易　妍，王怡寧

中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院　北京協(xié)和醫(yī)學(xué)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(yīng)用及進(jìn)展

易妍，王怡寧

中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)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(píng)估心肌缺血相關(guān)疾病的影像檢查手段，已得到廣泛關(guān)注和認(rèn)可。本文總結(jié)了近年來(lái)CTP成像的臨床掃描方案、分析方法及研究試驗(yàn)進(jìn)展，簡(jiǎn)要探討了其局限性及未來(lái)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：冠狀動(dòng)脈疾病；體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)；心肌灌注成像；心肌缺血

ActaAcadMedSin，2016,38(3)：356-359

近年來(lái)，冠狀動(dòng)脈CT血管造影(computed tomographic angiography，CTA)檢查作為無(wú)創(chuàng)篩查冠心病的首選技術(shù)手段，因其較高的診斷準(zhǔn)確性已得到大眾的廣泛認(rèn)可[1]，但其仍存在診斷特異性及陽(yáng)性預(yù)測(cè)值較低，對(duì)冠脈狹窄的評(píng)估僅限于解剖學(xué)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(zhǔn)確地反映冠狀動(dòng)脈狹窄的血流動(dòng)力學(xué)意義，通過(guò)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(guò)CT心肌灌注成像(CT-based myocardial perfusion imaging，CTP)實(shí)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈狹窄的生理性及功能性評(píng)估已成為可能，進(jìn)而使得CT成為實(shí)現(xiàn)冠心病一站式評(píng)估的檢測(cè)手段。目前已有多個(gè)單中心及多中心臨床試驗(yàn)證實(shí)CTP具有良好的臨床應(yīng)用前景[3- 4]。

10年來(lái)，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(cè)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(yīng)的空間和時(shí)間分辨率都極大提高，掃描時(shí)間明顯縮短，掃描相關(guān)輻射劑量不斷減低，這些都對(duì)心肌CTP成像的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)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(duì)心肌灌注單次掃描所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，其對(duì)含碘對(duì)比劑團(tuán)注時(shí)間具有較大依賴性，因而數(shù)據(jù)采集需在血流首過(guò)循環(huán)強(qiáng)化時(shí)進(jìn)行，以避免錯(cuò)過(guò)心肌強(qiáng)化對(duì)比的峰值時(shí)間點(diǎn)[5]。由于圖像獲取在對(duì)比劑團(tuán)注上升或峰值階段進(jìn)行，其弊端在于可能錯(cuò)過(guò)強(qiáng)化峰值時(shí)間，且不能構(gòu)建完整時(shí)間密度曲線(time-attenuation curve，TAC)和計(jì)算心肌血流量(myocardial blood flow，MBF)。

動(dòng)態(tài)負(fù)荷CTP成像動(dòng)態(tài)負(fù)荷CTP成像分為運(yùn)動(dòng)介導(dǎo)和藥物介導(dǎo)兩類。由于運(yùn)動(dòng)負(fù)荷臨床操作更為復(fù)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(fù)荷方式。

動(dòng)態(tài)負(fù)荷CTP由靜息灌注圖像采集和負(fù)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(lái)，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(yīng)用[6]。通常推薦臨床采用掃描方案為先靜息后負(fù)荷的掃描模式，先進(jìn)行的靜息CTP可用常規(guī)冠脈CTA替代來(lái)提示可疑缺血灶，在探測(cè)器寬度有限的情況下，可根據(jù)靜息掃描給出的提示進(jìn)一步選取重點(diǎn)部位進(jìn)行負(fù)荷CTP，而對(duì)于無(wú)或輕度病變患者，則無(wú)需加做負(fù)荷CTP[2，7]。此方案的缺點(diǎn)在于靜息掃描時(shí)對(duì)比劑使用會(huì)對(duì)隨后負(fù)荷掃描產(chǎn)生干擾，進(jìn)而可能掩蓋缺血心肌，影響診斷敏感性和和準(zhǔn)確性。故兩次灌注掃描之間需設(shè)置10～20 min的對(duì)比劑洗脫延遲時(shí)間。

