CT心肌灌注成像的臨床應(yīng)用及展望

劉嘉策，張 華

（1.山西醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)影像學(xué)系，山西 太原 030001；2.山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院CT影像科，山西 太原 030001）

近年來，隨著我國國民生活水平的提高和人口老齡化的加速，心血管病危險因素流行趨勢日益明顯，且心血管病導(dǎo)致的死亡在城鄉(xiāng)居民總死亡原因中居首位［1］。除人們所熟知的冠狀動脈粥樣硬化性心臟?。ü谛牟。┩?，冠狀動脈微血管疾?。╟oronary microvascular disease，CMVD）也逐漸受到重視［2］。

冠狀動脈CT血管造影（coronaryCTangiography，CCTA）憑借其對冠心病極高的陰性預(yù)期值和診斷敏感性得到臨床廣泛認(rèn)可，成為無創(chuàng)篩查冠心病的首選技術(shù)［3］，但其僅能提供冠狀動脈的解剖學(xué)信息（狹窄、迂曲、鈣化等）。CT心肌灌注成像（CT myocardial perfusion imaging，CTP）可準(zhǔn)確反映心肌血流動力學(xué)變化，評價心肌灌注分布、心室功能，得到心肌的生理學(xué)和功能學(xué)信息［4］。CTA和CTP聯(lián)合的“一站式”成像，可在一次檢查中對心臟進(jìn)行詳盡評價，既可提高對心臟疾患診斷特異性，又可避免侵入性檢查，減輕患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，加速病床周轉(zhuǎn)率。本文主要闡述心臟CTP的成像方法、處理分析方法及CT心臟“一站式”成像的臨床應(yīng)用和進(jìn)展。

1 CTP

1.1 靜態(tài)CTP 靜態(tài)CTP，即單次性灌注掃描，僅在對比劑上升期或峰值期進(jìn)行1～2個心動周期的單次掃描。此種掃描模式既不能獲得TDC，也得不到心肌血流量（myocardial blood flow，MBF）、心肌血容量（myocardial blood volume，MBV）等參數(shù)值，僅可對心肌灌注進(jìn)行定性及半定量研究，以用碘圖或心肌透壁指數(shù)（transmural perfusion ration，TPR）（TPR=心內(nèi)膜心肌密度/心外膜下心肌密度）進(jìn)行首過心肌灌注半定量分析評價心肌灌注缺損為主。單次灌注掃描比動態(tài)CT掃描輻射劑量降低，但關(guān)于對比劑注入后最佳觸發(fā)掃描時間點及量化指標(biāo)仍無明確規(guī)定，故在臨床應(yīng)用上有一定限制［5-6］。

1.2 動態(tài)CTP 動態(tài)CTP是指對對比劑隨血液流經(jīng)心肌組織微循環(huán)（從冠狀動脈小分支流入，經(jīng)毛細(xì)血管網(wǎng)到小靜脈流出）的全過程行動態(tài)重復(fù)掃描，從而利用TDC、MBF及MBV等定量參數(shù)對心肌灌注進(jìn)行定量評價，得到全面、準(zhǔn)確的心肌血流動力學(xué)變化情況［7］。此外，動態(tài)CTP還可獲得冠狀動脈血流儲備（coronary flow reserve，CFR）（CFR= 負(fù)荷狀態(tài)下MBF值/靜息狀態(tài)下MBF值）來評價心肌微循環(huán)功能狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)心肌微血管的功能異常，從而對具有心肌缺血癥狀但心外膜下冠狀動脈顯示無阻塞性病變的CMVD患者進(jìn)行早期診斷［8-9］。

根據(jù)患者心肌功能狀態(tài)，即是否進(jìn)行負(fù)荷試驗（由藥物或運(yùn)動觸發(fā)），可將動態(tài)CTP分為負(fù)荷心肌灌注掃描和靜息心肌灌注掃描。

1.2.1 負(fù)荷心肌灌注成像原理 由于心臟具有很強(qiáng)的代償功能，明顯狹窄冠狀動脈供血區(qū)的心肌可依靠其自身調(diào)節(jié)作用（如側(cè)支循環(huán)），使心肌灌注顯像在靜息狀態(tài)下無明顯異常。但在負(fù)荷狀態(tài)下，正常冠狀動脈的血流量明顯增加（一般增加3～5倍），病變冠狀動脈卻不能相應(yīng)擴(kuò)張，致使血流量不能增加或增加量低于正常冠狀動脈，使正常心肌與缺血心肌間的對比劑分布出現(xiàn)明顯差異，以提高病變檢出率。

