動態CT心肌灌注成像定量心肌血流量與ST段抬高心肌梗死患者肌鈣蛋白水平及左心室功能受損的相關性

馬海彥 王玉權 謝光友 劉新峰 趙細輝 王榮品

貴州省人民醫院醫學影像科，貴州省智能醫學影像分析與精準診斷重點實驗室（貴陽550002）

ST 段抬高型心肌梗死（ST-segment elevated myocardial infarction，STEMI）是急性冠狀動脈血栓栓塞和心臟病死亡的主要原因，盡管及時經皮冠狀動脈介入治療（percutaneous coronary intervention，PCI）可成功恢復STEMI 患者冠狀動脈血流，但由于心肌微循環障礙可導致心肌再灌注損傷進一步加重，隨后約50%STEMI 患者表現為心肌梗死［1］。因此早期評估STEMI 術后的不良預后有重要臨床意義。

動態CT 心肌灌注成像（dynamic CT myocardial perfusion imaging，CT-MPI）是一種新型心肌灌注技術，CT-MPI 診斷心肌缺血準確性高，且不受冠狀動脈鈣化病變影響，越來越廣泛應用于臨床心肌缺血的診斷和冠心病介入治療的預后評價。血清高敏肌鈣蛋白T（high-sensitivity troponin T，hs-TnT）水平是急性STEMI 診斷、監測及預后心肌損傷最重要的生物學標志物［2-3］。CT-MPI 和hs-TnT 作為心肌梗死PCI 后患者心肌血流和心肌損傷預后最重要評估方法。本研究旨在探討STEMI患者動態CT-MPI 定量MBF 與hs-TnT 水平以及左心室（left ventricle，LV）功能之間的關聯，為臨床分析STEMI 預后提供可靠依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料回顧性分析2017年2月至2018年10月我院符合納入標準的28 例STEMI 并1 周內成功行再灌注治療患者。納入標準：（1）臨床確診STEMI 患者［4］；（2）已成功完成責任病變血管的PCI 介入治療；（3）完成動態CT-MPI 檢查，圖像質量達到診斷標準；（4）根據電子病歷獲得住院時完整時間的hs-TnT 和3 d 內LVEF 數據，并通過隨訪獲得6 個月時門診或住院時心臟超聲LVEF 數據。排除標準：（1）冠狀動脈旁路移植術后患者；（2）既往有任何類型的心肌病或瓣膜病史患者；（3）因禁忌證（哮喘和嚴重COPD、心律失常、孕婦、碘劑過敏等）未能完成動態CT-MPI 的患者。（4）根據住院電子病歷或門診信息未能獲得完整時間段hs-TnT 值和6 個月時心臟超聲LVEF 數據患者。本研究經本院倫理委員會批準，由于是回顧性研究不需要患者簽署知情同書。

1.2 CT-MPI 檢查192 層西門子第3 代雙源CT（SOMATOM Force，Siemens Healthineers，Forchheim，Germany）掃描，采用搖籃床模式及z 軸飛焦點技術，探測器z 軸覆蓋寬度10.5 cm，旋轉速度250 ms/圈，時間分辨率66 ms。采用自動管電流調節技術，準直器寬度196 mm×0.6 mm，層厚3 mm，層間距2 mm，旋轉時間250 ms，管電壓70 kVp，電流=250 mAs，圖像重建Kemel 值Qr36。首先行CT 心臟鈣化掃描并計算冠脈鈣化積分負荷及確定動態CT-MPI 的掃描范圍，以便精確覆蓋整個左心室。其次行負荷CT-MPI顯像，對比劑碘普羅胺以6 mL/s的速率注射到肘前靜脈中，并用雙重注射器注射40 mL 鹽水沖洗液，在對比劑注射后5 秒，靜脈注射三磷酸腺苷［（ATP 20 mg，160 μg/（kg·min），5 min］，在ATP 負荷3 分鐘時，相對心率達最高時，在R 波后250 ms 觸發的軸向掃描模式獲得負荷動態CTP 掃描；每2 個心動周期進行1 次收縮末期（R 波后250 ms）的完整采集，掃描完成后停止注射ATP。圖像重建用高級模擬迭代重建技術［5］。

1.3 CT-MPI圖像處理分析圖像處理軟件（Syngo VPCT body，Siemens Healthcare）后處理工作站進行。匹配校正動態CT-MPI 原始圖像后繪制心肌密度-時間曲線；重建左心室長軸及短軸兩腔心連續層面觀察心肌灌注；從心尖-心中-心底部每一層面手動繪制6個ROI，并獲得心肌血流量（MBF）、心肌血容量（MBV）、血管外容積（EVV）、峰值時間（TTP）和組織通過時間（TTT）值并取平均值，并生成MBF 偽彩圖。定義心肌節段MBF 相對減低0.81為血流灌注梗塞節段［1］。由2 位有經驗的放射科醫師（CT 心臟影像診斷工作4年及以上）雙盲法共同閱片，意見不同時討論決定。按照美國心臟病協會的心臟17 節段法共同完成CT-MPI 評判［7］。

