心肌灌注显像结合冠状动脉CT血管造影在 冠心病诊治中的应用价值

刘姝，刘艳阳，王雪梅，张国建

论著·临床

心肌灌注显像结合冠状动脉CT血管造影在 冠心病诊治中的应用价值

刘姝，刘艳阳，王雪梅，张国建

目的探讨心肌灌注显像(MPI)结合冠状动脉CT血管造影(CTA)对冠心病诊断及准确定位“罪犯”血管的价值。方法收集2012年2月—2013年12月住院的冠心病患者33例，男25例，女8例，年龄35～75(55.2±20.2)岁，均行13N-NH3PET 腺苷负荷/静息MPI及冠状动脉CTA检查，1个月内完成冠状动脉造影(CAG)，分别对MPI、CTA及CAG结果进行分析，以CAG结果为金标准，分析冠状动脉CTA、MPI及MPI联合冠状动脉CTA的诊断价值。结果(1)冠状动脉CTA诊断冠心病的灵敏度为90.0%(36/40)、特异度为95.0%(302/318)、阳性预测值为69.2%(36/52)、阴性预测值为98.7% (302/306)。(2)MPI诊断冠心病的灵敏度为90.9%(20/22)、特异度为 90.9%(10/11)、阳性预测值为95.2%(20/21)、阴性预测值为83.3%(10/12)。(3)MPI联合冠状动脉CTA诊断冠心病的灵敏度为95.5%(20/21)、特异度为100%(11/11)、阳性预测值为100%(21/21)、阴性预测值为91.7% (11/12)。结论MPI结合冠状动脉CTA可减少单纯MPI或CTA造成的“假阳性”和“假阴性”，为冠心病的诊治提供更高准确性，尤其是提高了对“罪犯血管”的检出率。

冠心病：冠状动脉造影；腺苷负荷心肌灌注显像；CT血管造影

据WHO报道，我国冠心病(CAD)发病率、病死率每年呈上升趋势。我国历年因冠心病死亡人数高达100多万，平均每3个就有1个死于冠心病[1]。因此，冠心病的早期诊断和筛选尤为重要。冠状动脉造影(coronary angiography，CAG)是诊断冠心病的“金标准”，然而大量的临床事实证明，这一侵入性检查存在1.5%的并发症发生率及0.3%的病死率，且价格昂贵,并只反映冠状动脉狭窄，并没有反映与冠状动脉相对应的心肌区域灌注情况，经常与临床事实不符合。因此单凭冠状动脉管腔狭窄来评价冠心病已严重不足,临床需要更多的指标来评价冠心病。美国心脏病学院(ACC)经皮冠状动脉介入治疗指南指出[2]，CAG并不适合作为冠心病的筛查手段，在行CAG之前应进行无创的CTA和PET-MPI等缺血试验，以便准确确定“犯罪”血管，增加临床医师诊断的准确性,同时避免不必要的CAG和冠状动脉血管重建治疗 。近年研究证明CTA有很高的阴性预测值(93%～100%)[3，4]，用于常规冠状动脉造影术前评估参考标准。PET -MPI显像目前被认为是冠心病的“看门人”。最新研究表明PET/CT[5，6]融合技术能同时提供心脏冠状动脉血管解剖和心肌代谢效能信息，提高了确诊CAD的准确性，为指导诊断治疗和判断预后提供帮助[7，8]。本研究旨在进一步研究心肌灌注显像(MPI)结合CT冠状动脉血管造影(冠状动脉CTA)对冠心病诊治及准确定位“罪犯”血管的价值。

1 资料与方法

1.1 患者的选择 收集2012年2月—2013年12月我院疑诊及确诊CAD且1个月内行13N-NH3PET 腺苷负荷/静息MPI及冠状动脉CTA显像、CAG等3种检查的患者33例，其中男25例，女8例，年龄35～75(55.2±20.2)岁。入选标准：年龄≥18周岁，性别不限，窦性心律且心律齐，心率<70次/min。排除标准[9]:(1)心律失常;(2)肺功能差、支气管高反应性及有哮喘病史;(3)急性冠状动脉综合征、急性心肌梗死病史;(4)严重心力衰竭;(5)血压过低或过高(收缩压<90 mm Hg或收缩压>220 mm Hg;(6)氨茶碱类过敏者。

1.2 研究方法 心肌灌注显像、CTA及冠状动脉造影均由超过2位有经验的核医学、放射学和心脏病学成像医师盲法定性进行评估判读。

1.2.113N-NH3PET腺苷负荷/静息心肌灌注显像：使用美国GE公司Discovery DST16生产的PET/CT，美国GE公司回旋加速器MINItrace13N-NH3药物，合成过程中合成器自动记录。检查前24 h内停服,影响心率及血管扩张与收缩的药物检查当天禁服咖啡类兴奋性饮料及吸烟[10]，首先建立三通管静脉通道，持续注射腺苷，剂量为140 μg·kg-1·min-1，时间持续6 min，在3 min末注射显像剂13N-NH3740 mBq。待腺苷注射完毕后立即采集PET/CT图像10s/帧，共18帧。采用2D扫描模式，共20 min[11]。

