門控SPECT心肌灌注顯像定量分析在冠心病及相關(guān)疾病中的應(yīng)用進展

趙培宏 綜述 李衛(wèi)萍,2 審校

(1.首都醫(yī)科大學附屬北京友誼醫(yī)院心血管中心，北京 100050； 2.代謝紊亂相關(guān)心血管疾病北京市重點實驗室，北京 100050)

《中國心血管病報告2016》概要指出，在城鄉(xiāng)居民總死亡原因中心血管病死亡居于首位[1]。預(yù)計中國心血管疾病患者共2.9億，其中冠心病1 100萬、心力衰竭450萬、高血壓2.7億。因此，心血管疾病的早期診斷、危險分層、預(yù)后評估顯得尤為重要。冠狀動脈造影(coronary angiogram,CAG)作為診斷冠心病的“金標準”，依據(jù)的是檢查者目測冠狀動脈大血管的狹窄程度，很大程度上受到檢查者主觀因素的影響，且是有創(chuàng)檢查。而門控單光子發(fā)射計算機斷層成像心肌灌注顯像(gated single-photo emission computed tomography myocardial perfusion imaging,GSMPI)可同時實現(xiàn)對心肌灌注缺損及心室功能的定量評價，最大優(yōu)勢在于可以標準化地判斷心肌局部血流灌注異常，判斷結(jié)果具有可重復(fù)性，且很少受圖像質(zhì)量差異和觀察者經(jīng)驗的影響。2013年ACCF/AHA/ASE/ASNC聯(lián)合發(fā)表的指南指出：對于可疑冠心病、心電圖不能判斷的心肌缺血、新診斷的心臟收縮/舒張功能不全、頻發(fā)室性期前收縮等的患者，推薦進行心肌灌注顯像評估[2]。此外，GSMPI在冠心病相關(guān)疾病如心力衰竭、高血壓、糖尿病、腎功能不全等的危險分層、預(yù)后評估中有很重要的應(yīng)用價值。

1 GSMPI的定量參數(shù)

GSMPI是利用心肌細胞對放射性標記化合物的攝取，單光子發(fā)射計算機斷層成像(SPECT)由心電圖R波觸發(fā)采集圖像，隨后計算機軟件將得到的圖像與正常數(shù)據(jù)庫對比可得出各項定量參數(shù)，包括反映心肌灌注缺損、左心室重構(gòu)和左心室功能三方面的參數(shù)。

1.1 反映心肌灌注缺損的參數(shù)

計算機軟件將SPECT采集的圖像重建，并分為17～20個節(jié)段，將每個節(jié)段的圖像與正常數(shù)據(jù)庫對比后對其灌注情況進行評分：0分，放射性分布正常；1分，輕度缺損；2分，中度缺損；3分，重度缺損；4分，分布缺損。將每個節(jié)段的分數(shù)相加得到心肌灌注的評分，分數(shù)越高表示灌注缺損越嚴重。包括：(1)負荷灌注總評分(summed stress score，SSS)：0～3分為正常，4～8分輕度缺血，9～13分中度缺血，>13分重度缺血[3]。(2)靜息灌注總評分(summed rest score，SRS)：<1分為正常，≥1分為異常[3]。(3)靜息-負荷差異總評分(summed difference score，SDS)，為負荷與靜息狀態(tài)下灌注總評分的差值，反映缺血的程度和嚴重性：0～1分為正常，2～7分中度缺血，>7分大面積缺血[3]。(4)總灌注不足。(5)瞬間擴張比(transient ischemic dilation，TID)：負荷和靜息狀態(tài)下左室容積之比。

1.2 反映左心室重構(gòu)的指標

左心室重構(gòu)是指在各種疾病的影響下左心室結(jié)構(gòu)的改變。(1)室壁運動總評分：計算機軟件將各個節(jié)段的運動情況與正常數(shù)據(jù)庫對比并評分(0分正常、1分不確定、2分中度減低、3分重度減低、4分無運動、5分反向運動)，各個節(jié)段的評分相加得到室壁運動總評分。(2)室壁增厚總評分(summed thickening score，STS)：軟件自動將患者室壁增厚情況與正常數(shù)據(jù)庫對比并評分(0分正常、1分不確定、2分中度減低、3分重度減低或無增厚)，各個節(jié)段的評分相加得到STS。(3)左心室球形化率：越小越接近球形。(4)形態(tài)指數(shù)：指短軸最大橫徑與中段長軸長徑之比。形態(tài)指數(shù)越接近1，提示心室重構(gòu)越嚴重。

