CT心肌灌注成像臨床應(yīng)用進(jìn)展＊

1.天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院心內(nèi)科(天津 300052)

2.天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院放射科(天津 300052)

陳 俊1 張 璋2

CT心肌灌注成像臨床應(yīng)用進(jìn)展＊

1.天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院心內(nèi)科(天津 300052)

2.天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院放射科(天津 300052)

陳 俊1張 璋2

CT；心肌灌注；冠心病

最早關(guān)于CT心肌灌注顯像(myocardial perfusion imaging, MPI)的探索始于70年代，但只有在最近由于CT技術(shù)的發(fā)展，特別多排CT出現(xiàn)，CT在空間、時(shí)間分辨率和z軸覆蓋范圍上得到大幅提高才使MPI臨床應(yīng)用成為可能，近期已有不少M(fèi)PI臨床研究發(fā)表，本文綜述這方面的進(jìn)展。

1 靜態(tài)CT灌注顯像

靜態(tài)CT-MPI和核素心肌灌注顯像原理相似[1]，在造影劑達(dá)峰值時(shí)分別在休息和負(fù)荷狀態(tài)下掃描，通過(guò)在首過(guò)階段隨血流而來(lái)的造影劑在心肌分布特點(diǎn)判斷血流灌注情況。系列研究已經(jīng)證明靜態(tài)CT-MPI的價(jià)值。Kurata等[2]首先運(yùn)用16排CT探索了腺苷負(fù)荷下CT-MPI的可行性，與單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(SPECT)比較有較好的一致性(83%)，但研究提示在較快心率時(shí)該CT掃描圖像質(zhì)量受到影響。Rocha-Filho JA等比較了CT冠脈造影(CT coronary angiography,CTA)和CTA+CT-MPI對(duì)于狹窄的診斷價(jià)值，35位病人以定量冠脈造影(quantitative coronary angiography, QCA)為標(biāo)準(zhǔn)，在血管水平CTA+CT-MPI明顯優(yōu)于CTA，其敏感性、特異性分別為91% vs 83%和91% vs 71%。Kim SM等以MRI-MPI為參照評(píng)價(jià)第二代64排雙源CT-MPI診斷價(jià)值，在50位病人中，CT-MPI診斷灌注缺損的敏感性、特異性分別為：77%和94%。CT-MPI和MRI-MPI陽(yáng)性相關(guān)(r=0.602,P＜0.001)。作者認(rèn)為CT-MPI可以探測(cè)心肌灌注缺損，敏感性尚待提高。新近Ko BS等[3]運(yùn)用FFR為標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)320排CT-MPI診斷效果，在42個(gè)病人中，CT-MPI在血管水平診斷敏感性、特異性分別為76% 和84%。雖然CT-MPI+CTA特異性達(dá)到98%，但其總體的準(zhǔn)確性只有80%。作者認(rèn)為CT-MPI只有中等程度的準(zhǔn)確性，結(jié)合CTA在探測(cè)和除外缺血方面有較高的準(zhǔn)確性。Nasis A等在20個(gè)病人中比較了QCA+SPECT(single photon emission computed tomography)和CTA+CT-MPI對(duì)缺血心肌的診斷價(jià)值，相對(duì)于前者CTA+CTP診斷敏感性、特異性分別為94%和98%。ROC曲線(xiàn)下面積為0.96(P＜0.001)，作者認(rèn)為CTA+CTP能很好診斷冠脈功能缺血，效果與QCA+SPECT相近。國(guó)內(nèi)一些研究[4]運(yùn)用雙源CT首過(guò)及延遲MPI評(píng)價(jià)心肌活性與SPECT對(duì)比結(jié)果一致性良好，作者認(rèn)為CT-MPI可較為準(zhǔn)確地定位心梗并對(duì)心肌活性作出評(píng)估。最近Habis M等[5]提出了心肌CT值比(CT-MER)的概念試圖量化靜態(tài)CT診斷，該研究在32個(gè)病人中評(píng)價(jià)了CT-MER的價(jià)值，以FFR≤0.8為標(biāo)準(zhǔn)，得出CT-MER 0.8為功能缺血的最佳閾值，以此判斷缺血的敏感性、特異性分別為95%和90%，準(zhǔn)確性為94%。作者認(rèn)為負(fù)荷CT-MER判斷缺血準(zhǔn)確而可行。首個(gè)評(píng)價(jià)靜態(tài)CT-MPI的多中心臨床試驗(yàn)CORE320研究[6]一共在全球16個(gè)中心入選了381位病人，血流限制冠脈狹窄定義為QCA≥50%+核素心肌負(fù)荷試驗(yàn)灌注缺損，結(jié)果顯示在總體患者ROC曲線(xiàn)下面積為0.87，無(wú)既往心?；颊邽?.91，無(wú)既往冠心病患者為0.93。CTA≥50%狹窄+CT-MPI診斷的敏感性、特異性、陽(yáng)性預(yù)測(cè)價(jià)值和陰性預(yù)測(cè)價(jià)值分別為80%、74%、65%和86%，文章認(rèn)為CTA+CT-MPI能顯著增加診斷功能狹窄的準(zhǔn)確性。同以CORE320研究資料為背景，另一篇文章[7]以QCA≥50%為標(biāo)準(zhǔn)分析了CT-MPI和SPECT對(duì)解剖狹窄的診斷價(jià)值，CT-MPI和SPECT診斷的敏感性和特異性分別為88% vs 62%和55% vs 67%；研究顯示CT-MPI在診斷解剖狹窄方面優(yōu)于SPECT。2015年Cury RC等[8]發(fā)表了一個(gè)對(duì)比CT-MPI和SPECT的隨機(jī)多中心研究，該研究一共收入124位病人，同時(shí)行CT-MPI和SPECT檢查。兩檢查一致率在0.87(95%[CI]，0.77-0.97)，CT-MPI的敏感性和特異性在90%和84%。作者認(rèn)為CTMPI對(duì)可逆性缺血診斷價(jià)值不次于SPECT。

