门控SPECT心肌灌注显像定量分析在冠心病及相关疾病中的应用进展

赵培宏 综述 李卫萍,2 审校

(1.首都医科大学附属北京友谊医院心血管中心，北京 100050； 2.代谢紊乱相关心血管疾病北京市重点实验室，北京 100050)

《中国心血管病报告2016》概要指出，在城乡居民总死亡原因中心血管病死亡居于首位[1]。预计中国心血管疾病患者共2.9亿，其中冠心病1 100万、心力衰竭450万、高血压2.7亿。因此，心血管疾病的早期诊断、危险分层、预后评估显得尤为重要。冠状动脉造影(coronary angiogram,CAG)作为诊断冠心病的“金标准”，依据的是检查者目测冠状动脉大血管的狭窄程度，很大程度上受到检查者主观因素的影响，且是有创检查。而门控单光子发射计算机断层成像心肌灌注显像(gated single-photo emission computed tomography myocardial perfusion imaging,GSMPI)可同时实现对心肌灌注缺损及心室功能的定量评价，最大优势在于可以标准化地判断心肌局部血流灌注异常，判断结果具有可重复性，且很少受图像质量差异和观察者经验的影响。2013年ACCF/AHA/ASE/ASNC联合发表的指南指出：对于可疑冠心病、心电图不能判断的心肌缺血、新诊断的心脏收缩/舒张功能不全、频发室性期前收缩等的患者，推荐进行心肌灌注显像评估[2]。此外，GSMPI在冠心病相关疾病如心力衰竭、高血压、糖尿病、肾功能不全等的危险分层、预后评估中有很重要的应用价值。

1 GSMPI的定量参数

GSMPI是利用心肌细胞对放射性标记化合物的摄取，单光子发射计算机断层成像(SPECT)由心电图R波触发采集图像，随后计算机软件将得到的图像与正常数据库对比可得出各项定量参数，包括反映心肌灌注缺损、左心室重构和左心室功能三方面的参数。

1.1 反映心肌灌注缺损的参数

计算机软件将SPECT采集的图像重建，并分为17～20个节段，将每个节段的图像与正常数据库对比后对其灌注情况进行评分：0分，放射性分布正常；1分，轻度缺损；2分，中度缺损；3分，重度缺损；4分，分布缺损。将每个节段的分数相加得到心肌灌注的评分，分数越高表示灌注缺损越严重。包括：(1)负荷灌注总评分(summed stress score，SSS)：0～3分为正常，4～8分轻度缺血，9～13分中度缺血，>13分重度缺血[3]。(2)静息灌注总评分(summed rest score，SRS)：<1分为正常，≥1分为异常[3]。(3)静息-负荷差异总评分(summed difference score，SDS)，为负荷与静息状态下灌注总评分的差值，反映缺血的程度和严重性：0～1分为正常，2～7分中度缺血，>7分大面积缺血[3]。(4)总灌注不足。(5)瞬间扩张比(transient ischemic dilation，TID)：负荷和静息状态下左室容积之比。

1.2 反映左心室重构的指标

左心室重构是指在各种疾病的影响下左心室结构的改变。(1)室壁运动总评分：计算机软件将各个节段的运动情况与正常数据库对比并评分(0分正常、1分不确定、2分中度减低、3分重度减低、4分无运动、5分反向运动)，各个节段的评分相加得到室壁运动总评分。(2)室壁增厚总评分(summed thickening score，STS)：软件自动将患者室壁增厚情况与正常数据库对比并评分(0分正常、1分不确定、2分中度减低、3分重度减低或无增厚)，各个节段的评分相加得到STS。(3)左心室球形化率：越小越接近球形。(4)形态指数：指短轴最大横径与中段长轴长径之比。形态指数越接近1，提示心室重构越严重。

1.3 反映左心室功能的参数

(1)左室收缩功能：左室射血分数(LVEF)>50%为正常，30%～50%中度异常，<30%重度异常[3]。(2)左室舒张功能：收缩末期容积、舒张末期容积、高峰充盈率。(3)左室机械收缩不同步(left ventricular mechanical dyssynchrony，LVMD)：GSMPI相位分析(phase analysis)是以整个心动周期为横坐标，心肌摄取的放射性核素为纵坐标得到相位直方图。①相位直方图带宽(phase histogram bandwidth，PHB)值越大，左室机械收缩同步性越差；②相位标准差(phase standard deviation，PSD)，左室各部位心肌开始收缩的角度标准差，反映各部位心肌开始收缩时间的弥散程度，值越大，左室机械收缩同步性越差；③均值(mean)：左室各部位心肌开始收缩的平均角度(时间)；④熵(entropy)：反映左室各部位心肌收缩时间的混乱程度，值越大，左室同步性越差。左室机械收缩同步性可能受到种族、年龄、性别、体重指数、计算机软件、负荷/静息等多因素的影响，目前尚无统一的正常值范围。研究表明，相位分析的左室机械收缩同步性参数与最常用的超声心动图的收缩、舒张功能参数(LVEF、E/A、E/E’)有很好的相关性[4-5]。