1.2.2 心臟負(fù)荷試驗分類 心臟負(fù)荷試驗包括藥物負(fù)荷試驗和運(yùn)動負(fù)荷試驗。運(yùn)動負(fù)荷主要是通過增加心肌氧耗量來增加冠狀動脈血供，但臨床適應(yīng)證較局限，受多因素影響，如年老體弱、過度肥胖或患有關(guān)節(jié)炎、肌肉病變和嚴(yán)重肺部疾病等；而藥物負(fù)荷即從外周靜脈注入藥物來增加心肌氧耗量，分為增強(qiáng)心肌收縮力（如多巴酚丁胺）和擴(kuò)張小動脈（如腺苷、雙嘧達(dá)莫等）兩大類用藥［10-12］。其中，腺苷作為一種被明確證實的冠狀動脈顯像負(fù)荷藥物，優(yōu)點是擴(kuò)張血管作用強(qiáng)，半衰期極短，絕大多數(shù)不良反應(yīng)均較輕且持續(xù)時間短，現(xiàn)已被廣泛使用［13］。

2 CTP的數(shù)學(xué)模型及處理分析方法

任何掃描方式獲得的CTP圖像，需后處理才能為臨床醫(yī)師所使用。目前常用的后處理數(shù)學(xué)模型有去卷積法和非去卷積法。其中，非卷積數(shù)學(xué)方法概念相對簡單，便于理解，可定量評估MBF，但易低估，且注射對比劑時要求的團(tuán)注流率較大，增加了實際操作難度和風(fēng)險性；而去卷積數(shù)學(xué)方法計算偏差小，注射流率要求不高（一般 4～5 mL/s）［14］。目前臨床上灌注的算法大部分是運(yùn)用去卷積法。此外，Siemens公司在第3代雙源CT機(jī)的基礎(chǔ)上推出了特有的獨立心肌灌注分析軟件，對心肌灌注數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，但其診斷準(zhǔn)確性缺乏多中心臨床研究證實。

CTP數(shù)據(jù)分析分為定性分析、半定量分析和全定量分析三大部分：①定性分析屬于主觀評價，即對ROI與遠(yuǎn)處心肌的CT值進(jìn)行比較以判斷有無心肌缺血或梗死，主要依據(jù)心肌內(nèi)對比劑的分布程度或范圍與心肌血流動力學(xué)狀態(tài)呈正相關(guān)。該方法簡單、易行，但準(zhǔn)確性較低，對3支血管平衡缺血區(qū)無法作出診斷。②半定量分析通過動態(tài)采集獲得ROI的TDC，計算相關(guān)血流參數(shù)，如上升斜率、強(qiáng)化峰值、達(dá)峰時間和曲線下面積等，從而分析局部心肌血流灌注情況。相較于正常心肌，缺血心肌表現(xiàn)為對比劑流入量減少但流出過程正常，即強(qiáng)化峰值降低，而梗死心肌表現(xiàn)為對比劑流入、流出均減慢，即強(qiáng)化峰值減低、延遲且對比劑洗脫減慢［4，7］。③全定量分析需采集完整的對比劑心肌微循環(huán)過程，獲得完整的TDC，從而獲得MBF、MBV等定量分析指標(biāo)，對心肌血流灌注情況進(jìn)行準(zhǔn)確評價，且已有研究［15-16］證明負(fù)荷狀態(tài)下的MBF值可用來預(yù)測心臟不良事件，既能發(fā)現(xiàn)定性評價所發(fā)現(xiàn)不了的心肌灌注缺損，又能對心臟風(fēng)險性進(jìn)行評估。這3種分析方法中，僅全定量分析可獲得CFR，用于CMVD的診斷。目前已有多項研究［15-16］證實，CTP全定量分析法在3種分析法中準(zhǔn)確性最高，與核素心肌灌注顯像（心肌灌注顯像的“金標(biāo)準(zhǔn)”）及MRI心肌灌注顯像相比，具有良好的診斷一致性。

