CT心肌灌注的临床研究及进展

段 慧，康绍磊

（昆明医科大学第一附属医院影像科 云南 昆明 650000）

近年来由于CT应用于心脏疾病特别是冠状动脉粥样硬化性心脏病（coronary artery disease，CAD）的诊断中，提高了CAD的临床检出率。除了冠状动脉形态学上的显示外，心脏功能的检查逐渐的适用于心脏CT检查中，改项检查为临床的诊断和治疗中提供了更多的信息，无创评估心脏收缩及舒张功能、心脏结构的显示（先天性及后天性的心脏结构异常）、心肌运动的活力和冠状动脉解剖学显示等多个方面。冠状动脉CTA（coronary CT angiography，CCTA）被证实可应用于CAD的筛查，已经成为公认的事实。但是对于存在CAD的患者，单纯的CTA能提供的信息就变得很局限。例如不能评估心脏及大血管的血流动力学改变、不能识别病变血管供血区域的心肌缺血情况等，就同时需要结合放射核素的心肌灌注成像的数据。

近年来CT心肌灌注结合CCTA一站式检查也逐渐显像出它的优势。因为CCTA-CTMP在评估冠状动脉狭窄的同时也能提供心脏功能（收缩及舒张功能）、心肌缺血的范围及强化程度等多样的数据。心肌灌注的原理是冠状动脉血流携带了氧和营养物质流经冠状动脉毛细血管网，可以达到对营养心肌的作用。这个血流从小动脉-毛细血管网-静脉的过程，直接的反映了心肌的微循环状态。心肌各种功能学数据对于临床治疗方案的指导和治疗预后的评估是非常重要的信息。CTMP（myocardial CT perfusion，CTMP）检查，可以对心肌活性进行定性及定量的评估。本文将对心脏CTMP的原理和方法、目前研究进展进行概述。

1 CTMP的原理和方法

CTMP基于Stewart[1]和Hamilton等人最初对于指示剂稀释理论的原理，可以无创的得到心肌血流量（myocardial blood flow，MBF）、心肌血容量（myocardial blood volume，MBV）、达峰时间（time to peak，TTP）、组织通过时间（tissue transit time，TTT）等数据。在血管扩张剂（通常是腺苷）的作用下进行造影检查，腺苷是一种血管扩张剂可以结合心脏的腺苷A2受体，达到短时间内促进冠状动脉快速扩张的目的。CAD患者注射腺苷后，冠状动脉血流量明显增大，病变血管由于狭窄会发生“盗血”现象，这主要是因为病变段冠状动脉无法储备腺苷A2受体，同正常冠状动脉相比病变区的管腔的扩张程度明显减小，造成病变供血区血流量减少，心肌显像时心肌核素（示踪剂）在缺血区域呈现出缺损或稀疏分布，这种现象呈现出作为病变血管对应区域血流灌注不足导致心肌缺血的有效指征。一般CTMP时间是当腺苷注射后3min，注射总量为140μg/（kg·min）。图像采集到主动脉或左心室（LV）血池和心肌中的时间衰减曲线（time attenuation curve，TAC）。低衰减区域灌注减少，高度衰减区域代表为正常心肌。然后使用各种数学模型计算MBF和MBV[2]。

2 心肌静息状态CTMP

也叫心肌首过灌注，心肌首过增强后即时显像出心肌的强化程度，反映了分布在冠状动脉中的造影剂与左心室心肌的强化情况，也可判断陈旧性心肌梗死区域心肌微循环灌注，主要表现的该区域心内膜下条状、片状的无强化区，在心脏MR中可以表现无延迟强化，代表病变区域的心肌出现不同程度的纤维化改变。其优点是单次扫描、不需要注射腺苷、辐射剂量低、无需再次扫描。目前由于冠状动脉CTA的逐渐普及和冠状动脉疾病的筛查量增多，CCTA-静息CTMP的研究相对较多[3]。心肌首过灌注CTMP的到的主要是CCTA的半定量数据，对于采集时间、扫描优劣的依赖较强[4]。评估也局限于心肌梗死（陈旧性）区域首过心肌灌注减低，可以出现心内膜下或透壁性的低密度区，由于冠状动脉狭窄及病变的显示可以定性及半定量的评估心肌活性。

