趙潤濤 王凡 單冬凱 楊俊杰

(1.解放軍醫(yī)學(xué)院，北京100853；2.中國人民解放軍總醫(yī)院第二醫(yī)學(xué)中心心血管內(nèi)科 國家老年疾病臨床研究中心，北京100853；3.中國人民解放軍總醫(yī)院第六醫(yī)學(xué)中心心血管病醫(yī)學(xué)部，北京100853)

隨著計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography，CT)和心電門控系統(tǒng)技術(shù)不斷發(fā)展，冠狀動脈CT血管造影(coronary computed tomography angiography，CCTA) 已成為篩查和診斷冠狀動脈疾病(coronary artery disease，CAD)的重要手段，它具有應(yīng)用廣泛、檢查迅速和診斷準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)[1]。早期隨著CCTA的發(fā)展，有研究[2]發(fā)現(xiàn)，延遲增強(qiáng)的心臟CT可用于檢測心肌梗死，隨后CT心肌灌注成像(CT myocardial perfusion imaging，CTP)引起人們的重視并迅速發(fā)展。

傳統(tǒng)的正電子發(fā)射斷層掃描(positron emission tomography，PET)和單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像(single photon emission computed tomography，SPECT)等成像技術(shù)是公認(rèn)的評價心肌灌注的可靠方法，能準(zhǔn)確評估心肌的活性和功能。心臟磁共振可用于心臟形態(tài)、功能和活性評估[3]，同樣是評價心肌灌注的重要手段。然而前述技術(shù)不僅檢查方法復(fù)雜，且難以獲得冠狀動脈解剖學(xué)信息。CTP技術(shù)近年發(fā)展迅速，可在CCTA檢查的基礎(chǔ)上進(jìn)一步評估心肌微循環(huán)血流情況，從而實(shí)現(xiàn)了解剖學(xué)和功能學(xué)的一站式檢查，具有廣泛應(yīng)用前景[4-6]?，F(xiàn)就CTP檢查方法以及臨床應(yīng)用進(jìn)展做一綜述。

1 CTP原理和檢查方法概述

CTP是在對比劑流經(jīng)心肌微循環(huán)時成像，通過對比不同心肌節(jié)段密度(HU)差異或計(jì)算心肌血流參數(shù)來反映心肌微循環(huán)情況。根據(jù)掃描成像方法不同可分為靜態(tài)CTP和動態(tài)CTP(圖1為CTP掃描時間及時間密度曲線)。檢查前應(yīng)用負(fù)荷藥物(腺苷等)有助于擴(kuò)張冠狀動脈從而增加心肌微循環(huán)血流[7]。在負(fù)荷藥物作用下，非阻塞性冠狀動脈較阻塞性冠狀動脈擴(kuò)張更為明顯，對應(yīng)阻力更低，導(dǎo)致冠狀動脈血流重新分布，梗阻冠狀動脈供血區(qū)缺血更為顯著，更有助于識別灌注缺損的心肌。因此，根據(jù)有無負(fù)荷(藥物負(fù)荷為主)又分為靜息CTP和負(fù)荷CTP。

圖1 CTP掃描時間及時間密度曲線

靜態(tài)CTP是在對比劑首次通過心肌時采集單一心動周期圖像序列，通過分析不同節(jié)段CT密度差異來判斷心肌缺血情況。靜態(tài)雙能CTP則是基于碘離子暴露于兩個不同能級時(常用140～150 kV和80～100 kV兩個能級)的特定衰減光譜特征，通過繪制心肌密度分布圖來區(qū)分組織特征并評估心肌血供情況[8]。靜態(tài)雙能CTP較常規(guī)靜態(tài)CTP對細(xì)微灌注缺陷的檢出率更高，其診斷效能也相對更高[5]。在靜態(tài)CTP單一周期序列采集過程中，需確保在缺血組織和非缺血組織灌注之間差異最大時為佳[6](圖1)。因此，掃描成像時間將影響靜態(tài)CTP最終成像結(jié)果。

動態(tài)CTP則在對比劑首次通過心肌過程中連續(xù)掃描并采集數(shù)據(jù)(通常為10～15個完整的三維數(shù)據(jù)序列)，根據(jù)心肌密度值隨時間變化趨勢可計(jì)算出時間密度曲線(圖1)及剩余函數(shù)等，據(jù)此計(jì)算相應(yīng)半定量(如曲線下面積、最大斜率等)和定量參數(shù)[如心肌血流量(myocardial blood flow，MBF)和心肌血容量等][9-10]。MBF代表單位時間內(nèi)經(jīng)過單位體積(或質(zhì)量)心肌組織的血液量。通過數(shù)據(jù)分析處理，可根據(jù)不同心肌節(jié)段的血流量繪制出類似于PET灌注成像的心肌灌注分布圖。根據(jù)心肌17節(jié)段法，不同心肌節(jié)段則分別對應(yīng)其供血冠狀動脈節(jié)段。若近端血管阻塞，則梗阻部位遠(yuǎn)端冠狀動脈同樣受累。因此，其缺血節(jié)段與冠狀動脈供血對應(yīng)，通過判斷心肌節(jié)段有無缺血可推斷相應(yīng)供血冠狀動脈是否存在阻塞性病變[11]。圖2為動態(tài)負(fù)荷CTP臨床應(yīng)用實(shí)例。

