籍慶余，高 揚(yáng)，王志強(qiáng)，唐 躍，賈六軍，李 彬，孫 凱，呂 濱*

(1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院CT室，內(nèi)蒙古 包頭 014030；2.國家心血管病中心 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院放射科，北京 100037；3.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院深圳醫(yī)院放射科，廣東 深圳 518057)

腺苷是一種內(nèi)源性核苷，可直接進(jìn)入心肌經(jīng)磷酸化生成腺苷酸，參與心肌能量代謝，且作為冠狀動脈血管擴(kuò)張劑增加冠狀動脈血流量，在心肌灌注成像(myocardial perfusion imaging， MPI)中是公認(rèn)安全的藥理學(xué)應(yīng)激劑[1]，目前多以可快速降解為腺苷的三磷酸腺苷(ATP)作為腺苷來源。心肌灌注參數(shù)如心肌血流量(myocardial blood flow， MBF)、心肌血容量(myocardial blood volume， MBV)、達(dá)峰時間(time to peak， TTP)及組織通過時間(tissues Transit time， TTT)等可直接反映心肌組織血液供應(yīng)及心臟微循環(huán)過程[2]。動態(tài)CT心肌灌注成像(CT myocardial perfusion imaging， CT-MPI)可定量觀察心肌灌注相關(guān)參數(shù)。隨著MSCT技術(shù)的發(fā)展和雙源CT(dual source CT， DSCT)的出現(xiàn)，CT冠狀動脈成像(CT coronary angiography, CTCA)已廣泛用于篩查和診斷冠心病，負(fù)荷CT心肌灌注量化臨床研究也已開展[3-]。本研究觀察腺苷負(fù)荷對小型豬冠狀動脈血流增加的量化指標(biāo)，為進(jìn)一步臨床研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗對象 健康中華小型豬10只(北京市琉璃河科興實驗動物養(yǎng)殖中心)，雌雄不限，7～8月齡，體質(zhì)量(25.1±3.2)kg。

1.2 掃描前準(zhǔn)備 術(shù)前停飼12 h、停水8 h。以5%戊巴比妥鈉(1 ml/kg體質(zhì)量)肌內(nèi)注射行基礎(chǔ)麻醉，仰臥位保定動物，使四肢外展并固定，經(jīng)雙側(cè)耳緣靜脈埋置12G靜脈留置針，建立靜脈通路，以5%戊巴比妥鈉[1 ml/(kg·h))進(jìn)行全身麻醉維持，并予利多卡因2 mg/kg體質(zhì)量靜脈滴注預(yù)防室性心律失常。

1.3 雙源CT動態(tài)心肌灌注掃描 采用Siemens SOMATOM第2代雙源(光子)CT，應(yīng)用雙筒高壓注射器以3 ml/s流率注射碘海醇2 ml/kg體質(zhì)量、再以相同速率注射生理鹽水20 ml后，采用回顧性心電門控行靜息動態(tài)掃描，掃描時間確定在升主動脈對比劑開始上升前4 s，方向為頭-足向，范圍為自肺動脈干上緣至心臟膈面下約l cm。根據(jù)心率，于R波后 170～250 ms后觸發(fā)掃描以獲取收縮末圖像，行穿梭模式(shuttle mode)掃描。參數(shù)：轉(zhuǎn)速0.28 s，管電壓100 kV，管電流350 mAs，探測器寬度38 mm，原始圖像層厚3.0 mm，層間隔2.9 mm，F(xiàn)OV 22 cm，圖像覆蓋范圍73 mm。10 min后再次注射對比劑，并以 140 μg/(kg·min)泵入2 ml三磷酸腺苷二鈉注射液(2 ml：20 mg，國藥集團(tuán)榮生制藥有限公司)持續(xù) 3 min后進(jìn)行動態(tài)掃描，掃描完成時停止注入。

