易　妍，王怡寧

中國醫(yī)學科學院　北京協(xié)和醫(yī)學院　北京協(xié)和醫(yī)院放射科，北京 100730

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·綜述·

CT心肌灌注成像臨床應用及進展

易妍，王怡寧

中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院北京協(xié)和醫(yī)院放射科，北京 100730

摘要：CT心肌灌注成像(CTP)作為能一站式評估心肌缺血相關疾病的影像檢查手段，已得到廣泛關注和認可。本文總結(jié)了近年來CTP成像的臨床掃描方案、分析方法及研究試驗進展，簡要探討了其局限性及未來發(fā)展。

關鍵詞：冠狀動脈疾病；體層攝影術(shù)，X線計算機；心肌灌注成像；心肌缺血

ActaAcadMedSin，2016,38(3)：356-359

近年來，冠狀動脈CT血管造影(computed tomographic angiography，CTA)檢查作為無創(chuàng)篩查冠心病的首選技術(shù)手段，因其較高的診斷準確性已得到大眾的廣泛認可[1]，但其仍存在診斷特異性及陽性預測值較低，對冠脈狹窄的評估僅限于解剖學層面等局限性。逐漸發(fā)展成熟的心肌灌注成像(myocardial perfusion imaging，MPI)檢查能更為準確地反映冠狀動脈狹窄的血流動力學意義，通過將CTA與MPI結(jié)合，可以提高冠心病診斷的特異性。隨著CT技術(shù)的飛速發(fā)展，通過CT心肌灌注成像(CT-based myocardial perfusion imaging，CTP)實現(xiàn)冠狀動脈狹窄的生理性及功能性評估已成為可能，進而使得CT成為實現(xiàn)冠心病一站式評估的檢測手段。目前已有多個單中心及多中心臨床試驗證實CTP具有良好的臨床應用前景[3- 4]。

10年來，CT技術(shù)快速發(fā)展，掃描模式從最初的單能CT發(fā)展到雙源、雙能CT；探測器寬度由最初的16排、64排發(fā)展到“后64排”(128排、256排和320排等)，其相應的空間和時間分辨率都極大提高，掃描時間明顯縮短，掃描相關輻射劑量不斷減低，這些都對心肌CTP成像的發(fā)展起到了巨大的推動作用。

CTP成像分類及掃描方案

靜態(tài)CTP成像靜態(tài)CTP成像是對心肌灌注單次掃描所采集的數(shù)據(jù)進行分析處理，其對含碘對比劑團注時間具有較大依賴性，因而數(shù)據(jù)采集需在血流首過循環(huán)強化時進行，以避免錯過心肌強化對比的峰值時間點[5]。由于圖像獲取在對比劑團注上升或峰值階段進行，其弊端在于可能錯過強化峰值時間，且不能構(gòu)建完整時間密度曲線(time-attenuation curve，TAC)和計算心肌血流量(myocardial blood flow，MBF)。

動態(tài)負荷CTP成像動態(tài)負荷CTP成像分為運動介導和藥物介導兩類。由于運動負荷臨床操作更為復雜且部分患者難以配合，故現(xiàn)階段臨床研究多采用藥物負荷方式。

動態(tài)負荷CTP由靜息灌注圖像采集和負荷灌注圖像采集兩部分組成。前者多采用前瞻性心電門控序列掃描或大螺距掃描模式以降低輻射劑量。后者既往多選擇回顧性心電門控掃描模式[2]，近年來，前瞻性心電門控掃描模式因能大幅度降低輻射劑量而逐漸被推廣應用[6]。通常推薦臨床采用掃描方案為先靜息后負荷的掃描模式，先進行的靜息CTP可用常規(guī)冠脈CTA替代來提示可疑缺血灶，在探測器寬度有限的情況下，可根據(jù)靜息掃描給出的提示進一步選取重點部位進行負荷CTP，而對于無或輕度病變患者，則無需加做負荷CTP[2，7]。此方案的缺點在于靜息掃描時對比劑使用會對隨后負荷掃描產(chǎn)生干擾，進而可能掩蓋缺血心肌，影響診斷敏感性和和準確性。故兩次灌注掃描之間需設置10～20 min的對比劑洗脫延遲時間。

實際臨床工作中，也可依據(jù)具體情況采用先負荷后靜息的操作流程，其優(yōu)點在于無負荷灌注前對比劑干擾，且靜息掃描前舒血管藥物使用也不會影響到負荷藥物對心肌的作用[2]。

對于結(jié)果的判定，若靜息和負荷CTP都出現(xiàn)相應區(qū)域強化減低，則提示病變?yōu)楣Ｋ啦≡睿蝗艟植繌娀瘻p低只出現(xiàn)于負荷掃描，而在靜息掃描時無明顯異常，則提示為可逆性心肌缺血改變。