2 GSMPI在冠心病中的应用

2.1 冠心病的诊断

荟萃分析显示，GSMPI诊断冠心病的敏感性和特异性分别是85%和85%，远高于运动平板试验(68%和77%)[6]。在老年患者、糖尿病等冠状动脉钙化严重的患者，GSMPI诊断冠心病优于冠状动脉CT血管成像(CTA)。Nappi等[7]入选了164例可疑冠心病的患者，均行冠状动脉钙化积分、冠状动脉CTA、负荷GSMPI检查，平均随访82个月发现，GSMPI是心脏事件的独立预测因子；负荷GSMPI对冠心病危险分层、预后评估的准确性更高。GSMPI评估心肌缺血的严重程度评分标准见表1。

表1 SPECT心肌灌注缺损严重程度评分标准[3]

2.2 冠心病的危险分层

近期研究显示，GSMPI对心血管事件的发生有很好的阴性预测价值，一项纳入了21 000例患者，平均随访2年的研究表明GSMPI结果正常(SSS≤3)的患者心源性死亡、非致死性心肌梗死的发生率<0.7%[8]。一项70 000例患者的荟萃分析显示心肌灌注结果异常的患者心源性死亡、非致死性心肌梗死的发生率是结果正常患者的7～8倍[9]。GSMPI高风险的表现为大面积可逆的灌注缺损、多个中等灌注缺损、SDS≥13、TID升高、静息状态下LVEF异常、负荷导致的LVEF下降、肺摄取增加、右心室摄取增加[6]。近期研究显示左室收缩不同步与冠心病的预后相关[10]。Hess等[11]纳入了1 244例行GSMPI的患者，随访8年研究显示，PHB>100°患者死亡率显著高于PHB<100°的患者(56.8% vs 34%)。左室收缩不同步与死亡独立相关，PHB每增加10°，心血管事件的发生率增加9.2%。Hida等[12]的研究表明在诊断冠心病多支病变方面，SSS≥9的敏感性为84%，特异性为53%，PSD≥4.4°的敏感性和特异性分别为74%和84%，PHB≥14°为68%和91%。联合应用PSD、PHB、TID和SSS可以更好地预测冠心病多支病变[12-13]。

随着社会老龄化，老年患者人数明显增加。由于冠状动脉钙化和肾功能不全，冠状动脉CTA和CAG的应用受到一定限制。而在老年患者，甚至是在80岁以上的高龄患者，GSMPI可以提供有效的长期的危险分层。Katsikis等[14]的一项队列研究入选了629例80岁以上的患者，均完成了GSMPI，随访9.3年，结果显示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)]等的独立预测因子。

2.3 冠心病血运重建后的评估

支架内再狭窄是冠心病患者经皮冠脉介入术后的常见并发症。一项研究纳入66例经皮冠脉介入术后的患者，在1个月内分别进行ATP负荷的GSMPI和CAG，GSMPI诊断支架内再狭窄的特异性和敏感性分别为89%和85%，有很好的应用价值，而且安全性高、花费少[15]。Cho等[16]为了评估急性心肌梗死和多支病变的患者LVMD对预后的影响，纳入了109例急性心肌梗死并在2周内行GSMPI的患者，均成功开通罪犯血管，且至少有一支非罪犯血管狭窄>50%，随访了26个月，结果显示发生主要不良心血管事件(全因死亡、因心力衰竭住院、因室性心动过速、心室颤动住院)的患者负荷PSD、负荷PHB、静息PHB明显升高。负荷PSD≥45.5°、负荷PHB≥126.0°的患者更多发生主要不良心血管事件。另外，Park等[17]纳入45例冠状动脉旁路移植术后的患者，术后3个月及1年后分别行GSMPI，结果显示，冠状动脉旁路移植术后3个月的PHB是心室逆重构的预测因子。

3 GSMPI在冠心病相关疾病中的应用

3.1 心力衰竭

目前在临床上诊断心力衰竭常依据患者主观症状、B型钠尿肽水平、室壁运动、E/A、LVEF等，但这些指标的异常不能用于早期评价心力衰竭。在心力衰竭临床表现出现前就已经存在左室收缩的不同步。GSMPI不仅可以显示心肌灌注的缺损，还可以全面评价左心室的收缩/舒张功能，如LVEF 、舒张末期容积、收缩末期容积、高峰充盈率以及PHB、PSD等，研究表明这些参数与超声心动图、B型钠尿肽等传统的反映心力衰竭的指标有很好的相关性[18]。Igarashi等[19]入选了41例因左室收缩功能不全住院的患者，均进行了CAG和GSMPI，结果显示冠心病患者的SSS、SDS、PHB较高；多因素分析显示PSD>14°、SSS>17可以很好地区别缺血性和非缺血性原因导致的心力衰竭。GSMPI在心力衰竭患者的诊断、病因识别、危险分层、指导治疗上有很大的应用价值[20]。

严重心力衰竭的患者接受心脏再同步化治疗(CRT)，可以用GSMPI进行CRT的术前评估和术后疗效评估。Mukherjee等[21]纳入了32例严重心力衰竭拟行CRT的患者，随访3个月结果显示，基线PSD和PHB升高的患者对CRT治疗更有效。受试者工作特征曲线(ROC曲线)分析示基线PSD>43°和PHB>128°预测CRT治疗有效的敏感性为86%，特异性为80%。