1.4 圖像數(shù)據(jù)處理及判定 利用光滑解卷積核(B23f)以層厚3.0 mm、層間隔2.9 mm對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行重建。將重建數(shù)據(jù)調(diào)入(Syngo.via)標(biāo)準(zhǔn)工作站中的“VPCT Body”軟件進(jìn)行動態(tài)數(shù)據(jù)分析，得到彩色編碼的心肌灌注圖。分別以橫斷面、心室短軸位、長軸位、四腔心位及左心室短軸位二維圖像為解剖圖，與心肌灌注圖融合，通過測算得到左心室心肌各節(jié)段的MBF、MBV、TTP及TTT值。根據(jù)美國心臟病協(xié)會關(guān)于左心室心肌節(jié)段進(jìn)行心肌分段[5](圖1)，以心肌灌注參數(shù)計算每次掃描中17節(jié)段心肌血流灌注值。標(biāo)記序列后，由2名從事圖像后處理5年以上的主治醫(yī)師以盲法對隨機(jī)打亂順序后的心肌灌注圖像手動繪制并測量、記錄各節(jié)段MBF、MBV、TTP及TTT值，以組內(nèi)相關(guān)系數(shù)行一致性分析。根據(jù)3支血管[右冠狀動脈(right coronary artery, RCA),左前降支(left anterior descending artery， LAD)及左回旋支(left circumflex artery, LCx)]對不同心肌節(jié)段的支配情況(圖2A)計算其支配心肌節(jié)段血流灌注值；根據(jù)其在3個區(qū)域(即基底部、中間部、心尖部)支配心肌節(jié)段(圖2B)計算心肌血流灌注值；根據(jù)各心肌壁(前壁、間隔壁、下壁、側(cè)壁)所屬心肌節(jié)段計算血流灌注值(圖2C)。

圖1 左心室心肌17節(jié)段

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 21.0統(tǒng)計分析軟件。以±s表示連續(xù)性定量數(shù)據(jù)，百分比表示分類變量，定性資料以頻率或百分比表示。計算Kappa值，評價腺苷負(fù)荷動態(tài)CT心肌灌注結(jié)果的一致性。以自身對照結(jié)果為參照標(biāo)準(zhǔn)，分別對比靜息態(tài)及負(fù)荷態(tài)所測MBF、MBV、TTP及TTT平均值，以配對t檢驗比較靜息態(tài)及負(fù)荷態(tài)MBF、MBV、TTP及TTT平均值的差異。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

對10只豬均順利完成實驗，共340個心肌節(jié)段納入分析。給予腺苷負(fù)荷后動物心率加快(靜息平均75次/分，負(fù)荷后平均125次/分)，根據(jù)Schlesinger冠狀動脈分布分類法，CTA優(yōu)勢分型為8只均衡型，2只左優(yōu)勢型。心肌17節(jié)段各心肌灌注定量指標(biāo)見表1。通過動態(tài)CT-MPI得到腺苷作用前后豬左心室心肌節(jié)段、相應(yīng)血管、區(qū)域及心肌壁對應(yīng)心肌節(jié)段心肌灌注情況。靜息組MBF、MBV、TTP及TTT分別為(199.82±66.24)ml/(100 ml·min)、(15.71±5.58)ml/100 ml、(6.38±2.03)s及(13.39±4.91)s，負(fù)荷組分別為(278.87±123.24)ml/ (100 ml·min)、(20.91±7.66)ml/100 ml及(5.83±1.68)s、(12.53±4.49)s。相比靜態(tài)組，負(fù)荷組MBF、MBV顯著升高、TTP縮短(t=8.757、7.738、3.367，P均<0.05)，2組TTT差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=1.743，P>0.05)，見表2、圖3。

2.1 MBF 腺苷負(fù)荷后測得170個節(jié)段MBF值均升高(P<0.05，圖4)，Kappa值為0.798。每個節(jié)段MBF絕對值平均升高79.03 ml/(100 ml·min)。3支血管對應(yīng)區(qū)MBF定量值不同，LAD對應(yīng)MBF灌注量升高較多；3個區(qū)域?qū)?yīng)MBF定量值較均勻增高，以心尖部相對MBF較大；心肌各壁中，以前壁對應(yīng)心MBF升高較多。

表1 小型豬左心室心肌17節(jié)段各心肌灌注定量指標(biāo)數(shù)據(jù)(±s)

表1 小型豬左心室心肌17節(jié)段各心肌灌注定量指標(biāo)數(shù)據(jù)(±s)