動態(tài)負荷CTP較靜態(tài)CTP而言，其優(yōu)勢為對較小的心肌灌注差異有更高的敏感性[8]，且能通過繪制TAC定量分析灌注缺損，其局限性在于較高的輻射劑量，目前128排雙源CT完成動態(tài)負荷CTP的平均輻射劑量約為9.2～12.5 mSv[9]。采用迭代重建技術(shù)和自動管電流調(diào)節(jié)機制等技術(shù)有助于進一步將輻射劑量減低至7.7 mSv甚至3.8 mSv[10]。

CTP圖像分析方法

定性分析法CTP所選用的含碘對比劑對X線的衰減程度與其碘濃聚密度成正比，即低密度區(qū)代表低灌注區(qū)。定性分析法通過比較感興趣區(qū)(region of interest，ROI)與遠處正常心肌以判斷是否存在缺血或梗死，是最簡便和常用的分析方法，多為靜態(tài)CTP或動態(tài)負荷CTP的靜息掃描所采用。然而當存在普遍性心肌缺血時，定性分析可能難以做出較為準確的診斷。

半定量分析通過連續(xù)采集動態(tài)CTP圖像繪制ROI-TAC[11]，分析并計算相應血流參數(shù)，如：上升斜率、強化峰值、 達峰時間 (time to peak，TTP)及曲線下面積(area under the curve，AUC)等，從而分析局部心肌血流灌注情況。

較正常心肌而言，缺血心肌表現(xiàn)為強化峰值減低但對比劑洗脫正常[11]，而梗死心肌表現(xiàn)為對比劑流入及流出均減慢，即強化峰值延遲、減低且對比劑洗脫減慢。

全定量分析常用于動態(tài)負荷CTP。其優(yōu)勢為通過繪制ROI-TAC[11]及各種數(shù)學模型定量分析MBF和心肌血容量(myocardial blood volume，MBV)[12]等動態(tài)參數(shù)，進而綜合、定量評估心肌血流灌注情況。在探測彌漫性心肌缺血及缺血嚴重程度分級等方面,MBF、MBV等定量分析都具有較高的臨床價值[13]。

已有多項研究證實，全定量分析在檢測心肌灌注缺損診斷準確性方面要明顯優(yōu)于定性分析法及半定量分析法，且與單光子發(fā)射計算斷層掃描心肌灌注成像(single photon emission computed tomography-myocardial perfusion imaging，SPECT-MPI)及磁共振掃描心肌灌注成像(magnetic resonance imaging-myocardial perfusion imaging，MRI-MPI)相比均具有良好的診斷一致性，而將CTA與CTP兩種手段結(jié)合使用，其診斷敏感性、特異性可達到90%和97%，即在提高真陽性患者檢出率，減低誤診率及漏診率方面均優(yōu)于單獨使用其中一項手段[13]。

心肌CTP成像臨床試驗

單中心臨床試驗CTP與傳統(tǒng)MPI技術(shù)良好的診斷一致性在CTP發(fā)展早期已被證實。Kurata等[15]首次應用16排CT對12名疑似冠心病患者進行動態(tài)負荷CTP臨床試驗(觀察性診斷試驗)，與SPECT-MPI基于血管節(jié)段相比，得出CTP與SPECT-MPI對于缺血病灶診斷一致性可達83%。

為進一步探究提高診斷準確性方案，Blankstein等[16]應用第1代雙源CT對34名可疑冠心病患者進行動態(tài)負荷CTP成像試驗(觀察性診斷試驗)，基于血管分析，以“金標準”——冠狀動脈血管造影(invasive coronary angiography，ICA)為參照，證實CTP與CTA結(jié)合檢查與SPECT-MPI相比較，其診斷準確性具有良好的一致性，且診斷敏感性、特異性、陽性預測值(positive predictive value，PPV)和陰性預測值(negative predictive value，NPV)均得到明顯提升，從而初步證實CTP/CTA結(jié)合有助于提高真陽性病灶的診斷準確性。Nasis等[17]應用320排寬體探測器CT進一步行動態(tài)負荷CTP臨床試驗(觀察性診斷試驗)，基于血管節(jié)段半定量統(tǒng)計分析，與ICA及SPECT比較，CTP結(jié)合CTA的敏感性、特異性、PPV、NPV及ROC曲線下面積均有明顯提高，更加證實了CTP/CTA能有效提升診斷的有效性。

目前多項單中心臨床試驗已表明，CTP與MR-MPI 及SPECT-MPI等相比，具有良好的診斷一致性。Tashakkor等[18]對近年來13項心肌CTP臨床試驗進行Meta分析，同SPECT-MPI、CTA及MR-MPI相比，以FFR為參照標準，CTP各項診斷指標均具有較高一致性。而CTP/CTA能獲得更高的診斷特異性和PPV，即真陰性患者診斷準確性大大提高。而CTP/CTA與FFR相比，其敏感性、特異性、PPV和NPV分別達81%、93%、87%、88%，可見其特異性和PPV得到明顯改善，即誤診率大大減低。而依舊存在的假陽性病灶則主要由偽影所導致，需要進一步的改善和解決。

