13N-NHPET腺苷负荷-静息心肌灌注显像联合冠状动脉CT血管造影对冠心病的诊断价值3

张国建 王雪梅

13N-NHPET腺苷负荷-静息心肌灌注显像联合冠状动脉CT血管造影对冠心病的诊断价值3

张国建 王雪梅

目的 评价13N-NH3PET腺苷负荷-静息心肌灌注显像（MPI）与冠状动脉CT血管造影（CTA）图像融合诊断冠心病的价值。资料与方法 30例可疑冠心病患者均行13N-NH3PET腺苷负荷-静息MPI及冠状动脉CTA显像，1个月内行冠状动脉造影（CAG），以CAG结果作为诊断标准，比较CTA、MPI及CTA联合MPI诊断冠心病的效能。结果 CTA与CAG检查结果比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；MPI及CTA联合MPI与CAG检查结果比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。以CAG结果作为参照标准，CTA、MPI及CTA联合MPI诊断冠心病的敏感度分别为90.0%、85.7%、95.2%，特异度分别为94.9%、88.9%、100.0%，准确度分别为94.3%、86.7%、96.7%，阳性预测值分别为70.6%、94.7%、100.0%，阴性预测值分别为98.6%、72.7%、90.0%。三者诊断冠心病的敏感度、特异度、准确度、阳性预测值和阴性预测值比较，差异均有统计学意义（χ2=7.058、10.331、8.946、28.713、13.451, P＜0.01）。结论13N-NH3PET腺苷负荷-静息MPI与冠状动脉CTA的功能-解剖图像融合可以做到优势互补，避免单纯PET或CTA造成的假阳性和假阴性，能明显提高冠心病的诊断准确性，是目前诊断冠心病的科学方法。

冠心病；正电子发射断层显像术；13N-NH3；心肌灌注成像；冠状血管造影术；体层摄影术，X线计算机；图像处理，计算机辅助

现代医学认为，诊断冠心病既包括解剖形态学诊断，也包括心肌病理生理变化，这样才能全面分析病情，决定治疗方案并评估预后。影像融合技术使上述理论成为可能。2006年，本课题组完成了全国首例13NNH3PET腺苷负荷-静息心肌灌注显像（MPI）与冠状动脉CT血管造影（CTA）的同机融合，可以很容易地确定灌注或代谢异常的心肌对应的冠状动脉供血血管的位置及血管内斑块的类型和分布情况[1]。然而，同机图像融合也存在自身不足，如一次检查患者接受辐射剂量高、耗时过长、患者不配合等。本研究旨在利用13N-NH3PET腺苷负荷-静息MPI与冠状动脉CTA显像异机图像融合，以探讨其诊断冠心病的效能。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选择2010-03～2011-12在内蒙古医科大学附属医院住院的30例疑似冠心病患者，纳入标准：可疑冠心病患者，年龄＞18岁，性别不限，窦性心律，心律齐，心率＜70次/min。排除标准[2]：①病窦综合征，Ⅱ～Ⅲ度房室传导阻滞；②慢性阻塞性呼吸道疾病、支气管哮喘史；③急性冠状动脉综合征、急性心肌梗死病史；④严重心功能不全，心功能Ⅲ～Ⅳ级；⑤收缩血压过低（＜90 mmHg）或过高（＞220 mmHg）；⑥氨茶碱过敏及碘过敏者。30例患者中，男19例，女11例；年龄33～71岁，平均（55.0±14.5）岁，均行13N-NH3PET腺苷负荷-静息MPI及冠状动脉CTA显像，所有患者1个月内均行冠状动脉造影（CAG）。其中合并高血压12例，糖尿病9例，高脂血症13例，有吸烟史13例。所有患者均接受心电图、心脏超声、血压、血糖、血脂等常规检查。