心肌節(jié)段靜息組MBF[ml/(100 ml·min)]MBV(ml/100 ml)TTP(s)TTT(s)負(fù)荷組MBF[ml/(100 ml·min)]MBV(ml/100 ml)TTP(s)TTT(s)1198.63±71.3816.21±6.4216.21±6.4414.87±3.77260.77±112.1418.13±6.876.03±1.9014.03±3.782190.03±56.8116.12±6.7816.08±6.7512.70±5.08284.83±167.0718.11±7.836.31±2.0413.05±4.573261.28±55.3420.76±5.5720.78±5.6312.78±4.17331.37±91.1023.70±6.555.32±1.5811.08±5.474179.52±44.0314.47±3.7314.53±3.6611.90±4.45261.84±107.5317.81±7.305.74±1.5512.12±3.465200.68±69.3817.13±8.1817.07±8.1913.10±6.04273.57±140.6618.71±8.575.80±1.7711.40±4.346184.01±47.0314.41±5.4314.42±5.4017.04±3.40260.03±123.0416.87±6.505.69±1.8813.69±3.907186.08±66.6915.02±4.0115.01±4.0413.17±5.43260.50±129.4717.21±6.475.90±1.9212.07±5.248179.62±44.1914.23±3.4814.20±3.5113.50±5.10266.22±142.7716.94±7.056.04±1.5712.10±5.049247.58±100.4319.43±7.4619.38±7.5412.38±4.56330.28±138.2022.34±8.815.79±1.5710.57±5.4810185.42±66.3114.77±5.4714.79±5.4711.27±5.21259.31±106.4017.10±6.046.11±1.9010.80±4.8411206.57±61.8915.34±4.0315.27±4.0014.03±5.17282.45±140.6718.31±7.685.78±1.9313.37±3.0912197.04±77.5815.85±6.3215.92±6.2816.13±5.56269.01±99.4417.71±5.666.13±1.7915.37±4.2413200.68±91.6316.31±6.5516.33±6.6012.47±5.80301.18±124.1819.10±7.045.87±1.7914.22±4.6014179.44±40.0114.24±3.0814.24±3.0813.50±4.38244.03±80.7316.23±4.185.90±1.4812.92±5.1715228.34±67.4718.60±5.7718.61±5.8011.7±5.78314.51±167.6820.82±8.485.73±1.8411.59±4.9016178.10±57.1414.27±5.1114.27±5.1413.81±4.54263.77±99.4616.93±5.746.03±1.8011.87±3.8817194.24±55.2814.69±3.7314.70±3.6613.77±3.92276.90±143.8917.60±7.285.87±1.7612.81±3.64

圖2 冠狀動脈與對應(yīng)左心室心肌節(jié)段/基底部、中間部及心尖部對應(yīng)心肌節(jié)段/各心肌壁對應(yīng)心肌節(jié)段

表2 小型豬負(fù)荷前后動態(tài)CT-MPI定量指標(biāo)組間比較(±s)

表2 小型豬負(fù)荷前后動態(tài)CT-MPI定量指標(biāo)組間比較(±s)

組別MBF[ml/(100 ml·min)]MBV(ml/100ml)TTP(s)TTT(s)靜息組199.82±66.2415.71±5.586.38±2.0313.39±4.91負(fù)荷組278.87±123.2420.91±7.665.83±1.6812.53±4.49t 值8.7577.738-3.367-1.743P 值<0.001<0.0010.0010.083

圖3 小型豬CT-MPI A.靜息狀態(tài)下；B.腺苷負(fù)荷狀態(tài)下

2.2 MBV 腺苷負(fù)荷后170個節(jié)段MBV值均升高(P<0.05，圖5)，Kappa值為0.812。腺苷負(fù)荷后17個心肌節(jié)段心肌血流量較靜息時均勻升高，每節(jié)段MBV絕對值平均升高5.23 ml/100 ml，百分比升高33%；3支血管腺苷負(fù)荷前后對應(yīng)MBV定量值不同，RCA對應(yīng)心肌血容量升高較多；3個區(qū)域?qū)?yīng)MBV定量值較均勻增高，無顯著差別；心肌各壁中，側(cè)壁對應(yīng)MBV升高較多。

2.3 TTP 腺苷負(fù)荷后170個節(jié)段TTP值均縮短(P<0.05)，每個節(jié)段TTP絕對值平均縮短0.64 s，Kappa值為0.788，其中第6節(jié)段TTP縮短較顯著。3支血管對應(yīng)TTP縮短程度基本相同；3個區(qū)域中基底部TTP較其他區(qū)域縮短；各肌壁中以前壁TTP縮短較顯著。

2.4 TTT 腺苷負(fù)荷前后170個節(jié)段TTT無明顯變化，3支血管、3個區(qū)域、各心肌壁中以側(cè)壁血流灌注量靜息與負(fù)荷后TTT值差異不大。17個心肌節(jié)段負(fù)荷后心肌灌注較靜息時TTT無明顯變化(P>0.05)，Kappa值為0.812。