2 CTP的臨床應(yīng)用和最新進(jìn)展

2.1 靜態(tài)CTP臨床應(yīng)用進(jìn)展

2.1.1 靜態(tài)CTP診斷支架內(nèi)再狹窄

對于冠狀動脈支架植入術(shù)后的患者，常規(guī)CCTA檢查易受金屬支架偽影影響而難以準(zhǔn)確評估支架內(nèi)情況，而CTP可用于彌補(bǔ)CCTA應(yīng)用限制。Andreini等[12]前瞻性納入150例冠狀動脈支架植入術(shù)后的患者，均行CCTA以及靜態(tài)負(fù)荷CTP診斷。結(jié)果顯示，靜態(tài)負(fù)荷CTP對支架內(nèi)再狹窄的診斷效能顯著優(yōu)于CCTA[以血流儲備分?jǐn)?shù)(fractional flow reserve，F(xiàn)FR)<0.80為金標(biāo)準(zhǔn)]，而CCTA聯(lián)合靜態(tài)負(fù)荷CTP可進(jìn)一步提高診斷效能。

2.1.2 靜態(tài)CTP透壁灌注比

早期研究[13]表明，在冠狀動脈血供正常情況下，心內(nèi)膜下心肌灌注較心外膜下豐富，因而心內(nèi)膜下心肌密度均值與心外膜下心肌密度均值之比，即心肌透壁灌注比(transmural perfusion ratio，TPR)往往>1.0。當(dāng)在藥物負(fù)荷條件下，血供正常心肌的TPR保持不變，而阻塞冠狀動脈對應(yīng)節(jié)段TPR則顯著下降，且TPR與病變血管狹窄程度呈負(fù)相關(guān)，該方法或有助于靜態(tài)負(fù)荷CTP的定量評估。

Pontone等[14]連續(xù)納入88例有典型心絞痛的患者，均接受CCTA聯(lián)合靜態(tài)負(fù)荷CTP。結(jié)果表明，采用靜態(tài)負(fù)荷CTP目測法以及TPR分別與CCTA聯(lián)合，二者診斷阻塞性CAD[有創(chuàng)冠狀動脈造影(invasive coronary angiography，ICA)管腔狹窄≥50%或FFR≤0.80為金標(biāo)準(zhǔn)]的診斷效能均顯著優(yōu)于CCTA，而兩種方法之間診斷效能無顯著性差異。盡管計(jì)算TPR為靜態(tài)負(fù)荷CTP定量分析提供了思路，然而該法與常規(guī)目測法診斷效能無異，表明靜態(tài)CTP的定量計(jì)算仍具有局限性。

2.2 動態(tài)CTP臨床應(yīng)用進(jìn)展

2.2.1 動態(tài)CTP診斷阻塞性CAD

CORE320研究前瞻性納入診斷為CAD的患者[15-17]，均接受CCTA聯(lián)合動態(tài)負(fù)荷CTP檢查。結(jié)果顯示，動態(tài)負(fù)荷CTP對心肌缺血(ICA管腔狹窄≥90%或FFR<0.75)的診斷效能顯著優(yōu)于CCTA。該研究二次分析顯示，動態(tài)負(fù)荷CTP對阻塞性CAD(ICA管腔狹窄≥50%)診斷效能顯著優(yōu)于SPECT，且CCTA聯(lián)合動態(tài)負(fù)荷CTP診斷阻塞性CAD的診斷效能同樣優(yōu)于CCTA。

2.2.2 動態(tài)CTP心肌血流量比值法

Yang等[18]前瞻性納入82例診斷為阻塞性CAD的患者，均行動態(tài)負(fù)荷CTP聯(lián)合CCTA檢查，并計(jì)算MBF比值(病變冠狀動脈與非病變冠狀動脈各自對應(yīng)心肌節(jié)段MBF之比) 。結(jié)果顯示，MBF比值與FFR具有很好的相關(guān)性(r=0.66)，且MBF比值聯(lián)合CCTA診斷阻塞性CAD(FFR≤0.80)的診斷效能優(yōu)于MBF。

Li等[19]前瞻性納入62例有典型胸痛癥狀或具有較高CAD驗(yàn)前概率的患者，均行動態(tài)負(fù)荷CTP、CCTA以及有創(chuàng)FFR檢查，并根據(jù)MBF結(jié)果計(jì)算MBF比值。結(jié)果顯示，MBF和MBF比值診斷阻塞性CAD(FFR≤0.80)均具有較好的診斷效能，均顯著優(yōu)于靜態(tài)CTP目測法。

Kuwahara等[20]前瞻性納入29例擬行ICA的CAD患者，均行動態(tài)負(fù)荷CTP檢查，并采用Voronoi分割法(以冠狀動脈走行劃分其供血心肌節(jié)段法)分割動態(tài)CTP圖像的心肌節(jié)段[21]。結(jié)果顯示，采用該分割法計(jì)算MBF比值對阻塞性CAD(FFR≤0.80)的診斷效能優(yōu)于MBF。