3 心肌负荷CTMP

心肌负荷CTMP可以先进性负荷扫描后在行冠状动脉CCTA检查，也可以先进行CCTA后根据冠状动脉狭窄的情况再决定是否进一步进行CTMP的检查。当腺苷注射后进行CT动态连续扫描，从而得到造影剂-时间衰减曲线TAC、MBF、MBV、TTP、TTT等数据。负荷CTMP需要进行静息CCTA及灌注多次扫描，两种扫描方式的时间间隔一般在10～20min之间，主要是确保对比剂充分洗脱。当有明确的病变瘢痕区，也可以选择性扫描病变区域，由于大球管和宽体探测器的使用，可以进行全心内的灌注扫描。负荷CTMP定量分析，得到全时相TAC、MBF、MBV等各项参数。文献指出[5]，透壁灌注比率（transmyocardial perfusion ratio，TPR）相比MBF其实更能真实的反映心肌血流量的跨壁梯度，有研究发现当CAD患者EPR＜0.99时时存在心肌缺血。但CTMP的量化指标一直没有统一指标，多采用定性分析方法。若CCTA显示冠状动脉狭窄，但是负荷CTMP和静息状态首过灌注的强化差别较大，那么此段心肌可能存在可逆性的心肌缺血。反之，如果低密度区（低灌注或无灌注区）在两种状态下都显示，那么此区域心肌就可能是心肌的纤维化改变。

4 CTMP的定量及定性评估

定量评估心肌缺血的血流量需要在团注对比剂进入心肌时多期相重复扫描半定量测量。文献显示与有创冠状动脉造影比较，当心肌血流量低于75ml/（100ml·min）时心肌缺血有临床意义[1]，建议有创治疗。

目前CTMP定性评估心肌灌注的数据公布的较少，随着心脏CT技术的飞速发展、各种人工智能及后处理技术的完善，相信会有关于心脏CTMP的大量的临床研究，应用并使患者从中得益。现阶段国内外对于心肌的CTMP的评估依靠的是美国心脏病学会/美国心脏协会（ACC/AHA）的17段心肌模型（心肌牛眼图），评分的标准是按照每个节段存在/不存在灌注缺损。灌注缺损的分级为透壁（＞50%）或非透壁（＜50%），可逆性的分级为（0=无，1=最小，2=部分，3=完全），并且使用主观评价（差，中等，良好，优秀）来确定图像质量。文献显示对CTMP的血管诊断敏感性和特异性（分别为79%和80%）与SPECT-MPI（分别为67%和83%）相比，可通过ICA检测冠状动脉≥50%的狭窄[4]。

5 CTMP的不足及展望

虽然心脏CTMP有很多临床和实验研究，但是各种研究都是在不同型号的CT设备、不同的研究对象、灌注技术的限制，CTMP未有统一的扫描方案。但是我们相信心脏CTMP有很大的优势，虽然有着辐射剂量、造影剂剂量、图像质量等各方面的问题，但是随着宽体CT的、多CT、多能量CT的面世，采集各种状态下的心脏的冠状动脉冻结，前瞻性扫描仪可以将扩展的Z轴覆盖范围与增加的探测器，多个X射线管，增强的图像处理技术和重建算法，预期的ECG触发，得到更优质的图像质量，CTMP的未来是有很好的远景的。时间分辨率和空间分辨率的提高以及更广泛的心脏覆盖可以导致更快的MDCT扫描仪，其可以在单次心跳中对整个心脏成像或无呼吸控制成为可能[7]。这些都可以导致较低的辐射和对比剂量，减少的伪影和心肌灌注的时间采集。低剂量CCTA-CTMP一站式检查可以提供更多的冠状动脉解剖学及心脏、心肌功能数据，为临床治疗决策提供更好的影像学依据[8]。

心脏CTA-CTMP有助于及时、方便的评估心肌缺血的情况，同时进行冠状动脉解剖形态学的评估，合理使用的放射剂量进行心肌灌注。未来使用这项技术可能会改变CAD特别是那些患有中度至重度冠状动脉粥样硬化的患者的管理和预后。