1.3 反映左心室功能的參數(shù)

(1)左室收縮功能：左室射血分數(shù)(LVEF)>50%為正常，30%～50%中度異常，<30%重度異常[3]。(2)左室舒張功能：收縮末期容積、舒張末期容積、高峰充盈率。(3)左室機械收縮不同步(left ventricular mechanical dyssynchrony，LVMD)：GSMPI相位分析(phase analysis)是以整個心動周期為橫坐標，心肌攝取的放射性核素為縱坐標得到相位直方圖。①相位直方圖帶寬(phase histogram bandwidth，PHB)值越大，左室機械收縮同步性越差；②相位標準差(phase standard deviation，PSD)，左室各部位心肌開始收縮的角度標準差，反映各部位心肌開始收縮時間的彌散程度，值越大，左室機械收縮同步性越差；③均值(mean)：左室各部位心肌開始收縮的平均角度(時間)；④熵(entropy)：反映左室各部位心肌收縮時間的混亂程度，值越大，左室同步性越差。左室機械收縮同步性可能受到種族、年齡、性別、體重指數(shù)、計算機軟件、負荷/靜息等多因素的影響，目前尚無統(tǒng)一的正常值范圍。研究表明，相位分析的左室機械收縮同步性參數(shù)與最常用的超聲心動圖的收縮、舒張功能參數(shù)(LVEF、E/A、E/E’)有很好的相關(guān)性[4-5]。

2 GSMPI在冠心病中的應(yīng)用

2.1 冠心病的診斷

薈萃分析顯示，GSMPI診斷冠心病的敏感性和特異性分別是85%和85%，遠高于運動平板試驗(68%和77%)[6]。在老年患者、糖尿病等冠狀動脈鈣化嚴重的患者，GSMPI診斷冠心病優(yōu)于冠狀動脈CT血管成像(CTA)。Nappi等[7]入選了164例可疑冠心病的患者，均行冠狀動脈鈣化積分、冠狀動脈CTA、負荷GSMPI檢查，平均隨訪82個月發(fā)現(xiàn)，GSMPI是心臟事件的獨立預(yù)測因子；負荷GSMPI對冠心病危險分層、預(yù)后評估的準確性更高。GSMPI評估心肌缺血的嚴重程度評分標準見表1。

表1 SPECT心肌灌注缺損嚴重程度評分標準[3]

2.2 冠心病的危險分層

近期研究顯示，GSMPI對心血管事件的發(fā)生有很好的陰性預(yù)測價值，一項納入了21 000例患者，平均隨訪2年的研究表明GSMPI結(jié)果正常(SSS≤3)的患者心源性死亡、非致死性心肌梗死的發(fā)生率<0.7%[8]。一項70 000例患者的薈萃分析顯示心肌灌注結(jié)果異常的患者心源性死亡、非致死性心肌梗死的發(fā)生率是結(jié)果正常患者的7～8倍[9]。GSMPI高風險的表現(xiàn)為大面積可逆的灌注缺損、多個中等灌注缺損、SDS≥13、TID升高、靜息狀態(tài)下LVEF異常、負荷導致的LVEF下降、肺攝取增加、右心室攝取增加[6]。近期研究顯示左室收縮不同步與冠心病的預(yù)后相關(guān)[10]。Hess等[11]納入了1 244例行GSMPI的患者，隨訪8年研究顯示，PHB>100°患者死亡率顯著高于PHB<100°的患者(56.8% vs 34%)。左室收縮不同步與死亡獨立相關(guān)，PHB每增加10°，心血管事件的發(fā)生率增加9.2%。Hida等[12]的研究表明在診斷冠心病多支病變方面，SSS≥9的敏感性為84%，特異性為53%，PSD≥4.4°的敏感性和特異性分別為74%和84%，PHB≥14°為68%和91%。聯(lián)合應(yīng)用PSD、PHB、TID和SSS可以更好地預(yù)測冠心病多支病變[12-13]。

隨著社會老齡化，老年患者人數(shù)明顯增加。由于冠狀動脈鈣化和腎功能不全，冠狀動脈CTA和CAG的應(yīng)用受到一定限制。而在老年患者，甚至是在80歲以上的高齡患者，GSMPI可以提供有效的長期的危險分層。Katsikis等[14]的一項隊列研究入選了629例80歲以上的患者，均完成了GSMPI，隨訪9.3年，結(jié)果顯示SSS是全因死亡[HR1.03(1.01～1.05)]、心源性死亡[HR1.05(1.03～1.08)]、心肌梗死[HR1.05(1.02～1.07)]等的獨立預(yù)測因子。