多中心臨床試驗CORE320作為第1項檢測CTP診斷準確性的多中心臨床試驗，旨在評估CTA/CTP結(jié)合檢查對于冠心病診斷的臨床價值。所有患者均完成動態(tài)負荷CTP、SPECT-MPI和ICA檢查。數(shù)據(jù)結(jié)果通過AUC值評估CTA和CTA/CTP診斷準確性和實用性。結(jié)果顯示，就心肌缺血診斷準確性而言，相比于SPECT，以ICA為參照，CTP相應AUC值、敏感性、特異性、PPV和NPV均較高，因而具有更高的診斷有效性，對于ICA真陰性及真陽性患者具有更準確的判斷優(yōu)勢。且CTA/CTP結(jié)合較CTA相比，更有助于減低輻射劑量的同時還可進一步提高真陰性患者檢出準確性，對于彌補CTA誤診率較高的缺陷具有額外的診斷價值[3- 4]。

Cury等[19]進行的另一項多中心、多廠家CTP非劣效性臨床試驗結(jié)果也證實，CTP與SPECT在檢測心肌灌注缺損方面具有較好的診斷一致性。

心肌CTP成像局限性及改善

目前心肌CTP發(fā)展的局限性主要為：難以避免的輻射劑量，依舊存在的圖像偽影導致假陽性病灶和假陰性病灶出現(xiàn)，從而影響診斷準確性，較高的對比劑量攝入等，加之臨床實際操作相對復雜且往往需要多方良好的協(xié)調(diào)配合。

近期有研究數(shù)據(jù)顯示，靜態(tài)CTP和動態(tài)負荷CTP平均放射劑量可分別低至3.3～4.6 mSv和9.2～10.0 mSv[20]，但此劑量依舊高于普通CT或冠脈CTA，故仍有待進一步減低。有效方案包括提高時間分辨率、低管電壓成像、管電流調(diào)制結(jié)合迭代重建算法等。通過提高機架旋轉(zhuǎn)時間、增加探測器覆蓋范圍、控制心率，改進校正算法[9]等有助于改善偽影。檢查過程中對比劑的使用對于腎功能不全患者需要更為謹慎，臨床應用中要嚴格把控檢查適應證并備好急救措施。通過對相關醫(yī)療人員進行有針對性的多方配合訓練、努力做到良好的醫(yī)患溝通、不斷改善優(yōu)化檢查方案及探索安全優(yōu)效的藥物等都有利于促進臨床工作中CTP檢查的順利進行和取得良好、準確的檢查結(jié)果。未來的CTP臨床研究方向也必然向著安全高效(低輻射、低對比劑量、便于臨床實際操作)的方向發(fā)展努力。

綜上，通過多項單中心病例自身對照試驗、觀察性試驗、Meta分析及近年來多項多中心試驗，CTP檢查對于心肌缺血評估有效性已被廣泛證實，且CTP與CTA較CTA可進一步提高診斷準確性，尤其在判斷非缺血性疾病即減低誤診率方面具有良好的臨床應用價值。但目前心肌CTP成像在實際應用中存在的部分局限性(如偽影帶來的假陽性和假陰性病灶影響診斷準確性、放射劑量依舊較大、實際操作較復雜等)有待通過進一步的技術(shù)改進來改善。相信CTP技術(shù)的多項優(yōu)勢能使其擁有良好的臨床應用前景，并能夠?qū)π募∪毖约膊≡诙鄠€相關層面提供全面、準確的診斷和臨床治療建議。

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基金項目：國家自然科學基金(81471725)、北京市自然科學基金(7142133)和北京市科技新星項目(Z121107002512072) Supported by the National Natural Sciences Foundation of China (81471725)，the Beijing Municipal Natural Science Foundation (7142133), and the Beijing Nova of Science and Technology (Z121107002512072)

通信作者：王怡寧電話：010- 69155447，電子郵件：yiningpumc@hotmail.com

中圖分類號:R445.3

文獻標志碼:A

文章編號：1000- 503X(2016)03- 0356- 04

DOI：10.3881/j.issn.1000- 503X.2016.03.021

Corresponding author：WANG Yi-ningTel：010- 69155447，E-mail：yiningpumc@hotmail.com

(收稿日期：2015- 05- 21)

Clinical Application and Research Advances of CT Myocardial Perfusion Imaging

YI Yan，WANG Yi-ning

Department of Radiology，PUMC Hospital，CAMS and PUMC，Beijing 100730，China

ABSTRACT：Computed tomography (CT)-based myocardial perfusion imaging (CTP)has been widely recognized as a one-station solution for the imaging of myocardial ischemia-related diseases. This article reviews the clinical scanning protocols，analytical methods，and research advances of CTP in recent years and briefly discusses its limitations and future development.

Key words：coronary artery disease；tomography，X-ray computed；myocardial perfusion imaging；myocardial ischemia