負(fù)荷心肌CTP成像，輻射劑量低至2.5 mSv。缺點(diǎn)是不能多相位評(píng)價(jià)心肌。回顧性門控螺旋掃描的優(yōu)點(diǎn)是可以選擇最佳相位圖像評(píng)價(jià)心肌，并可利用多相位鑒別灌注缺損真?zhèn)巍?dòng)態(tài)灌注的優(yōu)點(diǎn)是記錄了對(duì)比劑進(jìn)入到大部分離開(kāi)心肌全過(guò)程，可根據(jù)不同的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出血容量、流量等參數(shù)定量評(píng)價(jià)心肌灌注。后兩者的缺點(diǎn)是輻射劑量相對(duì)較高，分別為(11.8±4.5)mSv和(12.8±2.4)mSv，與單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像術(shù)(SPECT)相似［11，12］。靜息相CTP一般采用前瞻性門控觸發(fā)軸掃。

圖像后處理及分析:采用平滑濾波將上述2或3個(gè)期相(負(fù)荷、靜息和延遲)的原始數(shù)據(jù)重建為0.7 mm層厚的軸面圖像。通過(guò)多平面重組獲得8～10 mm層厚的左心室短軸、兩腔和四腔心重組圖像，最小密度投影法有助于檢出微小缺血灶，缺點(diǎn)是易受噪聲影響導(dǎo)致假陽(yáng)性［13］。最大密度投影法價(jià)值不大。窗寬一般為100～200 Hu，窗位為100 Hu。CTP鑒別存活和梗死心肌的方法與核素心肌顯像相似，存活心肌表現(xiàn)為負(fù)荷相灌注缺損，靜息相正常，延遲無(wú)強(qiáng)化。梗死心肌在負(fù)荷和靜息相上均為灌注缺損，延遲強(qiáng)化。延遲強(qiáng)化的機(jī)制可能是梗死心肌或瘢痕細(xì)胞外間隙明顯增大，殘留在壞死區(qū)的對(duì)比劑由于梗死細(xì)胞功能喪失，無(wú)法及時(shí)排空，導(dǎo)致延遲增強(qiáng)［14］。

2 文獻(xiàn)回顧

1978年，Siemers等［15］首先應(yīng)用增強(qiáng)CT檢測(cè)到心肌灌注缺損，并未投入臨床應(yīng)用，原因可能是早期CT軟、硬件的限制。隨著CT技術(shù)的進(jìn)展，2005年，Kurata等［16］首次嘗試使用16層螺旋CT行腺苷負(fù)荷心肌CTP成像，結(jié)果顯示CTP和鉈-201心肌灌注顯像相關(guān)性較好，但負(fù)荷導(dǎo)致心率加快而使冠脈可評(píng)價(jià)性明顯下降(僅48%的冠脈段可評(píng)價(jià))。George等［3］最先對(duì)狗的心肌缺血模型行腺苷負(fù)荷64層螺旋CTP成像，結(jié)果顯示心肌CT值與左室血池CT值之比與微球法測(cè)定的心肌血流速度有較好的相關(guān)性。進(jìn)一步研究顯示，微球法和CTP測(cè)定豬心肌梗死模型的冠脈血流儲(chǔ)備亦有較好的相關(guān)性［4］。隨后的多組臨床研究也證實(shí)了動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果［1，2，5，17，18］。需要指出的是，這些初步的臨床研究并沒(méi)有采用統(tǒng)一的CT掃描參數(shù)。George等［5］采用64層和256層螺旋CT行腺苷負(fù)荷CTP，以冠脈造影聯(lián)合SPECT作為參考標(biāo)準(zhǔn)，把每支冠脈供應(yīng)區(qū)的CTA聯(lián)合CTP與之分析比較得到敏感性、特異性、陽(yáng)性和陰性預(yù)測(cè)值分別是75%、87%、60%和93%。Blankstein等［1］采用具有更高時(shí)間分辨率的雙源CT，對(duì)所有病人行“一站式”CTP成像(腺苷負(fù)荷相+靜息相+延遲)。結(jié)果顯示CTP診斷心肌缺血的敏感性、特異性和陰性預(yù)測(cè)值分別為96%、73%和98%。盡管負(fù)荷導(dǎo)致心率加快，但仍可獲得中等質(zhì)量負(fù)荷CTA圖像。隨后的多個(gè)研究進(jìn)一步證實(shí)了CTP的可行性和價(jià)值。Okada等［19］和發(fā)現(xiàn)CTP與SPETC在負(fù)荷和靜息狀態(tài)下評(píng)價(jià)心肌灌注缺損大小和嚴(yán)重程度方面均具有較好的一致性。Cury等［2］使用另一種負(fù)荷藥物——雙嘧達(dá)莫，結(jié)果也顯示心肌CTP診斷冠脈狹窄的價(jià)值至少不低于SPECT。