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

對(duì)于結(jié)果的判定，若靜息和負(fù)荷CTP都出現(xiàn)相應(yīng)區(qū)域強(qiáng)化減低，則提示病變?yōu)楣Ｋ啦≡?；若局部?qiáng)化減低只出現(xiàn)于負(fù)荷掃描，而在靜息掃描時(shí)無(wú)明顯異常，則提示為可逆性心肌缺血改變。

動(dòng)態(tài)負(fù)荷CTP較靜態(tài)CTP而言，其優(yōu)勢(shì)為對(duì)較小的心肌灌注差異有更高的敏感性[8]，且能通過(guò)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(dòng)態(tài)負(fù)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(dòng)管電流調(diào)節(jié)機(jī)制等技術(shù)有助于進(jìn)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(duì)比劑對(duì)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(guò)比較感興趣區(qū)(region of interest，ROI)與遠(yuǎn)處正常心肌以判斷是否存在缺血或梗死，是最簡(jiǎn)便和常用的分析方法，多為靜態(tài)CTP或動(dòng)態(tài)負(fù)荷CTP的靜息掃描所采用。然而當(dāng)存在普遍性心肌缺血時(shí)，定性分析可能難以做出較為準(zhǔn)確的診斷。

半定量分析通過(guò)連續(xù)采集動(dòng)態(tài)CTP圖像繪制ROI-TAC[11]，分析并計(jì)算相應(yīng)血流參數(shù)，如：上升斜率、強(qiáng)化峰值、 達(dá)峰時(shí)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(qiáng)化峰值減低但對(duì)比劑洗脫正常[11]，而梗死心肌表現(xiàn)為對(duì)比劑流入及流出均減慢，即強(qiáng)化峰值延遲、減低且對(duì)比劑洗脫減慢。

全定量分析常用于動(dòng)態(tài)負(fù)荷CTP。其優(yōu)勢(shì)為通過(guò)繪制ROI-TAC[11]及各種數(shù)學(xué)模型定量分析MBF和心肌血容量(myocardial blood volume，MBV)[12]等動(dòng)態(tài)參數(shù)，進(jìn)而綜合、定量評(píng)估心肌血流灌注情況。在探測(cè)彌漫性心肌缺血及缺血嚴(yán)重程度分級(jí)等方面,MBF、MBV等定量分析都具有較高的臨床價(jià)值[13]。

已有多項(xiàng)研究證實(shí)，全定量分析在檢測(cè)心肌灌注缺損診斷準(zhǔn)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(jì)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(dá)到90%和97%，即在提高真陽(yáng)性患者檢出率，減低誤診率及漏診率方面均優(yōu)于單獨(dú)使用其中一項(xiàng)手段[13]。

心肌CTP成像臨床試驗(yàn)

單中心臨床試驗(yàn)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(shí)。Kurata等[15]首次應(yīng)用16排CT對(duì)12名疑似冠心病患者進(jìn)行動(dòng)態(tài)負(fù)荷CTP臨床試驗(yàn)(觀察性診斷試驗(yàn))，與SPECT-MPI基于血管節(jié)段相比，得出CTP與SPECT-MPI對(duì)于缺血病灶診斷一致性可達(dá)83%。

為進(jìn)一步探究提高診斷準(zhǔn)確性方案，Blankstein等[16]應(yīng)用第1代雙源CT對(duì)34名可疑冠心病患者進(jìn)行動(dòng)態(tài)負(fù)荷CTP成像試驗(yàn)(觀察性診斷試驗(yàn))，基于血管分析，以“金標(biāo)準(zhǔn)”——冠狀動(dòng)脈血管造影(invasive coronary angiography，ICA)為參照，證實(shí)CTP與CTA結(jié)合檢查與SPECT-MPI相比較，其診斷準(zhǔn)確性具有良好的一致性，且診斷敏感性、特異性、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值(positive predictive value，PPV)和陰性預(yù)測(cè)值(negative predictive value，NPV)均得到明顯提升，從而初步證實(shí)CTP/CTA結(jié)合有助于提高真陽(yáng)性病灶的診斷準(zhǔn)確性。Nasis等[17]應(yīng)用320排寬體探測(cè)器CT進(jìn)一步行動(dòng)態(tài)負(fù)荷CTP臨床試驗(yàn)(觀察性診斷試驗(yàn))，基于血管節(jié)段半定量統(tǒng)計(jì)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(shí)了CTP/CTA能有效提升診斷的有效性。