1.2 方法

1.2.113N-NH3PET腺苷负荷-静息MPI 采用GE Discovery DST16 PET/CT仪，13N-NH3药物合成使用GE公司回旋加速器MINItrace生产，合成过程中合成器自动记录该反应数据。腺苷由沈阳光大制药有限公司提供。患者行腺苷负荷MPI检查前48 h停服氨茶碱类药物，检查当天忌服咖啡类饮料。患者仰卧于PET/ CT检查床上，用三通管建立静脉通道，连接门控监测设备，记录血压、心率及心电图。先行腺苷负荷MPI：静脉匀速注射腺苷，剂量为140 μg/(kg·min)，6 min注射完毕，于注射腺苷3 min末注射显像剂13N-NH3740 MBq。注射显像剂3 min后待腺苷注射完毕启动PET/CT进行腺苷负荷MPI，采用二维采集模式，采集时间20 min。显像结束30 min后行静息MPI，静脉注射显像剂13NNH3740 MBq，采集方法同前。将PET心肌灌注显像原始数据传至AW图像工作站或Xeleris工作站，采用ECToolbox软件进行处理。

1.2.2 冠状动脉CTA显像 采用GE LightSpeed VCT-XT仪，扫描前控制心率在70次/min以下，若患者心率＞70次 /min，于CT扫描前60 min口服美托洛尔50 mg。扫描前5 min常规舌下含服硝酸甘油片0.5 mg以扩张冠状动脉。训练患者屏气。扫描参数：球管旋转时间350 ms/r，准直器宽度0.625 mm。计算患者的体重指数，并计算扫描时的管电压、管电流。正侧位定位片扫描后，进行钙化积分扫描。经高压注射器（Stellant D，Medrad公司）从肘静脉注入20 ml碘普罗胺注射液（商品名优维显，370 mgI/ml）并追加20 ml盐水，流速均为5 ml/s，行Test bolus 扫描，无心电门控（轴扫模式，1 s旋转时间，全扫描长度，5 mm探测器覆盖）。将感兴趣区置于升主动脉左冠状动脉开口层面，获取该层面的时间-密度曲线以确定冠状动脉成像开始扫描时间。冠状动脉扫描采用前瞻性心电触发方式，依据心脏大小，扫描3～5个心动周期，总检查时间为5～7个心动周期。注射剂量60～80 ml，注射速度5.0 ml/s。对心率＜65次/min者采用R-R周期75%为中心触发，padding为5%心动周期（100 ms）；心率66～70次/min者采用R-R周期60%为中心触发，padding为20%心动周期（200 ms）。

图像后处理：原始图像重建依据扫描数据获得相应R-R间期，最佳图像选择采用间隔3%～5% R-R间期重建多时相数据，重建层厚0.625 mm，均为单扇区重建。使用GE AW 4.4工作站Cardiac后处理软件用于评价冠状动脉：①用容积再现（VR）重建获得心脏三维图像，获得心脏和冠状动脉解剖整体观。②VR冠状动脉树方案用于获得不同角度的冠状动脉管腔图像，并获得最大密度投影（MIP）、多平面重组（MPR）、曲面重组（CPR）和短轴或长轴X斜切重组图像。筛选出CT图像质量最佳者用于血管腔的评价。

1.3 PET图像与CTA图像融合的处理 利用GE公司提供的专用心脏融合软件将PET图像与冠状动脉CTA图像进行融合分析。

1.4 图像分析 PET图像在Xeleris工作站采用Myvotion滤波反投影进行短轴、垂直长轴、水平长轴重建，结果由2位有经验的核医学主任医师进行判断。心肌放射性分布采用9节段法，判断影像异常的标准：连续2个以上层面且其他体位相应的层面存在放射性分布稀疏或缺损判断为阳性。采用4分法半定量分析：0分：摄取正常；1分：摄取减少；2分：摄取显著减少；3分：无摄取。评分≥1分为阳性。

冠状动脉CTA图像分析参考美国心脏学会的冠状动脉12节段分段方法（ACC 1999），由2位有经验的CT主任医师对冠状动脉CTA图像进行分析，使用VR冠状动脉树显示方式逐段分析冠状动脉，若显示清晰，则认为图像质量为优；若一段显示欠佳，即判为图像质量良；主干近段或2段以上显示欠佳，则图像质量为差。以冠状动脉管腔狭窄＞50%作为诊断冠心病的标准[3]。

