動態(tài)單光子發(fā)射計算機斷層成像術在心血管疾病中的應用

范希劉偉靜 朱夢云 徐亞偉

冠狀動脈粥樣硬化性心臟病（冠心?。┮殉蔀槲：θ祟惤】档念^號殺手之一。隨著人口老齡化，近30年來，中國冠心病的發(fā)病率和死亡率呈上升趨勢，冠心病也逐漸成為世界各國人口疾病死亡的主因［1］。因此，精準可靠的冠心病診斷尤為重要。動態(tài)單光子發(fā)射計算機斷層成像術（dynamicsingle-photon emission computed tomography，D-SPECT）是新一代SPECT，與以往的核素心肌血流灌注顯像不同的是，D-SPECT門控心肌灌注顯像可以提供左心室功能的定量分析指標，為心功能提供多方位的評估。本文闡述了D-SPECT與傳統(tǒng)冠狀動脈造影在指導冠心病血運重建中的區(qū)別，并總結(jié)了D-SPECT在心血管疾病中的臨床應用。

1 冠狀動脈造影與血流儲備分數(shù)（fractional flow reserve，F(xiàn)FR）評價心肌缺血準確性的比較

心肌缺血的早期診斷及心肌細胞血流灌注的精準評價是提高冠心病患者預后的關鍵。冠狀動脈造影是目前臨床上診斷冠心病的金標準，主要顯示的是冠狀動脈大血管的管腔形狀，是對比劑在某些角度上的二維影像，且與鄰近的所謂“正常血管”對比來判斷血管的狹窄程度，但不能反映心肌細胞的情況， 以及遠端微血管病變及心功能等，因此冠狀動脈造影不能較全面地評價狹窄冠狀動脈的功能，對指導治療和評價療效有一定局限性［2-5］。2007年COURAGE研究［6］發(fā)現(xiàn)，基于冠狀動脈造影結(jié)果指導的穩(wěn)定性冠心病患者經(jīng)皮冠狀動脈介入治療（percutaneous coronary intervention，PCI）未能帶來生存率的獲益。2010年FAME研究［7］表明，冠狀動脈造影在評價狹窄冠狀動脈功能的精確性上明顯不如FFR，狹窄程度在50%～70%時，僅憑冠狀動脈造影會有1/3缺血患者被忽略，而狹窄程度＞70%時，僅憑冠狀動脈造影會有20%無缺血的患者被過度治療。此外，在通過冠狀動脈造影判斷的冠狀動脈三支病變中，經(jīng)FFR測量，有14%是三支病變，43%是雙支病變，34%是單支病變［7］。因此，冠狀動脈功能評價在冠心病診治過程中的重要性愈發(fā)受到重視［8-10］。

2 冠狀動脈功能的評價檢測指標

目前臨床應用的冠狀動脈功能評價指標有兩種，即FFR和冠狀動脈血流儲備（coronary flow reserve，CFR）。FFR即狹窄冠狀動脈（或支配區(qū)心?。┑淖畲蟪溲嗔髁颗c假設同一冠狀動脈（或支配區(qū)心肌）完全正常時的最大流量比值，在無冠狀動脈狹窄的情況下，此值為“ 1”，并不受血壓、心率及心肌收縮力的影響［11］?；A實驗和臨床研究證實，F(xiàn)FR≤0.75提示狹窄能引起嚴重的缺血事件，F(xiàn)FR＞0.75則心肌缺血可能性非常?。?2-13］。2012年和2013年FAME2研究分別指出，F(xiàn)FR指導的穩(wěn)定性冠心病患者PCI效果優(yōu)于冠狀動脈造影指導及藥物治療［14］，且FFR指導的穩(wěn)定性冠心病患者PCI長期隨訪效價比更高［15］。FFR的測定反映了心外膜冠狀動脈狹窄對血流動力學造成的影響，而當有微血管病變時，由于冠狀動脈無法獲得最大血流，因而FFR的測定值無法真實反映微血管缺血情況。