2.3 冠心病血運重建后的評估

支架內(nèi)再狹窄是冠心病患者經(jīng)皮冠脈介入術(shù)后的常見并發(fā)癥。一項研究納入66例經(jīng)皮冠脈介入術(shù)后的患者，在1個月內(nèi)分別進行ATP負荷的GSMPI和CAG，GSMPI診斷支架內(nèi)再狹窄的特異性和敏感性分別為89%和85%，有很好的應(yīng)用價值，而且安全性高、花費少[15]。Cho等[16]為了評估急性心肌梗死和多支病變的患者LVMD對預(yù)后的影響，納入了109例急性心肌梗死并在2周內(nèi)行GSMPI的患者，均成功開通罪犯血管，且至少有一支非罪犯血管狹窄>50%，隨訪了26個月，結(jié)果顯示發(fā)生主要不良心血管事件(全因死亡、因心力衰竭住院、因室性心動過速、心室顫動住院)的患者負荷PSD、負荷PHB、靜息PHB明顯升高。負荷PSD≥45.5°、負荷PHB≥126.0°的患者更多發(fā)生主要不良心血管事件。另外，Park等[17]納入45例冠狀動脈旁路移植術(shù)后的患者，術(shù)后3個月及1年后分別行GSMPI，結(jié)果顯示，冠狀動脈旁路移植術(shù)后3個月的PHB是心室逆重構(gòu)的預(yù)測因子。

3 GSMPI在冠心病相關(guān)疾病中的應(yīng)用

3.1 心力衰竭

目前在臨床上診斷心力衰竭常依據(jù)患者主觀癥狀、B型鈉尿肽水平、室壁運動、E/A、LVEF等，但這些指標的異常不能用于早期評價心力衰竭。在心力衰竭臨床表現(xiàn)出現(xiàn)前就已經(jīng)存在左室收縮的不同步。GSMPI不僅可以顯示心肌灌注的缺損，還可以全面評價左心室的收縮/舒張功能，如LVEF 、舒張末期容積、收縮末期容積、高峰充盈率以及PHB、PSD等，研究表明這些參數(shù)與超聲心動圖、B型鈉尿肽等傳統(tǒng)的反映心力衰竭的指標有很好的相關(guān)性[18]。Igarashi等[19]入選了41例因左室收縮功能不全住院的患者，均進行了CAG和GSMPI，結(jié)果顯示冠心病患者的SSS、SDS、PHB較高；多因素分析顯示PSD>14°、SSS>17可以很好地區(qū)別缺血性和非缺血性原因?qū)е碌男牧λソ?。GSMPI在心力衰竭患者的診斷、病因識別、危險分層、指導治療上有很大的應(yīng)用價值[20]。

嚴重心力衰竭的患者接受心臟再同步化治療(CRT)，可以用GSMPI進行CRT的術(shù)前評估和術(shù)后療效評估。Mukherjee等[21]納入了32例嚴重心力衰竭擬行CRT的患者，隨訪3個月結(jié)果顯示，基線PSD和PHB升高的患者對CRT治療更有效。受試者工作特征曲線(ROC曲線)分析示基線PSD>43°和PHB>128°預(yù)測CRT治療有效的敏感性為86%，特異性為80%。

3.2 高血壓

高血壓是一個多系統(tǒng)的疾病，可以影響心、腦、腎等重要臟器，也是左心室肥厚和充血性心力衰竭的重要危險因素。Ozdemir等[22]為了評估高血壓患者的LVMD，回顧性分析了196例行GSMPI結(jié)果正常的患者，其中高血壓組123例，非高血壓組73例，結(jié)果顯示高血壓組PSD、PHB更高，且差異有統(tǒng)計學意義。高血壓組的相位峰值比非高血壓組的峰值高，但沒有統(tǒng)計學意義。在這項研究中，72例患者進行了超聲心動圖的檢查，其中高血壓組45例，非高血壓組27例，結(jié)果顯示超聲心動圖中室間隔厚度、左室后壁厚度與相位分析中表示左室同步性的指標PSD、PHB有很好的相關(guān)性。該研究證實高血壓患者LVMD與左室肥厚相關(guān)，GSMPI在評估高血壓患者是否存在心肌灌注缺損的同時，也可以早期判斷是否存在LVMD。