除了傳統(tǒng)直觀評(píng)價(jià)方法，George RT等[9]還提出跨壁灌注比(Transmural Perfusion Ratio，TPR)即內(nèi)層和外層心肌平均CT值之比的概念。正常心肌灌注內(nèi)膜高于外膜層，但當(dāng)冠脈有明顯狹窄時(shí)這個(gè)比值會(huì)明顯降低，TPR以此變化進(jìn)行評(píng)估。研究中對(duì)比QCA+SPECT發(fā)現(xiàn)CTA+TPR診斷的敏感性、特異性、陽(yáng)性預(yù)測(cè)價(jià)值和陰性預(yù)測(cè)價(jià)值在血管水平為79%，91%，75%和92%，作者認(rèn)為T(mén)PR結(jié)合CTA能提高CT診斷能力。隨后，George RT等在50個(gè)病人中用320 排CT求得休息和腺苷負(fù)荷下TPR，以狹窄≥50%+核素心肌灌注缺損為標(biāo)準(zhǔn)，得出其診斷缺血敏感性、特異性分別為72%和91%。ROC曲線(xiàn)下面積為0.81。作者認(rèn)為320 排CT-MPI測(cè)休息和負(fù)荷TPR可更準(zhǔn)確探測(cè)心肌缺血。

一些研究比較了不同冠脈功能評(píng)價(jià)方法的不同。Ko BS等對(duì)比CTA、CTA+TPR、CTA+CT-MPI三種方法，以有創(chuàng)FFR為標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)CTA+TPR和CTA+CT-MPI較CTA有更好的診斷準(zhǔn)確性(92% vs 95% vs 83%)，TPR較CT-MPI有更多的假陰性率，推測(cè)與廣泛或嚴(yán)重缺血致灌注全層減少相關(guān)。2015年Yang DH等[10]在75個(gè)病人中，以FFR為標(biāo)準(zhǔn)再次評(píng)定CTA、CT-MPI和TPR的價(jià)值，CT-MPI在血管水平總體敏感性和特異性為80%和95%，在嚴(yán)重鈣化血管為85%和100%。嚴(yán)重鈣化者CTA+CT-MPI較CTA明顯提高診斷準(zhǔn)確性(綜合改善指數(shù)0.38)。而TPR較CT-MPI診斷價(jià)值稍低(ROC曲線(xiàn)下面積：0.759 vs 0.877)。在另一研究中，Wong DT 等[11]以有創(chuàng)FFR為標(biāo)準(zhǔn)在75個(gè)病人中比較了CAT+CT-MPI、腔內(nèi)造影劑密度衰減梯度320(TAG320) 和CTA+TAG320+CT-MPI的診斷價(jià)值，三者ROC曲線(xiàn)下面積分別為0.845、0.844和0.91。在無(wú)明顯鈣化和圖像偽差的條件下CAT+CTMPI和CTA+TAG320診斷價(jià)值相似，CTA+TAG320+CT-MPI能提供更好的診斷準(zhǔn)確性。最近Gonzalez JA 等[12]對(duì)18個(gè)臨床研究一共1535個(gè)病人進(jìn)行薈萃分析以FFR為標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)CTA、CT-MPI和CT血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)(CT-FFR)的診斷價(jià)值。CTA對(duì)功能缺血的敏感性、特異性、陽(yáng)性預(yù)測(cè)價(jià)值和陰性能夠預(yù)測(cè)價(jià)值分別為0.92、0.43、0.56和0.87。CT-FFR和CT-MPI可增加特異性到0.72和0.77，但對(duì)敏感性增加不多。在CT-MPI組有較大射線(xiàn)量(CTA∶3.5mSv vsCT-MPI∶9.6mSv)和較多的造影劑用量(145ml)。