1.4 STEMI 患者hs-TnT 和LVEF 數據根據電子病歷獲得患者入院時、12、24、48 和72 h hs-TnT水平和3 d 內左室LVEF 值；hs-TnT 最高值定義為峰值水平。通過病歷獲得聯系方式得到6 個月時患者門診或住院時心臟超聲LVEF 數據。

1.5 計算CT 有效劑量根據PACS 系統獲得掃描管電流、管電壓、CT 容積劑量指數（CTDIvo1）和劑量長度乘積（DLP），根據公式計算有效劑量（ED）：ED（mSv）= DLP×轉換系數k［k 成人=0.014 mSv/（mGy·cm）］［8］。

1.6 統計學方法采用IBM SPSS 20.0 統計軟件。符合正態分布時用（>）表示，運用獨立樣本t檢驗比較CT-MPI 心肌灌注缺損減低節段與正常心肌灌注節段的MBF 值，數據不符合正態分布時用中位數和四分位數間距［M（P25，P75）］，并行Mann-WhitneyU檢驗。因數據不符合正態分布采用Spearman 相關分析CT-MPI 參數與hs-TnT 水平及LVEF 之間的相關性。相關系數（r）低于0.20 為一致性差，0.21 ～0.40 輕度相關，在0.40 ～0.60 中度相關，0.61 ～0.80 相關性好，0.81 ～1.00 高度一致；P＜0.05 表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般臨床資料28 例患者平均（58±8）歲，男22 例，女6 例，年齡41 ～74 歲。合并高血壓15 例，糖尿病有11 例，血脂異常有8 例，目前吸煙4 例。28 例患者冠狀動脈造影（CAG）結果，LAD 病變13 例，RCA 病變9 例，LCx 6 例。

2.2 CT 掃描主要參數及ED動態CT-MPI 掃描患者DLP（243.2 ± 82.5）mGy·cm（128.4 ～436.0 mGy·cm），ED 為（3.3 ± 1.0）mSv（1.6 ～5.4 mSv）。CT-MPI 的平均采集時間（14.7 ± 3.6）min。28 例患者CT-MPI 掃描時的管電壓均為70 kV。

2.3 動態CT-MPI 灌注結果28 例患者共分析473 個心肌節段的血流灌注（其中2 例心尖段覆蓋不全、1 例心尖段心肌內局灶脂肪浸潤，排除此3 個心肌節段）。其中心肌灌注梗塞區節段MBF 值顯著低于正常血流灌注心肌節段［（43.6±9.1）mL/min/100 mLvs.（89.2±8.3）mL/min/100 mL，t=17.65，P＜0.001］，心肌灌注梗塞區節段MBV 值低于血流灌注正常心肌節段MBV 值［（4.2 ± 0.6）mL/100 mLvs.（8.7 ± 1.1）mL/100 mL，t= 9.43，P= 0.024］（表1、圖1）。而心肌灌注梗塞區EVV、TTT 和TTP 值和灌注正常區域值差異無統計學意義（表1）。

2.4 CT-MPI 定量參數與hs-TnT 水平和LVEF 的相關性不同時間點hs-TnT 水平與CT-MPI 參數之間的關系（表2）。MBF與hs-TnT峰值水平呈負相關（圖2A），與hs-TnT 峰值水平在12 h 和24 h 呈負相關（表2），其中MBF 與hs-TnT 峰值水平的相關性最強（r=-0.783，P＜0.001）。MBV 與hs-TnT 峰值及hs-TnT 水平呈負相關（r=-0.513，P=0.029 和r=-0.489，P= 0.041）；而EVV、TTP、TTT 與hs-TnT水平無相關性（P＞0.05）。而STEMI患者左室LVEF，僅MBF 與入院時和6 個月時LVEF 呈正相關（r=0.530，P= 0.004 和r= 0.541，P= 0.003）（圖2B、2C）；余CT-MPI 參數與LVEF 無顯著相關性（均P＞0.05）（表2）。6 個月時STEMI 患者LVEF 平均值為（42.1 ± 7.5）%，＞50%（64.3%，18/28）的患者LV 功能降低（LVEF ＜50%）。

表1 28 例患者心肌灌注梗塞區域和正常區域動態CTMPI 參數比較Tab.1 Compared myocardial perfusion infarction with normal myocardial perfusion on CT-MPI parameters ±s>

表1 28 例患者心肌灌注梗塞區域和正常區域動態CTMPI 參數比較Tab.1 Compared myocardial perfusion infarction with normal myocardial perfusion on CT-MPI parameters ±s>