融合图像的分析由核医学医师与CT医师共同进行判断，符合上述PET诊断标准或CTA诊断标准均诊断为冠心病。

1.5 CAG 于C形臂数字减影造影机下，采用Judkin's法分别行左、右冠状动脉造影，由2名以上有经验的介入主任医师完成。所有患者均使用复方泛影葡胺注射液进行造影。3支主要血管中至少有1支血管管腔直径狭窄＞50%诊断为阳性。

1.6 统计学方法 采用SPSS 13.0软件，以CAG结果作为“金标准”，计算CTA、MPI及CTA联合MPI诊断冠心病的敏感度、特异度、准确度、阳性预测值及阴性预测值，组间率的比较采用χ2检验或Fisher确切概率法，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 病变部位 30例可疑冠心病患者CAG获得的360个冠状动脉节段中，共21例38个节段狭窄＞50%，其中左前降支病变12例23个节段，左回旋支病变4例7个节段，右冠状动脉病变5例8个节段。将CTA所示冠状动脉狭窄部位及PET心肌灌注稀疏或缺损的发生部位与CAG不一致者视为假阳性。

2.2 CTA对各节段冠状动脉的显示 冠状动脉CTA对360个冠状动脉节段总显示率（即CTA显示良好的冠状动脉节段所占百分比）达92.8%，其中左冠状动脉主干显示率为100.0%（30/30），左前降支近段显示率为100.0%（30/30），左前降支中段显示率为93.3%（28/30），左前降支远段显示率为86.7%（26/30），对角支显示率为90.0%（27/30），左回旋支近段显示率0为96.7%（29/30），左回旋支远段显示率为86.7%（26/30），钝缘支显示率为90.0%（27/30），右冠状动脉近段显示率为100.0%（30/30），右冠状动脉中段显示率为93.3%（28/30），右冠状动脉远段显示率为90%（27/30），后降支显示率为86.7%（26/30）。

2.3 CTA、MPI及二者联合与CAG检查结果比较 CTA与CAG检查结果比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；MPI及CTA联合MPI与CAG检查结果比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1 CTA、MPI及二者联合诊断冠心病与CAG检查结果比较

典型病例：患者男，54岁，左前胸憋痛伴左肩疼痛半年。腺苷负荷-静息显像（图1A）提示左心室前壁近心尖部及心尖部心肌缺血，冠状动脉CTA（图1B、C）提示左前降支中段软斑块形成，相应管腔中度狭窄，右冠状动脉混合性斑块形成，相应管腔轻-中度狭窄，CAG提示左前降支中段60%狭窄，右冠状动脉局限轻度狭窄，MPI与冠状动脉CTA融合图像（图1D）：在左前降支狭窄区可见前壁近心尖处及心尖部心肌缺血，右冠状动脉供血区心肌血流灌注正常。此例患者通过融合图像正确判断出2支狭窄血管的供血区心肌血流灌注情况，确定了“罪犯”血管。

图1

2.4 CTA、MPI及CTA联合MPI诊断冠心病的效能以CAG为“金标准”，CTA、MPI及CTA联合MPI诊断冠心病的敏感度、特异度、准确度、阳性预测值和阴性预测值见表2。CTA的敏感度、特异度及准确度高于MPI，但低于CTA联合MPI，三者比较，差异有统计学意义（χ2=7.058、10.331、8.946, P＜0.01）；CTA阳性预测值低于MPI及CTA联合MPI，三者比较，差异有统计学意义（χ2=28.713, P＜0.01）；CTA阴性预测值高于MPI及CTA联合MPI，三者比较，差异有统计学意义（χ2=13.451, P＜0.01）。

3 讨论

近年来随着影像设备及检查技术的迅猛发展，使冠心病的各种影像学诊断方法逐渐完善，但又各有自身的不足。PET与CTA融合技术可以同时提供解剖及功能信息，二者相互弥补，取长补短，大大提高了诊断冠心病的准确性[4]，使冠心病的诊断更加科学、更加完善。

3.1 多层螺旋CT对冠心病的诊断价值 本研究中利用64层螺旋CT行冠状动脉CTA成像，随着CT扫描技术的不断发展，多层螺旋CT扫描速度加快，尤其是双源CT在心脏方面的应用，使照射剂量减少[5]，采集信息量随之增多，成像质量足以保证诊断需要；可以早期发现冠状动脉粥样硬化病变，准确显示冠状动脉病变血管的部位、长度、数目、斑块性质及管腔狭窄程度。因此，冠状动脉CTA诊断冠心病成为最近影像医学的研究热点[6-9]。对于暂不接受CAG的冠心病患者可以行冠状动脉CTA来评价病变的严重程度并预测预后[9]。在冠状动脉CTA能够满足冠状动脉管腔评价时，其诊断冠心病的准确性较高，可以满足冠心病介入治疗筛选的需要[8,10]。