目前多項(xiàng)單中心臨床試驗(yàn)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(duì)近年來(lái)13項(xiàng)心肌CTP臨床試驗(yàn)進(jìn)行Meta分析，同SPECT-MPI、CTA及MR-MPI相比，以FFR為參照標(biāo)準(zhǔn)，CTP各項(xiàng)診斷指標(biāo)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(zhǔn)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(dá)81%、93%、87%、88%，可見(jiàn)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(yáng)性病灶則主要由偽影所導(dǎo)致，需要進(jìn)一步的改善和解決。

多中心臨床試驗(yàn)CORE320作為第1項(xiàng)檢測(cè)CTP診斷準(zhǔn)確性的多中心臨床試驗(yàn)，旨在評(píng)估CTA/CTP結(jié)合檢查對(duì)于冠心病診斷的臨床價(jià)值。所有患者均完成動(dòng)態(tài)負(fù)荷CTP、SPECT-MPI和ICA檢查。數(shù)據(jù)結(jié)果通過(guò)AUC值評(píng)估CTA和CTA/CTP診斷準(zhǔn)確性和實(shí)用性。結(jié)果顯示，就心肌缺血診斷準(zhǔn)確性而言，相比于SPECT，以ICA為參照，CTP相應(yīng)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(duì)于ICA真陰性及真陽(yáng)性患者具有更準(zhǔn)確的判斷優(yōu)勢(shì)。且CTA/CTP結(jié)合較CTA相比，更有助于減低輻射劑量的同時(shí)還可進(jìn)一步提高真陰性患者檢出準(zhǔn)確性，對(duì)于彌補(bǔ)CTA誤診率較高的缺陷具有額外的診斷價(jià)值[3- 4]。

Cury等[19]進(jìn)行的另一項(xiàng)多中心、多廠家CTP非劣效性臨床試驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)，CTP與SPECT在檢測(cè)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(dǎo)致假陽(yáng)性病灶和假陰性病灶出現(xiàn)，從而影響診斷準(zhǔn)確性，較高的對(duì)比劑量攝入等，加之臨床實(shí)際操作相對(duì)復(fù)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(dòng)態(tài)負(fù)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(jìn)一步減低。有效方案包括提高時(shí)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(guò)提高機(jī)架旋轉(zhuǎn)時(shí)間、增加探測(cè)器覆蓋范圍、控制心率，改進(jìn)校正算法[9]等有助于改善偽影。檢查過(guò)程中對(duì)比劑的使用對(duì)于腎功能不全患者需要更為謹(jǐn)慎，臨床應(yīng)用中要嚴(yán)格把控檢查適應(yīng)證并備好急救措施。通過(guò)對(duì)相關(guān)醫(yī)療人員進(jìn)行有針對(duì)性的多方配合訓(xùn)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(jìn)臨床工作中CTP檢查的順利進(jìn)行和取得良好、準(zhǔn)確的檢查結(jié)果。未來(lái)的CTP臨床研究方向也必然向著安全高效(低輻射、低對(duì)比劑量、便于臨床實(shí)際操作)的方向發(fā)展努力。

綜上，通過(guò)多項(xiàng)單中心病例自身對(duì)照試驗(yàn)、觀察性試驗(yàn)、Meta分析及近年來(lái)多項(xiàng)多中心試驗(yàn)，CTP檢查對(duì)于心肌缺血評(píng)估有效性已被廣泛證實(shí)，且CTP與CTA較CTA可進(jìn)一步提高診斷準(zhǔn)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(yīng)用價(jià)值。但目前心肌CTP成像在實(shí)際應(yīng)用中存在的部分局限性(如偽影帶來(lái)的假陽(yáng)性和假陰性病灶影響診斷準(zhǔn)確性、放射劑量依舊較大、實(shí)際操作較復(fù)雜等)有待通過(guò)進(jìn)一步的技術(shù)改進(jìn)來(lái)改善。相信CTP技術(shù)的多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)能使其擁有良好的臨床應(yīng)用前景，并能夠?qū)π募∪毖约膊≡诙鄠€(gè)相關(guān)層面提供全面、準(zhǔn)確的診斷和臨床治療建議。

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基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金(81471725)、北京市自然科學(xué)基金(7142133)和北京市科技新星項(xiàng)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(hào):R445.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào)：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