注：EVV = 血管外容積，MBF = 心肌血流量，MBV = 心肌血容量，TTP=峰值時間，TTT=組織通過時間

CT-MPI 參數MBF（mL/min/100 mL）MBV（mL/100 mL）EVV（mL/100 mL）TTP（s）TTT（s）灌注梗塞區域43.6±9.1 4.2±0.6 10.3±1.2 16.5±3.2 19.5±5.1灌注正常區域89.2±8.3 8.7±1.1 8.9±1.4 15.2±2.6 18.9±4.3 P 值＜0.001 0.012 0.074 0.319 0.401

3 討論

CT-MPI 作為一種無創的、非侵襲性的影像方法能夠準確評估心肌缺血。與目前國內外常用核醫學SPECT 心肌灌注相比較，動態CT-MPI 優勢在于：（1）具有極高的時間和空間分辨率；（2）成像速度快；（3）特別是多支冠狀動脈血管彌漫性鈣化病變；（4）同時獲得解剖和功能信息，并獲得定量參數MBF 和MBV 等功能學指標。

表2 動態CT-MPI 定量參數與hs-TnT 水平和LVEF 相關性分析（n=28）Tab.2 Correlation analysis of CT-MPI quantitative parameters with hs-TnT level and LVEF value

圖1 65 歲男性STEMI 患者MBF 減低病例Fig.1 A typical 65-year-old male patient with STEMI was completed by CT-MPI after PCI，and details are shown in figure 1

動態CT-MPI 定量MBF 除了在評估心肌缺血方面的診斷效能外，國外比較少的研究評價了CTMPI 衍生的定量參數對穩定型心絞痛患者的預后價值［9］。本研究顯示動態CT-MPI 定量值MBF 與峰值hs-TnT 的水平顯著負相關。

本研究與國內林路等［10］研究MBF值不同［（93±22）mL/min/100 mLvs.（147 ± 27）mL/min/100 mL，P＜0.001］，其原因可能有：（1）研究對象不同，林路為冠心病患者；本研究為STEMI PCI 術后患者。（2）研究方案不同，林路為前瞻性動態CT-MPI 采集方案，而本研究回顧性分析CT-MPI定量MBF值。

對于STEMI 患者，心外膜冠狀動脈支配的梗死心肌區域血流量減少，并可能存在梗死心肌區域微循環障礙。心梗無心外膜冠狀動脈阻塞時，反復發生冠狀動脈微栓塞會導致冠狀動脈微血管功能障礙和心力衰竭的發生［11］；這也解釋了本研究STEMI 患者MBF 值越低，LV 功能受損較重。因此，STEMI 患者心肌微循環阻塞時心肌內幾乎沒有心肌灌注，而在臨床實踐中STEMI PCI治療期間，常從TnT 的水平升高來預測圍手術期冠狀動脈微栓塞情況［12-13］。因此筆者同樣認為STEMI 患者MBF較低區域常合并存在心肌微循環障礙，且峰值的hs-TnT水平較高，LV功能受損較重和預后不良相關。

而本研究還顯示STEMI 患者的急性期MBV 值是一個比較不敏感的定量參數，與中期LV 功能相關。 同樣余參數EVV、TTT 和TTP 也可能反映慢性心梗而非急性心梗時心肌灌注狀態，在本研究中梗塞區域與正常參考區域之間沒有顯著差異。

MBV 是CT-MPI 的另一參數，本研究顯示梗塞區域和正常參考區域之間有顯著差異。MBV 定義為峰值增強，它是通過將時間衰減曲線的最大值除以AIF 的最大值而得出的［14］。MBV 的值與心肌的毛細血管密度相關，存在心肌梗死時MBV 值減低。但是與急性心梗（AMI）患者相比，這種減少在慢性心?；颊咧懈鼮槊黠@，在慢性心梗死時，存活的心肌被纖維化組織替代，導致峰值增強降低［15］。

本研究潛在臨床意義：動態CT-MPI 的MBF 作為敏感的預測因子，能夠反映心肌損傷嚴重程度的預測和可能的預測AMI 患者的臨床結局。與hs-TnT 的臨床意義相似，MBF 較低的患者預后較差。盡管心臟MRI 是心肌梗死程度和危險分層的非侵入性金標準方法，但費時、價格高且有相關禁忌癥。對于無法屏氣或患有幽閉恐懼癥的AMI 患者，動態CT-MPI 可能是理想的選擇。根據MBF 絕對值，CT-MPI能夠識別預后不良的高?；颊?。由于本研究樣本量少，并且是回顧性研究，因此需進一步大樣本、前瞻性隊列研究驗證。

綜上所述，本研究顯示動態CT-MPI 定量值MBF 與峰值hs-TnT 的水平呈顯著負相關；STEMI患者MBF 值越低，其入院和6 個月時的LV 功能受損較重。

圖2 灌注減低區MBF 與峰值hs-TnT 水平及LVEF 相關性Fig.2 Correlation between MBF and peak hs-TnT level and LVEF in myocardial perfusion reduction，and details are shown in figure 2