本研究中，冠状动脉CTA诊断冠心病的敏感度、特异度、准确度、阳性预测值及阴性预测值分别为90.0%、94.9%、94.3%、70.6%、98.6%，其中2例（4个冠状动脉节段）假阴性，4例（15个节段）假阳性，其原因可能与以下因素有关：由于心率波动相邻R-R间期不绝对等长，所得图像不能完全避免阶梯状伪影；影响CT评价的其他因素有心率过快、心律不齐、冠状动脉管壁钙化等[11]。通常钙化越严重，由于部分容积效应原因，对其管腔狭窄程度的评价越困难。由于伪影的影响，多层螺旋CT不能清楚地显示其冠状动脉的内腔，这是许多研究中大部分假阴性以及假阳性产生的原因。

表2 CTA、MPI及CTA联合MPI诊断冠心病的效能比较（%）

3.2 PET心肌灌注显像对冠心病的诊断价值 PET心肌灌注显像能反映心外膜大、中冠状动脉及其主要分支狭窄所产生的心肌缺血，亦能反映微小冠状动脉病变所产生的心肌缺血，是反映和达到细胞学水平的检测方法。PET心肌灌注显像可以提供狭窄冠状动脉的病理生理信息，诊断心肌供血情况，对探测缺血的发生、评估疗效、估计预后、危险度分层及治疗决策均有重大意义。

本研究中13N-NH3PET腺苷负荷-静息MPI诊断冠心病的敏感度、特异度、准确度、阳性预测值、阴性预测值分别为85.7%、88.9%、86.7%、94.7%、72.7%，其中3例假阴性，1例假阳性。假阴性可能与以下因素有关：①一些远端冠状动脉病变、小冠状动脉病变或临界病变（狭窄50%～70%），可能未造成明显的冠状动脉血流动力学改变，心肌氧的供需仍处于平衡状态，可以表现为MPI正常；②一些粗大的冠状动脉分支及侧支循环形成等都可能使狭窄冠状动脉的供血区域灌注得到改善而表现为MPI正常；③3支冠状动脉病变，使供血区域心肌血流平衡一致性减低，表现为MPI正常。出现假阳性的原因可能为：①各种心肌疾病，如扩张型心肌病、肥厚型心肌病或心肌炎等冠状动脉结构可以完全正常，而MPI却表现为阳性；②高血压、糖尿病等所致冠状动脉微血管病变，变异性心绞痛及X综合征等，本组1例患者MPI假阳性与高血压、糖尿病所致冠状动脉微血管病变有关；③放射性核素示踪剂的组织衰减可以造成室壁的显像剂稀疏，如腹部脏器、女性乳房、肥胖者脂肪过多及膈肌均可以引起射线衰减，造成假阳性；④壁冠状动脉，在MPI可表现为阳性，而在CAG上可以显示相应冠状动脉无明显狭窄。

3.3 PET心肌灌注显像与冠状动脉CTA的融合 PET心肌灌注显像与冠状动脉CTA的融合可以同机融合，也可以利用融合软件进行异机融合，二者的融合可以对心脏形态和功能进行综合评价，为心血管疾病尤其是冠心病的诊断提供了新的手段和模式。Rispler等[12]对44例可疑冠心病患者进行研究，发现融合图像的特异性及阳性预测值均显著提高（95%及77%），但敏感性及阴性预测值无损失。

Kajander等[13]对107例冠心病患者行PET/CT（PET显像剂为15O-H2O），结果发现单独PET和CTA阴性预测值均可达97%，但单独CTA评估血管狭窄严重度的阳性预测值为81%，而PET/CT可以将准确性提高到98%。王雪梅等[1]对25例可疑冠心病患者行一站式同机腺苷负荷13N-NH3PET心肌灌注显像和冠状动脉CTA，结果发现，冠状动脉CTA、PET心肌灌注显像及冠状动脉CTA+PET心肌灌注显像诊断冠心病的灵敏度分别为82.1%、87.5%、93.8%，特异度分别为93.2%、88.9%、100%，准确度分别为92.0%、88.0%、96.0%，本研究中是PET与CTA的异机图像融合，但结果与上述研究结果基本一致，表明PET与CTA异机融合与同机融合无明显差别。