在靜態(tài)CT-MPI還有一些其他探索，Magalhaes等研究提示CTA+CT-MPI能克服支架偽像，提高支架內(nèi)再狹窄診斷的準(zhǔn)確性。Feuchtner等證明采用高螺距螺旋掃描能降低了輻射劑量。Carrascosa PM等比較了雙能和單能CT在MPI中的價(jià)值，兩者ROC曲線(xiàn)下面積0.90 vs 0.80(P=0.0004)，作者認(rèn)為雙能CT能更好的減少偽差可能更適合MPI分析?，F(xiàn)報(bào)道雙能CT-MPI對(duì)比MRI、SPECT及冠脈造影診斷的敏感性和特異性在84-96%和74-99%之間。最近，一個(gè)旨在評(píng)價(jià)雙能CT-MPI診斷效果的前瞻性多中心臨床研究已經(jīng)啟動(dòng)[13]。

總體而言，CT-MPI和SPECT診斷心肌缺血效能相似，與CTA結(jié)合可提高診斷準(zhǔn)確性。TPR診斷準(zhǔn)確性不如CT-MPI。

2 動(dòng)態(tài)CT灌注顯像

動(dòng)態(tài)CT-MPI是通過(guò)連續(xù)掃描獲得造影劑-時(shí)間衰減曲線(xiàn)后通過(guò)數(shù)學(xué)模型計(jì)算心肌血流(myocardial blood flow,MBF)值。動(dòng)態(tài)CT掃描理論上最好具備一次掃描覆蓋心臟、掃描在100ms內(nèi)完成、每次心跳獲得數(shù)據(jù)并連續(xù)掃描等條件。當(dāng)前，已有如最大增強(qiáng)法、最大斜率法、Gamma變量曲線(xiàn)契合法、去卷積法和去卷積+最大斜率雜交法等很多方法求算MBF。簡(jiǎn)單計(jì)算原理可理解為：造影劑-時(shí)間衰減曲線(xiàn)的上升斜率和血流量相關(guān)，而曲線(xiàn)下面積和血液體積相關(guān)。通過(guò)心肌造影劑時(shí)間曲線(xiàn)上升斜率和動(dòng)脈輸出上升斜率函數(shù)之比或曲線(xiàn)下面積之比/曲線(xiàn)契合計(jì)算出MBF值。

動(dòng)態(tài)CT-MPI早期研究在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中取得，近年臨床應(yīng)用也有報(bào)道。一些較早研究運(yùn)用動(dòng)態(tài)CTMPI測(cè)量冠脈血流儲(chǔ)備(coronary flow reserve,CFR)正常值在1.5-2.3之間，冠脈狹窄區(qū)明顯降低。Bastarrika G等應(yīng)用第二代64排雙源CT-MPI在10個(gè)病人中對(duì)比MRI-MPI定量分析，其敏感性、特異性分別為86%和98%。Greif M等以FFR為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比動(dòng)態(tài)CT-MPI，在67個(gè)病人中敏感性、特異性分別為95%和74%。Bamberg F等[14]以FFR≤0.8為標(biāo)準(zhǔn)，得出動(dòng)態(tài)CTMPI功能缺血閾值為75ml/100ml/ min，將此閾值結(jié)合CTA可將診斷的陽(yáng)性預(yù)測(cè)值從49%提高到78%。在類(lèi)似的研究中，Rossi A等在80個(gè)穩(wěn)定心絞痛病人中對(duì)比FFR發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)CT-MPI診斷敏感性、特異性分別為88%和90%。得出MBF血流閾值為78ml/100ml/min。作者還發(fā)現(xiàn)特別在中等狹窄病人，CTA+動(dòng)態(tài)CT-MPI能顯著提高診斷的特異性。Huber AM等[15]應(yīng)用256排CT 以FFR為參照得出動(dòng)態(tài)CT-MPI診斷的敏感性、特異性分別為76% 和100%，該研究還與動(dòng)態(tài)CT-MPI半定量指標(biāo)如造影劑上升最大峰值、上升斜率、達(dá)峰時(shí)間等進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)CT測(cè)MBF和上升斜率診斷準(zhǔn)確性較高。