3 討論

本研究結(jié)果表明，腺苷負(fù)荷后小型豬MBF、MBV增加，TTP縮短，利用動態(tài)CT-MPI可以得到負(fù)荷前后心肌灌注的定量指標(biāo)，進(jìn)而分析指標(biāo)的變化程度及特點。

圖4 左心室心肌17節(jié)段腺苷負(fù)荷前后MBF對比

圖5 左心室心肌17節(jié)段腺苷負(fù)荷前后MBV對比

3.1 可行性及優(yōu)勢 腺苷對心臟具有正性激動作用，其與A1受體在冠狀動脈血管平滑肌細(xì)胞激活后可減少缺血細(xì)胞數(shù)量。腺苷A1受體過度表達(dá)對心肌缺血性應(yīng)激具有保護(hù)作用[6]。腺苷與A2a受體結(jié)合可以擴(kuò)張冠狀動脈，減輕心肌缺血所致?lián)p傷[7]。腺苷對于體外細(xì)胞及實驗動物的激動作用已獲證實。中華小型豬心臟大小、解剖結(jié)構(gòu)、側(cè)支循環(huán)及冠狀動脈口徑接近于人類，且心率與人類也比較接近[8]，可用于多次反復(fù)觀察正常心肌組織負(fù)荷前后變化，滿足實驗需要。既往研究[9-10]表明，動態(tài)CT-MPI可量化評價心肌血流灌注情況，評價心肌缺血的敏感度為72%～100%，特異度74%～100%，陽性預(yù)測值為48%～100%，陰性預(yù)測值為78%～100%[11]。 本研究選擇實驗動物自身對照，以避免多變量因素對實驗的影響。

3.2 結(jié)果及意義 腺苷作用前后，動態(tài)CT-MPI顯示實驗豬左心室17個心肌節(jié)段及3個區(qū)域?qū)?yīng)心肌節(jié)段MBF、MBV值均呈均勻升高，LAD對應(yīng)心肌節(jié)段MBF值高于其他2支，而MBV值升高幅度以RCA對應(yīng)心肌節(jié)段更高，與其支配心肌節(jié)段體積較大有關(guān)[5]；前壁對應(yīng)心肌節(jié)段MBF升高幅度大于其他心肌壁，考慮與LAD血流量比其他2支相對較大有關(guān)[12]，而MBV升高幅度以側(cè)壁最高，與側(cè)壁對應(yīng)心肌節(jié)段體積較大有關(guān)[5]。腺苷負(fù)荷后TTP均提前，其中第6節(jié)段(基底部近前壁側(cè)壁)TTP提前較顯著，基底部及前壁達(dá)峰時間提前較顯著，可能與該區(qū)域腺苷受體分布較多有關(guān)。TTT指血液流經(jīng)微血管及額外血管組織的時間，代表對比劑流入及流出心肌組織所用的時間，反映血流在血管內(nèi)是否受阻及其嚴(yán)重程度[13]。本實驗未建立血管狹窄模型，結(jié)果中腺苷負(fù)荷前后TTT基本保持不變，符合預(yù)期。

心肌灌注儲備(myocardial perfusion reserve， MPR)為負(fù)荷狀態(tài)MBF與靜息狀態(tài)MBF的比值，是反映負(fù)荷前后心肌血流量增加幅度的指標(biāo)，目前主要在核素心肌灌注成像中用于評價心肌灌注[14]。相關(guān)研究[13]重點在觀察上述參數(shù)，認(rèn)為MBF、MBV可作為反映心肌灌注的重要指標(biāo)。PELGRIM等[15]分析離體豬心臟模型，通過人工改變模型中的血流，定量檢測MBF、MBV，結(jié)果顯示血流減少前后MBF、MBV差異顯著，可用于檢測早期心肌缺血，為制定人類正常心肌灌注參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)提供參考。

3.3 局限性 本研究針對同一動物模型依次完成靜息和腺苷負(fù)荷2次CT-MPI，實驗結(jié)果可靠，但樣本數(shù)量較少，且未行核素及磁共振心肌灌注顯像。CT-MPI中有個別心肌節(jié)段出現(xiàn)未經(jīng)預(yù)見的統(tǒng)計特異值，可能與個體差異有關(guān)。目前CT-MPI尚未廣泛應(yīng)用于臨床，缺乏圖像解讀經(jīng)驗，對一些偽影認(rèn)識不足，或在一定程度上有礙其診斷心肌缺血及灌注損傷的準(zhǔn)確性。

綜上所述，腺苷對小型豬心臟具有正性激動作用，動態(tài)CT-MPI可加以定量評價。