CFR這一概念最早在1974年由Gould等［16］提出，主要是指在機體代謝需求增加時，冠狀動脈血流增加的最大能力，即冠狀動脈血流最大充盈時血流量與靜息狀態(tài)下血流量的比值（CFR=MBFpeak/MBFrest；注：MBF，心肌血流灌注，myocardial blood flow）。CFR反映了冠狀動脈循環(huán)最大的血流儲備能力，是冠狀動脈循環(huán)功能的重要指標之一。冠狀動脈循環(huán)主要由3種血管組成，包括傳導血管、前微動脈及微動脈和毛細血管［17］。傳導血管是指直徑超過500 μm的心外膜血管，對冠狀動脈血流的阻力很小，對冠狀動脈循環(huán)的儲備能力貢獻不到10%。前微動脈是指直徑100～500 μm的小動脈/前微動脈，而直徑小于100 μm是微動脈及毛細血管。前微動脈及微動脈和毛細血管共同組成冠狀動脈微循環(huán)，提供了冠狀動脈循環(huán)90%的血流儲備。在生理情況下，心肌代謝、耗氧量增加時，血管舒張，增加灌注血流。在病理情況下，當心外膜血管嚴重狹窄和（或）冠狀動脈微循環(huán)出現(xiàn)問題時，冠狀動脈循環(huán)系統(tǒng)灌注異常，從而產(chǎn)生胸悶、胸痛癥狀。然而，冠狀動脈微循環(huán)在冠狀動脈造影、計算機斷層掃描血管造影（CT coronary angiograph，CTA）或者其他常規(guī)成像技術上并不能看到［18］，因此冠狀動脈微循環(huán)障礙經(jīng)常會被忽略。在冠狀動脈微循環(huán)的評價方面，CFR的作用是FFR所無法替代的［19］。文獻報道，F(xiàn)FR與CFR在冠狀動脈功能評價情況下大約40%存在不匹配［20］。CFR的測量可有效用于冠狀動脈生理功能的評價，在評價冠狀動脈臨界病變的嚴重程度、PCI術近遠期效果和冠狀動脈微循環(huán)等方面有重要作用。多因素分析顯示CFR是預測臨界病變患者臨床事件的唯一獨立危險因素［20］。

3 D-SPECT動態(tài)掃描可以定量分析測CFR

多普勒超聲技術最早用于測定CFR， 通過測定冠狀動脈的靜息相和充血相時間平均峰值流速來計算，分為冠狀動脈內(nèi)多普勒超聲技術、經(jīng)胸多普勒超聲技術和經(jīng)食管多普勒超聲技術，它們都有個共同存在的問題，就是多普勒技術測定的是血管橫截面的流速，在藥物注射期間血管橫截面面積會變化而影響流速，導致最終測量比值不準確。心肌梗死溶栓治療試驗（TIMI）記幀法是一種評價冠狀動脈血流的持續(xù)造影指標，即測定對比劑通過動脈的時間，提供血管內(nèi)的平均流速，但其因注射對比劑，為有創(chuàng)性檢查，具有一定風險［21］。

核技術是測定CFR的無創(chuàng)方法。心臟影像學檢查，如正電子發(fā)射斷層成像術（PET）、SPECT等，可以無創(chuàng)地評價節(jié)段和整個心肌的血流， 用來定量測定心肌血流和血流儲備，并用于診斷冠狀動脈疾病， 評估冠狀動脈狹窄的嚴重程度和評價PCI術效果。近年來，無創(chuàng)性心臟影像學檢查已成為冠心病診斷、治療決策、危險分層及預后判斷的重要手段，而SPECT已成為應用最廣泛的無創(chuàng)檢查方式，可從細胞水平早期反映心肌血供平衡，形象、直觀、準確地反映出心肌缺損的位置、大小，評價心肌細胞活力［22-23］。

D-SPECT是新一代的SPECT，主要是用碲鋅鎘（cadmium zinc telluride，CZT）半導體取代了SPCET碘化鈉晶體，除了可以完成常規(guī)心肌灌注顯像外，還可以完成動態(tài)采集，即依靠CZT半導體的高時間分辨率、高空間分辨率、高敏感度等優(yōu)勢，及獨有的靶向追蹤技術，進行心臟動態(tài)采集，并可以通過心臟專用處理軟件測得CFR，真正實現(xiàn)定量分析，使SPECT測量冠狀動脈絕對血流量成為可能［24-25］。CFR可以整合心外膜動脈、前微動脈和微動脈的血流動力效應，對冠狀動脈及心肌做出綜合評價，為臨床術前評估以及術后療效評估提供可靠的依據(jù)［26-28］。