近幾年來(lái)，有學(xué)者嘗試行雙能量和動(dòng)態(tài) CTP 成像［17，18，20，21］。雙能量掃描模式是利用物質(zhì)對(duì)X線的吸收特性不同能夠加以區(qū)分，得到碘在心肌血池中的分布從而顯示心肌缺血。Ruzsics等［20］的初步研究結(jié)果顯示，與SPECT相比，雙能量CTP檢測(cè)心肌固定性缺損和可逆性缺損的敏感性和特異性分別為96%、95%和88%、89%。但雙能量掃描模式的時(shí)間分辨率相對(duì)低，能否用于負(fù)荷心肌CTP存在較大的爭(zhēng)議。最近，Ko等［17］以負(fù)荷MR心肌灌注成像為參考標(biāo)準(zhǔn)，研究顯示腺苷負(fù)荷雙能量CTP檢測(cè)心肌灌注缺損的敏感性、特異性和準(zhǔn)確性分別為89%、78%和82%。

動(dòng)物模型和人體心肌動(dòng)態(tài)CTP成像初步研究結(jié)果顯示具有較好的價(jià)值。Ho等［18］使用新一代雙源CT對(duì)35例病人行負(fù)荷和靜息相動(dòng)態(tài)灌注成像，與SPECT相比，CTP具有較高的準(zhǔn)確性(每個(gè)心肌段的敏感性、特異性、陽(yáng)性和陰性預(yù)測(cè)值分別為83%、78%、79%和82%)，并可計(jì)算出血流量參數(shù)定量評(píng)價(jià)心肌灌注，但該研究的輻射劑量高達(dá)20 mSv。

3 局限性

輻射劑量和對(duì)比劑:關(guān)于負(fù)荷心肌CTP成像方面爭(zhēng)論比較大的是輻射劑量和對(duì)比劑用量問(wèn)題。采用64層或雙源CT的造影劑用量約150 ml，采用寬探測(cè)器如320層CT用量為100～140 ml［1，21］。不管采用何種掃描系統(tǒng)，對(duì)于腎功能不全的患者應(yīng)避免此檢查。盡管動(dòng)態(tài)掃描可以對(duì)灌注血流進(jìn)行量化，但相應(yīng)帶來(lái)輻射劑量的增加。負(fù)荷心肌CTP的總輻射量約12～14 mSv，與SPECT相似［21］。隨著 CT技術(shù)的進(jìn)展，我們相信負(fù)荷心肌CTP的輻射劑量和對(duì)比劑用量會(huì)逐步減少。

偽影:負(fù)荷藥物暴露潛在心肌缺血的同時(shí)引起心率加快(平均心率＞75次/分)，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)偽影而影響診斷。隨著CT時(shí)間分辨率的提高，運(yùn)動(dòng)偽影的影響正逐步減少。射線硬化束偽影也類似灌注缺損，導(dǎo)致假陽(yáng)性。CTP圖像上，心室下側(cè)壁較易見(jiàn)到低密度區(qū)域的射線硬化束偽影，可能是對(duì)比劑充盈的降主動(dòng)脈和高密度的椎體所致。當(dāng)前使用射線硬化的校正算法及多方面努力減少此偽影的發(fā)生。兩種偽影可結(jié)合多相位、階段性室壁運(yùn)動(dòng)和相應(yīng)的冠脈情況來(lái)鑒別灌注缺損真?zhèn)巍?/p>

4 展望

負(fù)荷心肌CTP成像動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和前瞻性單中心臨床的初步研究獲得了令人振奮的結(jié)果，研究顯示CTP在診斷心肌缺損方面與SPECT具有相似的診斷價(jià)值。而且，負(fù)荷心肌CTP成像可同時(shí)評(píng)價(jià)冠脈形態(tài)學(xué)和心肌灌注，明顯優(yōu)于單獨(dú)CTA或SPECT。負(fù)荷心肌CTP的最高輻射劑量與SPECT相似，而且，隨著CT技術(shù)的發(fā)展，輻射劑量會(huì)逐步減少。但是，負(fù)荷心肌CTP仍處在臨床研究的較早期階段。以往研究結(jié)果均為單中心的初步經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，研究對(duì)象局限在具有中高度危險(xiǎn)因素的冠心病患者。而且，掃描參數(shù)不統(tǒng)一。需要進(jìn)一步研究尤其是大宗病人的多中心研究來(lái)驗(yàn)證CTP的有效性。相信隨著負(fù)荷心肌CTP技術(shù)的不斷完善，它會(huì)成為一種極有前途的功能成像模式，將在冠心病的診斷、治療和預(yù)后判斷中發(fā)揮重要作用。

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116011 遼寧省，大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院心血管檢查中心

賈崇富 主治醫(yī)師 碩士 研究方向:心血管影像Email:jiadayi@yahoo.com.cn 通訊作者:王照謙 Email:wangzq2000@hotmail.com

R541

A

1000-3614(2012)06-0477-03

10.3969/j.issn.1000-3614.2012.06.023

2012-03-19)

(編輯:漆利萍)