魏淼，王思杭綜述 呂發(fā)金審校

雙能量CT心臟成像的臨床應(yīng)用進(jìn)展

魏淼，王思杭綜述 呂發(fā)金審校

近年來，雙能量CT心臟成像在國內(nèi)外的研究逐漸增多，雙能量CT虛擬單能譜成像可減少高密度對比劑所致的X線束硬化偽影，碘圖則能反映心肌微循環(huán)狀況，相對于SPECT和DSA，雙能量CT能便捷地提供更豐富的臨床信息。本文主要對雙能量CT在冠心病中的臨床應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

冠心病；心肌灌注顯像；雙能量CT

冠心?。╟oronary artery disease，CAD）包括冠狀動脈粥樣硬化、狹窄型缺血缺氧性心臟病和冠狀動脈功能改變（痙攣）型缺血缺氧性心臟病，多發(fā)生在40歲以上人群。CAD的主要病理基礎(chǔ)是冠狀動脈血流量調(diào)節(jié)障礙和心肌微循環(huán)狀態(tài)失衡。

Rocha－Filho等［1］研究表明心肌缺血最早可出現(xiàn)在冠狀動脈造影和心電圖異常之前，解剖學(xué)狹窄并不是引起心肌缺血的唯一原因；冠狀動脈血管造影無法完全顯示心肌內(nèi)的微小血管，診斷心肌缺血不可僅依據(jù)冠狀動脈可見的病變程度，還需了解心肌的供血情況，故“冠狀動脈血管造影聯(lián)合心肌灌注顯像的一站式成像”對于診斷缺血性心臟病，準(zhǔn)確劃分缺血灶責(zé)任血管的意義較大。

目前，冠狀動脈疾病的篩查方法有DSA和CTA，心肌灌注顯像的方法有SPECT和MSCT，但能完成“冠狀動脈造影聯(lián)合心肌灌注一站式成像”的技術(shù)，首選CT。

雙能量CT心臟成像技術(shù)

雙能量CT早在1925年即被提出，80年代已實(shí)現(xiàn)早期的臨床應(yīng)用，但因低管電壓球管無法滿足高能量子輸出率、時(shí)間分辨力和空間分辨力低、后處理技術(shù)薄弱等問題，未能得到廣泛推廣［2－3］。隨著CT技術(shù)近10年來的發(fā)展，上述問題得到解決，且雙能量CT技術(shù)有了新進(jìn)展。在心血管領(lǐng)域，雙能量CT心肌灌注成像成為國內(nèi)外學(xué)者近年來研究的熱點(diǎn)，與64層螺旋CT和雙源CT（dual－source computed tomography，DSCT）相比，雙能量模式下綜合評價(jià)冠狀動脈狹窄和心肌缺血的敏感度和特異度均達(dá)到80%以上［1，4－5］。

目前心臟CT研究使用較多的是西門子的第二代雙源雙能量CT，一站式心臟CT技術(shù)包括冠狀動脈CTA和心肌灌注顯像，基本步驟為：①心臟掃描：常規(guī)鈣化積分掃描后，行一次性碘對比劑增強(qiáng)掃描，采用三期注射法（一期對比劑和生理鹽水以不同比例混合注射，二期純對比劑注射，三期純生理鹽水注射），啟動掃描后，成90°放置的A和B（純化）兩套球管－探測器系統(tǒng)，分別以100和140kV的管電壓產(chǎn)生2束混合能量X線（高低混合比例現(xiàn)多使用7：3），經(jīng)被檢者胸部吸收衰減后，分別被探測器A和B接收，經(jīng)各自對應(yīng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采集、轉(zhuǎn)換，獲得100、140和120kV（混合能量）的3組獨(dú)立數(shù)據(jù)。②冠狀動脈CTA：利用Circulation、Inspace、Carscoring程序?qū)Σ杉降淖罴咽鎻埰诘钠骄訖?quán)數(shù)據(jù)進(jìn)行容積再現(xiàn)（VR）、最大密度投影（MIP）及曲面重組（CPR）后處理和鈣化積分統(tǒng)計(jì)，觀察冠狀動脈管腔有無狹窄／擴(kuò)張，管壁有無斑塊／鈣化，走行是否紆曲等。③心肌CT灌注成像：分別重建高能量和低能量的最佳收縮期薄層圖像（層厚0．75mm，間隔0．5mm，卷積函數(shù)值D26，單幅圖像矩陣512×512），調(diào)入Dual－Energy應(yīng)用程序后，先通過monoenergy的特殊算法，將A、B雙能量數(shù)據(jù)融合、分解為40～190keV的虛擬單能譜，觀察適宜單能量下的心肌密度，再選擇“Heart PBV”，調(diào)和CT和碘融合比例，生成碘偽彩圖，測定心肌碘含量。