本研究MPI中出现1例由高血压、糖尿病所致冠状动脉微血管病的假阳性，CTA显示冠状动脉无明显狭窄；3例假阴性中，1例为冠状动脉3支病变，1例为临界病变，1例回旋支远段病变，CTA显示出了其中1例3支病变及1例临界病变的狭窄冠状动脉，而1例回旋支远段病变显示为阴性；冠状动脉CTA中出现的4例假阳性在MPI中均显示为阴性，2例假阴性在MPI中显示1例为阳性，1例为阴性。MPI与CTA结合，出现1例假阴性，无假阳性。

本课题组前期研究发现CTA诊断冠心病的阳性预测值低，而MPI诊断冠心病的阴性预测值低，二者联用可以提高阳性预测值及阴性预测值[1]，本研究也得到相同的结论。Santana等[14]认为，融合图像补充和提高了单独图像的诊断价值，在将来的研究中应重点放在冠心病预后价值方面。

本研究中13N-NH3PET腺苷负荷-静息MPI联合冠状动脉CTA诊断冠心病的特异度及阳性预测值均达到100.0%，证明二者结合大大提高了诊断冠心病的效能，但因本研究的入选病例相对较少，还需要积累病例进一步深入研究。

综上所述，PET腺苷负荷-静息MPI与冠状动脉CTA的功能-解剖图像融合可以做到优势互补，为临床提供科学、准确的诊断冠心病的方法。

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（责任编辑 张春辉）

Diagnosis of Coronary Artery Disease Using Fused Adenosine Stress-rest Myocardial Perfusion13N-NHPET Imaging with Coronary CT Angiography3

ZHANG Guojian WANG Xuemei

Purpose To evaluate the diagnostic value of fused adenosine stress-rest myocardial perfusion13N-NH3PET myocardial perfusion imaging (MPI) with coronary CT angiography (CTA) in coronary artery disease (CAD).Materials and Methods 30 patients with suspected coronary artery disease underwent adenosine stress-rest myocardial perfusion13N-NH3PET and coronary CT angiography, followed by coronary angiography within one month as the standard of reference. The diagnostic efficacy of CTA, MPI and combined CTA/MPI was determined.Results The accuracy of CTA was significantly different from CAG (P＜0.05); MPI and combined CTA/MPT were not significantly different in diagnosing CAD (P＞0.05). The sensitivity of CTA, MPI and combined CTA/ MPI was 90.0%, 85.7% and 95.2%, with specificity of 94.9%, 88.9%, 100.0%, accuracy of 94.3%, 86.7%, 96.7%; positive predictive value of 70.6%, 94.7%, 100.0% and positive predictive value of 98.6%, 72.7%, 90.0% respectively. There was statistical significances in sensitivity, specificity, accuracy, positive predictive value and negative predictive value (χ2=7.058, 10.331, 8.946, 28.713, 13.451, P＜0.01).Conclusion Fused adenosine stressrest myocardial perfusion 13N-NH3 PET imaging with coronary CTA increases diagnostic accuracy in CAD.

Coronary disease; Positron-emission tomography; 13N-NH3; Myocardial perfusion imaging; Coronary angiography; Tomography, X-ray computed; Image processing, computer-assisted

10.3969/j.issn.1005-5185.2013.011

内蒙古医科大学附属医院核医学科PET/CT中心 内蒙古呼和浩特 010050

王雪梅

Department of Nuclear Medicine, the Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010050, China

Address Correspondence to: WANG Xuemei

E-mail: wangxuemei2260@yahoo.cm.cn

内蒙古自治区卫生厅医疗卫生科研计划项目（2010041）；内蒙古自然科学基金面上项目（2012MS1153）。

R541.4；R445

2012-09-20

修回日期：2013-07-02

中国医学影像学杂志

2013年 第21卷 第7期：517-521

Chinese Journal of Medical Imaging

2013 Volume 21(7): 517-521