Funama Y等比較了不同CT對(duì)于測(cè)量的準(zhǔn)確性，認(rèn)為320排CT一次掃描全覆蓋成像更適合用于灌注的定量計(jì)算。Bamberg F等[16]在38個(gè)病人中以MRI測(cè)定MBF為標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)CT-MBF的準(zhǔn)確性，在閾值88ml/mg/min時(shí)敏感性、特異性分別為77.8%和75.4%；心肌血流容積在梗死組明顯降低。作者認(rèn)為動(dòng)態(tài)CT-MPI有較好的診斷準(zhǔn)確性，可以區(qū)分缺血和梗死。Kikuchi Y等[17]應(yīng)用320排CT計(jì)算MBF和CFR并與正電子發(fā)射斷層掃描(positron emission tomography, PET)進(jìn)行比較。32個(gè)病人分別進(jìn)行休息和負(fù)荷掃描，結(jié)果顯示CT和PET所測(cè)得MBF有強(qiáng)的相關(guān)性(r=0.95，P ＜0.0001)，CFR兩者有好的相關(guān)性(r=0.67，P=0.0126)。

近年Kono AK等[18]在CT測(cè)MBF基礎(chǔ)上提出相對(duì)心肌血流比(relative myocardial blood flow ratio, RMBFR)即狹窄和正常區(qū)域MBF之比的概念。在42個(gè)病人中，作者對(duì)比RMBFR和MBF，以有創(chuàng)FFR為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果RMBFR相關(guān)性更好(0.76 vs 0.52，P ＜0.01)，ROC曲線(xiàn)下面積RMBFR 和MBF分別為0.85vs0.75。作者認(rèn)為RMBFR由于較少受計(jì)算方法技術(shù)等因素影響，可能是反映心肌功能缺血的更好指標(biāo)。之后，Wichmann JL等[19]在137位病人中比較了動(dòng)態(tài)CT測(cè)MBF和RMBFR對(duì)冠脈狹窄(≥50%)的診斷價(jià)值，ROC曲線(xiàn)下面積在MBF和RMBFR組分別為0.882 vs 0.925，兩者敏感性和特異性分別為90.7%vs82.4%和93.1%vs80.5%。RMBFR和MBF的閾值點(diǎn)分別為0.71和103 mL/100mL/ min。結(jié)果支持RMBFR提供一個(gè)更好的診斷價(jià)值。近期Pelgrim GJ 等[20]對(duì)一共32篇CT-MPI文章做Meta分析，共1507個(gè)病人，作者比較了分別以核素、冠脈造影和MRI等為標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)靜態(tài)及動(dòng)態(tài)CT掃描的結(jié)果認(rèn)為：各研究間存在較大變異，但總體而言，CT-MPI評(píng)價(jià)有功能意義的冠脈狹窄是敏感和特異的。各研究的樣本量多數(shù)都不大，CT掃描方案也不盡相同，指出以后標(biāo)準(zhǔn)化CT操作技術(shù)是必要的。

目前，動(dòng)態(tài)CT-MPI最佳模式方法還未建立，掃描中高射線(xiàn)量問(wèn)題也待解決。理論上，動(dòng)態(tài)CTMPI可以測(cè)定MBF更具優(yōu)勢(shì)，但已發(fā)表的研究間CT-MBF數(shù)值一致性尚不強(qiáng)，目前研究提示絕對(duì)MBF并不優(yōu)于相對(duì)MBF，也尚沒(méi)有研究證明動(dòng)態(tài)CT-MPI明顯優(yōu)于靜態(tài)CTMPI。對(duì)于動(dòng)態(tài)CT-MPI尚需進(jìn)一步研究，其意義還需更多大規(guī)模臨床試驗(yàn)證實(shí)。

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(本文編輯: 張嘉瑜)

R445.3

A

國(guó)家青年自然基金(81301217)

10.3969/j.issn.1672-5131.2016.07.044

陳 俊

2016-05-23