3.2 高血压

高血压是一个多系统的疾病，可以影响心、脑、肾等重要脏器，也是左心室肥厚和充血性心力衰竭的重要危险因素。Ozdemir等[22]为了评估高血压患者的LVMD，回顾性分析了196例行GSMPI结果正常的患者，其中高血压组123例，非高血压组73例，结果显示高血压组PSD、PHB更高，且差异有统计学意义。高血压组的相位峰值比非高血压组的峰值高，但没有统计学意义。在这项研究中，72例患者进行了超声心动图的检查，其中高血压组45例，非高血压组27例，结果显示超声心动图中室间隔厚度、左室后壁厚度与相位分析中表示左室同步性的指标PSD、PHB有很好的相关性。该研究证实高血压患者LVMD与左室肥厚相关，GSMPI在评估高血压患者是否存在心肌灌注缺损的同时，也可以早期判断是否存在LVMD。

3.3 2型糖尿病

2型糖尿病被认为是冠心病的等危症。糖尿病患者因植物神经病变等原因导致对心肌缺血不敏感，发生严重的心脏事件不易察觉，而且多为微血管病变，因此CAG和冠状动脉CTA的假阴性率很高。GSMPI有望用于早期准确地评估2型糖尿病患者的心血管预后。Acampa等[23]的荟萃分析纳入14个研究共13 493例可疑或已知冠心病的2型糖尿病患者。研究发现负荷GSMPI正常对非致死性心肌梗死和心源性死亡的阴性预测值为94.92%。Jeong等[24]入选了533例2型糖尿病患者，发现左心室功能不全患者(LVEF<50%或者室壁运动异常)的无事件生存率明显下降。多因素分析显示，左室功能不全、室壁运动总评分、STS、运动异常节段多的患者心源性死亡和非致死性心肌梗死的发生率高，而STS是心源性死亡和非致死性心肌梗死的独立预测因子。糖尿病患者负荷后LVEF下降≥5%预后较差[25]。Poulsen等[26]入选了305例患有2型糖尿病但无冠心病的患者，平均随访5.6年，结果发现左房容积指数(LAVi)≥32 mL/m2的患者心脏事件发生率显著升高，死亡率增加2倍。单因素分析显示年龄、高血压、左室舒张功能和LAVi≥32 mL/m2为发生复合终点的独立预测因子，校正年龄和高血压后，LAVi≥32 mL/m2仍为复合终点的独立预测因子。另有研究表明2型糖尿病患者TID≥1.19提示可能存在严重的冠状动脉病变[27]。

3.4 肾功能不全

研究表明，慢性肾功能不全(chronic kidney disease，CKD)患者心肌梗死的风险是无CKD患者的2.5倍，尽管CAG是诊断冠心病的“金标准”，但在CKD患者中的临床应用受限。因此GSMPI是CKD患者进行心血管危险分层的最佳方法。日本对心脏事件和生存研究的一项多中心、前瞻性队列研究(J-ACCESS 3)[28]，对无明确冠心病的529例CKD患者进行负荷和静息显像，随访3年，平均估算肾小球滤过率(eGFR)为(29.0 ± 12.8)mL/(min·1.73 m2)，研究表明，肾功能不全、SSS高和C反应蛋白(CRP)高的患者无事件生存率降低。多变量Cox回归分析显示心脏事件的发生与SSS≥8、 eGFR<15 mL/(min·1.73m2)、 CRP≥0.3 mg/L显著相关(HR分别为2.68、1.79、2.51)。肾功能不全，甚至是终末期肾病的患者，GSMPI结果正常(SSS<4)的患者心脏事件的发生率比结果异常的减少约50%[29](6.4%vs 13.2%)。GSMPI结果正常(SSS<4)的终末期肾病患者中，心脏事件的发生率与其临床合并症相关，如老年、糖尿病、冠心病、高敏CRP水平升高等都会增加心脏事件的发生率。另有研究表明，PSD、PHB的增高也与终点事件的发生相关[30]。Furuhashi等[31]纳入了108例无冠心病且SSS<4的CKD[eGFR<60 mL/(min·1.73 m2)]患者，平均随访24个月的研究显示年龄、血红蛋白水平、eGFR、SDS为心脏事件的预测因子。eGFR降低和负荷GSMPI结果异常可能是CKD患者心脏事件的预测因子。GSMPI对CKD患者预后评估、肾移植术前、术后评估有很好的应用价值[30,32-33]。

综上所述，GSMPI可同时评估心脏的灌注缺损、心室重构和心室功能，在冠心病及相关疾病的诊断、危险分层、指导治疗和预后评估等方面有很好的应用价值。因受到种族、性别、肥胖、检测仪器等的影响，反映LVMD的指标尚无统一的正常值范围。虽然国内目前在无创评估冠心病的检查方法上，应用冠状动脉CTA更多；但相信在不远的将来，心肌灌注显像这一功能性的检查应用会越来越多，越来越受重视。

[ 参 考 文 献 ]

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