3.3 2型糖尿病

2型糖尿病被認為是冠心病的等危癥。糖尿病患者因植物神經(jīng)病變等原因?qū)е聦π募∪毖幻舾?，發(fā)生嚴重的心臟事件不易察覺，而且多為微血管病變，因此CAG和冠狀動脈CTA的假陰性率很高。GSMPI有望用于早期準確地評估2型糖尿病患者的心血管預(yù)后。Acampa等[23]的薈萃分析納入14個研究共13 493例可疑或已知冠心病的2型糖尿病患者。研究發(fā)現(xiàn)負荷GSMPI正常對非致死性心肌梗死和心源性死亡的陰性預(yù)測值為94.92%。Jeong等[24]入選了533例2型糖尿病患者，發(fā)現(xiàn)左心室功能不全患者(LVEF<50%或者室壁運動異常)的無事件生存率明顯下降。多因素分析顯示，左室功能不全、室壁運動總評分、STS、運動異常節(jié)段多的患者心源性死亡和非致死性心肌梗死的發(fā)生率高，而STS是心源性死亡和非致死性心肌梗死的獨立預(yù)測因子。糖尿病患者負荷后LVEF下降≥5%預(yù)后較差[25]。Poulsen等[26]入選了305例患有2型糖尿病但無冠心病的患者，平均隨訪5.6年，結(jié)果發(fā)現(xiàn)左房容積指數(shù)(LAVi)≥32 mL/m2的患者心臟事件發(fā)生率顯著升高，死亡率增加2倍。單因素分析顯示年齡、高血壓、左室舒張功能和LAVi≥32 mL/m2為發(fā)生復(fù)合終點的獨立預(yù)測因子，校正年齡和高血壓后，LAVi≥32 mL/m2仍為復(fù)合終點的獨立預(yù)測因子。另有研究表明2型糖尿病患者TID≥1.19提示可能存在嚴重的冠狀動脈病變[27]。

3.4 腎功能不全

研究表明，慢性腎功能不全(chronic kidney disease，CKD)患者心肌梗死的風險是無CKD患者的2.5倍，盡管CAG是診斷冠心病的“金標準”，但在CKD患者中的臨床應(yīng)用受限。因此GSMPI是CKD患者進行心血管危險分層的最佳方法。日本對心臟事件和生存研究的一項多中心、前瞻性隊列研究(J-ACCESS 3)[28]，對無明確冠心病的529例CKD患者進行負荷和靜息顯像，隨訪3年，平均估算腎小球濾過率(eGFR)為(29.0 ± 12.8)mL/(min·1.73 m2)，研究表明，腎功能不全、SSS高和C反應(yīng)蛋白(CRP)高的患者無事件生存率降低。多變量Cox回歸分析顯示心臟事件的發(fā)生與SSS≥8、 eGFR<15 mL/(min·1.73m2)、 CRP≥0.3 mg/L顯著相關(guān)(HR分別為2.68、1.79、2.51)。腎功能不全，甚至是終末期腎病的患者，GSMPI結(jié)果正常(SSS<4)的患者心臟事件的發(fā)生率比結(jié)果異常的減少約50%[29](6.4%vs 13.2%)。GSMPI結(jié)果正常(SSS<4)的終末期腎病患者中，心臟事件的發(fā)生率與其臨床合并癥相關(guān)，如老年、糖尿病、冠心病、高敏CRP水平升高等都會增加心臟事件的發(fā)生率。另有研究表明，PSD、PHB的增高也與終點事件的發(fā)生相關(guān)[30]。Furuhashi等[31]納入了108例無冠心病且SSS<4的CKD[eGFR<60 mL/(min·1.73 m2)]患者，平均隨訪24個月的研究顯示年齡、血紅蛋白水平、eGFR、SDS為心臟事件的預(yù)測因子。eGFR降低和負荷GSMPI結(jié)果異常可能是CKD患者心臟事件的預(yù)測因子。GSMPI對CKD患者預(yù)后評估、腎移植術(shù)前、術(shù)后評估有很好的應(yīng)用價值[30,32-33]。

綜上所述，GSMPI可同時評估心臟的灌注缺損、心室重構(gòu)和心室功能，在冠心病及相關(guān)疾病的診斷、危險分層、指導治療和預(yù)后評估等方面有很好的應(yīng)用價值。因受到種族、性別、肥胖、檢測儀器等的影響，反映LVMD的指標尚無統(tǒng)一的正常值范圍。雖然國內(nèi)目前在無創(chuàng)評估冠心病的檢查方法上，應(yīng)用冠狀動脈CTA更多；但相信在不遠的將來，心肌灌注顯像這一功能性的檢查應(yīng)用會越來越多，越來越受重視。

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