4 D-SPECT在心血管領域的優(yōu)勢

D-SPECT門控心肌灌注顯像可以提供左心室功能的定量分析指標，包括舒張末期容積、收縮末期容積、左心室射血分數(shù)、局部室壁運動、室壁厚度和相位分析等，為心功能提供多方位的評估［29］。D-SPECT在心血管疾病中有以下作用：（1）冠心病心肌缺血的早期診斷；（2）冠狀動脈危險分層；（3）估計心肌細胞活性；（4）心肌缺血治療效果的評價；（5）心肌病和心肌炎的輔助診斷；（6）心功能的評估；（7）PCI術前篩選（確定罪犯血管， 為多支病變的手術方案提供參考），術后評估（若PCI術后CFR恢復不明顯，需要排除微血管病變、內(nèi)皮功能障礙、冠狀動脈痙攣等可能）。因此，D-SPECT可為早期心肌缺血、支架置入術及冠狀動脈旁路移植術后仍有反復胸悶、胸痛的患者，冠狀動脈造影未見高度狹窄、冠狀動脈造影陰性但心電圖提示心肌缺血且有反復胸悶、胸痛的患者帶來獲益［30］。

D-SPECT和以往的SPECT相比有質(zhì)的區(qū)別，它采用了全新的CZT半導體探測器技術，除了清晰度更佳（提升2倍），能更清楚地顯示缺血及梗死心肌以外，輻射劑量極低（核輻射減少75%），檢查時間僅需2～3 min（速度提高10倍），還能進行CFR測定，精準判定血流灌注情況［23，26，31］。當用來做參照的灌注最好心肌區(qū)域并不是正常灌注的心肌時，傳統(tǒng)的心肌灌注斷層顯像可能低估冠狀動脈病變的程度和范圍，但D-SPECT在定量心肌血流量時不存在這一問題［32］。D-SPECT和PET都是利用核素進行示蹤，以此顯示心肌細胞能量代謝情況，在評價心肌灌注方面和心電圖、超聲心動圖相比可以更早更精準地反映心肌缺血情況［33-35］。D-SPECT從影像學診斷趨勢上真正做到了早期、無創(chuàng)、精準的檢查，它可以準確地評估心肌的能量代謝，對患者進行危險分層，識別罪犯血管，指導治療方案的選擇［36-40］。

5 總結(jié)與展望

CFR的測定可以為冠心病的診斷和治療方案的選擇提供重要依據(jù)。冠狀動脈造影提示管腔狹窄程度是不能準確反映CFR［41］，且冠狀動脈造影為有創(chuàng)檢查，故不能作為冠心病篩查的手段。無創(chuàng)精準的CFR測定是D-SPECT所獨有的優(yōu)勢，是以往SPECT均無法實現(xiàn)的。D-SPECT通過評估冠心病患者心肌缺血和心肌存活，對其明確診斷，危險分層，指導治療方案的制定和估測預后均有重要價值。此外，D-SPECT對指導個體化的冠心病治療方案的制定有重要價值。這項技術真正實現(xiàn)了心臟核醫(yī)學的智能、安全、高效、精準的發(fā)展目標。

分子影像最大的優(yōu)勢就是能夠早期發(fā)現(xiàn)并預防，中國未來醫(yī)療的發(fā)展方向即趨向于以預防為主。隨著人們生活水平的提高和健康意識的加強，及早治療的重要性逐漸得到人們的關注和認可。D-SPECT帶來了前所未有的速度和精準的定量分析功能，給臨床帶來了全新的體驗和機遇。不久的將來，D-SPECT將更多地應用到心血管疾病的臨床診療中，并隨著CZT半導體制作工藝的改進，設備性能的不斷提升，D-SPECT將給心臟核醫(yī)學帶來前所未有的發(fā)展機遇。