雙能量CT心肌灌注的缺血心肌表現(xiàn)

雙能量CT心肌灌注成像的關(guān)鍵是辨別心肌內(nèi)的心肌成分、測定碘含量。觀察圖像時(shí)，較為常用的方法是根據(jù)美國心臟協(xié)會（AHA）的標(biāo)準(zhǔn)，在心室短軸位下將左心室劃分為17段，選擇monoenergy重建出40～190keV的單能量圖像后，依次推移虛擬單能量譜，在窗寬200HU、窗位100HU、層厚5mm的條件下，觀察圖像噪聲、左室心肌的整體密度變化、低密度區(qū)的范圍、形態(tài)及其與周圍組織的對比度的改變［1，6］。

心肌缺血在CT上常表現(xiàn)出直接征象和間接征象。直接征象為心肌內(nèi)低密度及灌注缺損（perfusion defect，PD）。急性心肌梗死表現(xiàn)為不強(qiáng)化或輕度強(qiáng)化；陳舊性心肌梗死的CT值較急性時(shí)更低（表1）。PD或心肌內(nèi)低密度并不一定都代表梗死，嚴(yán)重的局灶性缺血導(dǎo)致的脂肪變形和淀粉樣變也可在CT上表現(xiàn)為增強(qiáng)早期心內(nèi)膜下心肌強(qiáng)化低于鄰近心肌。間接征象有冠狀動脈嚴(yán)重狹窄或閉塞、梗死區(qū)不成比例心肌層變薄、附壁血栓形成、心包炎、胸膜炎、心肌鈣化、肺內(nèi)斑片影等［7］。

表1 急性、陳舊性心肌梗死的CT表現(xiàn)

雙能量CT心肌灌注成像中，最主要的是在碘偽彩圖上測量正常心肌和低灌注區(qū)的碘含量。碘偽彩圖是將增強(qiáng)后的心肌圖像以一定層厚進(jìn)行MIP，后處理軟件根據(jù)組織密度進(jìn)行彩色編碼后與灰度圖融合而成。一般選擇280ms數(shù)據(jù)重建，半掃描140ms（180°波束角）重建數(shù)據(jù)較全掃描280ms（360°波束角）的圖像粗糙。碘偽彩圖包含的碘濃度范圍較廣，分別代表了不同的組織，從正常心肌到梗死后心肌，表現(xiàn)出不同的碘濃度差異。

完成心臟CT一站式檢查的意義在于合理分析缺血心肌的密度和碘含量，找到責(zé)任血管。當(dāng)存在良好的側(cè)支循環(huán)時(shí)，側(cè)支血管可供應(yīng)閉塞血管遠(yuǎn)端心肌血液，利于減輕閉塞區(qū)缺血、缺氧，縮小急性心肌梗死面積。側(cè)支血管多分為冠脈間側(cè)支、冠脈內(nèi)側(cè)支和冠脈外側(cè)支。若疑似閉塞或接近閉塞的血管遠(yuǎn)端顯影，閉塞遠(yuǎn)端與其他分支間有彎曲、曲折的血管交通，則提示側(cè)支血管的存在。

雙能量CT心肌灌注圖像的偽影分析

偽影在心臟雙能量CT圖像上經(jīng)常出現(xiàn)，主要分為運(yùn)動偽影、階梯偽影和線束硬化（beam－h(huán)ardening，BH）偽影。既往研究［1，6，8］顯示：心肌CT灌注圖像上，正常心肌的CT值為87～95HU，而BH影響區(qū)域CT值為49．9～54．0HU，與灌注前的心肌組織相同，故常被誤認(rèn)為灌注缺損區(qū)。BH的產(chǎn)生是因?yàn)榻M織優(yōu)先吸收了混合能量X線束里的低能光子束能量，產(chǎn)生不均勻的部分高密度，它常會影響心肌組織的CT值衰減程度，導(dǎo)致在心肌灌注成像中出現(xiàn)過度量化低灌注區(qū)的情況［9－10］。如何辨別BH？首先BH多呈三角形、透壁性，常以心肌高密度區(qū)的放射狀低強(qiáng)化灶的形式出現(xiàn)［11］；其次BH導(dǎo)致的假性缺血區(qū)主要出現(xiàn)在基底段、室間隔和左室后壁。