2.3 CTP指導(dǎo)冠心病危險(xiǎn)分層和診療

Yu等[22]前瞻性納入250例有典型胸痛癥狀或具有較高CAD驗(yàn)前概率的患者，隨機(jī)采用動態(tài)負(fù)荷CTP聯(lián)合CCTA或CCTA指導(dǎo)診療。結(jié)果顯示，動態(tài)負(fù)荷CTP聯(lián)合CCTA較單獨(dú)采用CCTA可顯著降低ICA手術(shù)率。隨訪結(jié)果顯示，兩種方案遠(yuǎn)期主要不良心血管事件發(fā)生概率無顯著差異。該研究表明，動態(tài)負(fù)荷CTP聯(lián)合CCTA在選擇臨床診療方案和指導(dǎo)資源合理分配方面優(yōu)于CCTA。

Lubbers等[23]前瞻性納入268例診斷為CAD的患者(CRESCENT-Ⅱ研究)，隨機(jī)采用CT方案[CCTA聯(lián)合動態(tài)負(fù)荷CTP(僅當(dāng)CCTA管腔狹窄≥50%采用)]或功能性檢查方案(平板運(yùn)動試驗(yàn)、SPECT或負(fù)荷超聲心動圖)指導(dǎo)診療。結(jié)果顯示，采用CT方案判斷有無ICA指征的準(zhǔn)確性顯著優(yōu)于功能性檢查方案。隨訪結(jié)果顯示，兩種方案指導(dǎo)治療的患者生活質(zhì)量改善情況無顯著差異。該研究表明，采用CT方案指導(dǎo)臨床診療優(yōu)于功能性檢查方案。

2.4 CTP預(yù)測冠心病患者預(yù)后價值

Assante等[24]前瞻性納入既往診斷為CAD且合并2型糖尿病的患者，均接受動態(tài)負(fù)荷CTP以及CCTA檢查，將CCTA管腔狹窄≥50%伴對應(yīng)節(jié)段MBF顯著下降作為判定心肌缺血的標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行18個月的隨訪。結(jié)果顯示，存在心肌缺血的糖尿病患者遠(yuǎn)期主要不良心血管事件發(fā)生率顯著高于無心肌缺血者。該研究表明，采用動態(tài)負(fù)荷CTP聯(lián)合CCTA評估心肌微循環(huán)情況對糖尿病合并CAD的患者預(yù)后具有預(yù)測價值。

Meinel等[25]回顧性納入既往診斷為CAD且已行動態(tài)負(fù)荷CTP聯(lián)合CCTA 的患者，分別以CCTA管腔狹窄≥50%和動態(tài)CTP圖像目測法診斷心肌缺血，并經(jīng)過18個月隨訪。結(jié)果顯示，CCTA管腔狹窄≥50%以及動態(tài)CTP目測評價心肌缺血對患者遠(yuǎn)期主要不良心血管事件發(fā)生有更好的預(yù)測價值，且動態(tài)負(fù)荷CTP預(yù)測能力優(yōu)于CCTA。

3 CTP應(yīng)用局限性

靜態(tài)CTP圖像采集分析簡便，輻射劑量小，但結(jié)果易受圖像采集的時間影響，且靜態(tài)CTP只描述心肌密度之間的差異，難以準(zhǔn)確估測心肌血流情況。動態(tài)CTP可定量計(jì)算心肌灌注參數(shù)，診斷效能優(yōu)于靜態(tài)CTP[5]，然而其判定心肌缺血的參數(shù)臨界值尚不統(tǒng)一，且輻射量顯著高于靜態(tài)CTP。此外，二者均易受偽影影響。

4 未來展望

CTP作為心肌微循環(huán)功能的評價手段，對CCTA診斷心肌缺血具有增量價值，由于單獨(dú)采用CCTA診斷非阻塞性CAD(管腔狹窄<50%)具有很好預(yù)測價值[26-27]，因此，將CTP應(yīng)用于CCTA管腔狹窄≥50%、重度鈣化以及支架植入術(shù)后患者更具臨床意義[28-29]。另外，CTP對CAD患者遠(yuǎn)期主要不良心血管事件的發(fā)生具有很好的預(yù)測價值。在未來CTP不僅可用于阻塞性CAD的診斷，同時也為CAD患者再灌注治療后微循環(huán)功能改善情況及遠(yuǎn)期預(yù)后的判斷提供思路。

盡管目前CTP研究數(shù)量相對有限，但隨著CT設(shè)備的不斷更新、掃描方案的優(yōu)化以及計(jì)算機(jī)重建分析技術(shù)的進(jìn)步，今后有望在保證圖像質(zhì)量的前提下進(jìn)一步降低輻射劑量，并縮短重建時間，CTP應(yīng)用價值將進(jìn)一步凸顯。隨著CTP技術(shù)臨床應(yīng)用的不斷深入，相信CTP技術(shù)在未來心血管疾病診療的舞臺上將大放異彩。