3 心臟CTP與CTA聯(lián)合“一站式”成像的臨床應(yīng)用

3.1 檢測心肌缺血（或梗死） 研究［17］指出，第2代雙源CT行心肌灌注顯像發(fā)現(xiàn)心肌灌注缺損與核素心肌灌注顯像結(jié)果具有很好的一致性（r=0.639，P=0.000），與核素心肌灌注顯像相比，CTP發(fā)現(xiàn)灌注缺損的敏感度、特異度、陽性預(yù)測值及陰性預(yù)測值分別是 0.85、0.92、0.55 和 0.98，且 CTA 與 CTP 聯(lián)合“一站式”顯像可明顯提高對有意義狹窄的診斷準(zhǔn)確性，同時比單獨冠狀動脈造影或心肌灌注提供更多信息。與MRI心肌灌注相比，動態(tài)負(fù)荷CTP具有很好的診斷精確度，可發(fā)現(xiàn)心肌灌注缺損，并區(qū)分心肌缺血和梗死［18］。對僅表現(xiàn)為冠狀動脈迂曲而無冠狀動脈狹窄者，CT-核素心肌灌注顯像（MPI）也可及早顯示缺血心肌，從而及早干預(yù)冠狀動脈迂曲患者的心肌營養(yǎng)治療［19］。此外，彭晉等［20］通過建立豬急性心肌缺血再灌注模型，證實CTP可準(zhǔn)確判斷缺血再灌注損傷的心肌，從而對心肌梗死再通后心肌預(yù)后進(jìn)行評估。

3.2 CFR的應(yīng)用 近年來CMVD的臨床意義受到人們的高度重視。CFR受心外膜冠狀動脈和冠狀動脈微循環(huán)功能的雙重影響，對排除心外膜下冠狀動脈異常者，可憑借CFR來反映微循環(huán)功能。對有缺血癥狀者行心臟“一站式”成像，憑借CTA極高的陰性預(yù)測值，當(dāng)CFR值降低而冠狀動脈CTA無異常時，即可認(rèn)為癥狀由冠狀動脈微循環(huán)障礙所引起，使CMVD患者無需行侵入性冠狀動脈造影檢查或冠狀動脈造影聯(lián)合核素心肌灌注顯像雙重檢查［2，8］。

4 心臟CTP與CTA聯(lián)合“一站式”成像的進(jìn)展

自從1983年電子束CT應(yīng)用于心血管檢查以來，CT技術(shù)發(fā)展迅速，尤其是近10年來MSCT（256、320等）、雙能雙源CT等的推出，大大提高了心臟檢查的時間分辨力和空間分辨力，明顯縮短了掃描時間、減少了輻射劑量，并增加Z軸覆蓋范圍，實現(xiàn)全心掃描，推動了CTP的發(fā)展。且第2代雙源CT行低劑量掃描，可將輻射劑量降至（0.56±0.21）mSv［21］，而第3代雙源CT以其獨特的大螺距心電門控掃描模式，大大降低了CTA檢查的輻射劑量和對比劑劑量，最低可達(dá)（0.24±0.04）mSv 和 18 mL［22］，這些均為心臟“一站式”成像提供了技術(shù)保障。

CT增強(qiáng)掃描難以避免輻射影響和對比劑攝入，林路等［23］研究表明，使用第3代雙源CT機(jī)行負(fù)荷MPI聯(lián)合冠狀動脈CTA的“一站式”成像可將輻射劑量降至（3.8±1.3）mSv，明顯低于既往冠狀動脈CTA檢查的輻射劑量，與其他心肌灌注顯像相比其輻射劑量也明顯降低。CTP因其特有的掃描方式，對比劑攝入量難以大幅度下降，但隨著CT技術(shù)的發(fā)展，可將心臟“一站式”成像的總對比劑用量維持在100 mL左右。此外，目前已有大量關(guān)于CTA獲得心肌血流儲備分?jǐn)?shù)的研究，使得患者無需行侵入式檢查便可獲得心肌血流動力學(xué)信息，但其價格昂貴，難以在臨床大范圍應(yīng)用［24］。

綜上所述，CT心臟“一站式”成像依靠其多種優(yōu)勢對心肌缺血性疾病、CMVD提供更加全面的臨床診斷和治療建議，應(yīng)用前景良好。