實(shí)驗(yàn)證明［12］，近50%的基底段假陽性灌注缺損灶來自于左心室、主動脈內(nèi)殘留的對比劑吸收射線后過度衰減產(chǎn)生的BH，通過掃描無冠心病病史的對照組，可見同一部位仍然存在灌注缺損，證明了BH的存在［1，6］。室間隔的BH與右側(cè)心腔內(nèi)對比劑的不均勻混合、快速流入導(dǎo)致血流分布的急速轉(zhuǎn)變等情況有關(guān)，心腔內(nèi)高濃度對比劑常常影響雙能量CT對BH的校正效果，無法滿意消除BH［2］。

So等［2］比較雙源雙能量CT、單源雙能量CT、單源單能量CT的圖像質(zhì)量和校正BH的效果發(fā)現(xiàn)，雙源雙能量CT得到的70keV圖像最能縮小BH范圍，單源雙能量CT得到的80和140keV的圖像質(zhì)量和單源單能量CT相似，二者對BH的校正效果差別不大。但也有研究［13］表明高、低能量瞬切法產(chǎn)生的虛擬單能量圖像中，90keV數(shù)據(jù)對糾正BH引起的灌注缺損假象效果較好，60～80keV的圖像質(zhì)量最好。雙源雙能量CT產(chǎn)生的BH導(dǎo)致的組織衰減程度常在10HU以內(nèi)，通過雙源雙能量CT的投影數(shù)據(jù)能有效減少偽影，當(dāng)心腔充滿高密度對比劑時(shí)，心肌的CT值轉(zhuǎn)換較小，而與SPECT相比，在無心肌缺血時(shí)，雙源雙能量CT的最佳單能量圖像顯示的灌注情況更加均勻［14］。綜上可見，相對于單源混合能量CT掃描，雙源雙能量CT掃描不僅能有效縮小BH范圍，還有助于提高圖像質(zhì)量，更好的反映灌注缺損區(qū)的范圍和位置。

雙能量CT心肌灌注成像的臨床價(jià)值

雙能量CT心肌灌注成像技術(shù)在不降低圖像質(zhì)量的情況下，能夠顯著降低患者的有效輻射量，具有很高的臨床應(yīng)用價(jià)值［15］。較多對比實(shí)驗(yàn)表明，心臟雙源雙能量CT能有效篩查冠心病。與侵入性的冠脈造影相比，冠狀動脈CTA和心肌灌注顯像聯(lián)合掃描對狹窄性冠心病的診斷率甚至較DSA更高，敏感度從83%上升到91%，特異度從71%上升到91%［1］。Ko等［16］的研究發(fā)現(xiàn)：冠狀動脈CTA和心肌灌注顯像聯(lián)合掃描與單純冠狀動脈CTA比較，診斷冠脈狹窄性冠心病的敏感度為93．2%，特異度為85．5%，對于＞50%的狹窄性冠心病，心肌CT灌注顯像顯示缺血灶的特異度為98%，而對＜50%者，特異度為100%，冠狀動脈CTA和心肌灌注顯像聯(lián)合掃描較單純冠脈CTA對狹窄性冠心病的診斷能力有所提高，近幾年的研究［9，12］提示，以SPECT為參照，雙能量CT心肌灌注成像較冠脈CTA能更好的預(yù)測血流動力學(xué)異常引起的狹窄性冠心病。血管張力較差也會導(dǎo)致一些假陽性病灶［17］，一些面積較小的缺血灶，可能與觀察時(shí)窗口設(shè)置條件欠佳有關(guān)［18］，是否為真正的灌注缺損區(qū)有待進(jìn)一步研究。

雙能量CT心肌灌成像的優(yōu)勢和不足

雙能量CT技術(shù)具有物質(zhì)成分分析和BH矯正兩大優(yōu)勢，也存在一些弊端，如后門控全期相曝光時(shí)間長、輻射量偏高、對比劑易過量注射、心腔內(nèi)的高濃度對比劑易產(chǎn)生偽影、圖像噪聲大等亟需解決的問題。隨著雙能量CT時(shí)間分辨力的逐步提高，低對比劑、低輻射量成像的研究逐步成熟，未來可著眼于心臟CT掃描參數(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)圖像質(zhì)量的進(jìn)一步提高和缺血心肌灌注異常的準(zhǔn)確顯示，使其成為心臟一站式檢查的重要手段。

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·書訊·

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R814．42；R541．4

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1000－0313（2015）02－0186－03

10．13609／j．cnki．1000－0313．2015．02．024

2014－09－30

2014－11－15）

400016 重慶，重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科

魏淼（1988－），女，四川遂寧人，碩士研究生，主要從事中樞神經(jīng)系統(tǒng)及心血管系統(tǒng)的影像學(xué)研究工作。

呂發(fā)金，E－mail：fajinlv＠163．com

國家臨床重點(diǎn)專科建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)資助（國衛(wèi)辦醫(yī)函［2013］544號）