1.2.2 冠状动脉CTA显像：使用美国GE公司生产的 64排螺旋CT，碘普罗胺注射液造影(优维显，370 mg I/ml)；心率控制在<65次/min[12]，采用回顾性心电门控。经肘静脉注射优维显15 ml，以3.5 ml/s的速度注射，5 s后在气管隆突下1 cm至膈肌选降CT扫描主动脉层面15次，每次扫描时间间隔为1 s。选择降主动脉管腔感兴趣区域横截面的CT图像，并得到它的时间—密度曲线。判断标准：CTA冠状动脉管腔阻塞≥50%为有临床意义[13]。

1.2.3 PET心肌灌注显像及冠状动脉CT图像处理及分析。

1.2.3.1 图像处理 PET心肌灌注显像原始数据传到AW图像工作站或Xeleris工作站用ECT-TOOLBOX软件进行处理。CTA图像处理采用回顾性心电门控技术，单扇区或双扇区重建算法。将被检查的心脏CT原始数据(CTA图像)导入相匹配的软件，由回顾性心电门控技术处理，通常在心动周期R波的3/5、3/4、4/5横切面CT图像相位窗上的数据进行组建，获取冠状动脉CT原始数据行三维重建,并筛选出质量好的CT图像用于评价冠状动脉血管。利用专用心脏融合软件CardIQ Fusion将PET心肌灌注图像与冠状动脉CTA图像融合[14]。评价冠状动脉血管段与其相对应心肌灌注供血区域的特定关系。

1.2.3.2 图像分析 左室心肌按冠状动脉供血区划分:左前降支(LAD)供血区分别为心脏前壁、前间隔、心尖部、前外侧壁;左回旋支(LCX)供血区：心脏后外侧壁;右冠状动脉(RCA)供血区：心脏后间隔、下后壁。影像异常的判断标准是：放射性分布稀疏或缺损连续在超过2个层面且相应的层面存在判断为阳性结果。负荷/静息心肌灌注显像显示心肌/可逆性灌注缺损判断为心肌缺血,显示心肌/不可逆性缺损判断为心肌梗死。采用肉眼分析4分法: 0分为摄取正常,1分为摄取减少，2分为摄取显著减少，3分为无摄取[15]。冠状动脉分段根据美国心脏学会CT冠状动脉造影参考为标准， RCA分别以第1右室支和锐缘支开口为界分成近、中、远3段；左冠状动脉划分以左主干(LM)为1段；LAD分别以第1间隔支和第2对角支开口为界分为3段；LCX以钝缘支开口为界分为2段；钝缘支单独为1段。连续2层以上出现收缩期与舒张期重建断面图像增强异常定义为灌注异常。根据图像清晰度分为优、不佳、良。主干近段或者2段以上显示欠佳者，图像质量判为差。单位进行评价冠状动脉的节段,包括LM,LAD 的近、中、远段和对角支, LCX 的近、远段和钝缘支(OM),RCA 的近、中、远段和后降支(PDA),另有圆锥支(CA)、右室支( RVB)、锐缘支( AMB)、左室后支(PLVB)。主干—对角支相对应的分支属前降支[16，17]。选择图像最好的时相进行多方位评估冠状动脉血管斑块的性质是否是真实的病变。MIP测量冠状动脉直径平面结构和尺寸，显示冠状动脉钙化和血管壁的三维结构用VR图像。

1.2.4 冠状动脉血管造影方法：患者1个月内在内蒙古医学院附属医院介入科行造影。采用Judkin’s法，分别显示左、右冠状动脉。造影评估由超过两名心脏内科冠状动脉介入医师完成。冠状动脉管腔阻塞≥50%为有临床意义。

1.3 统计学方法 采用SPSS 17.0软件包进行统计分析。以CAG结果作为参照标准 计算CTA、PET心肌灌注显像、CTA联合PET心肌显像与CAG的灵敏度、特异度、准确性、阳性阴性预测值及阴性预测值的。组间率的比较用McNemar检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

本研究33例患者行CAG共取得396条冠状动脉节段，CAG可见22例的40个冠状动脉节段狭窄≥50%，其中单支病变8例，共8个节段；双支病变10例，共20个节段；三支病变4例，共12个节段。累及左前降支病变12例，共24个节段；左回旋支病变6例，共9个节段；右冠状动脉病变4例，共7个节段。其结果与CAG不一致的CTA冠状动脉狭窄部位及PET心肌灌注稀疏或缺损的部位视为假阳性。

2.1 CTA对各节段冠状动脉的显示及与CTA确诊结果比较 64层螺旋CTA对396个冠状动脉节段的总体显示率达90.4%(358/396)，见表1。33例CAD患者358个节段显示良好，以CTA冠状动脉管腔狭窄≥50%作为诊断CAD的标准，与 “金指标”——CAG诊断结果比较见表2。

2.2 MPI、CTA+MPI检查结果与CAG确诊结果比较 以CAG为“金指标”， 33例CAD患者中MPI、CTA+MPI诊断结果与CAG确诊结果比较差异无统计学意义(P>0.05)，见表3。

2.3 CTA、MPI及CTA+MPI确诊CAD的灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值比较 见表4。

注：McNemar检验，P<0.05

2.4 典型病例 患者，男，54岁，左前胸及左肩疼痛6个月，入院后行相关检查，冠状动脉CTA图像见图1、2，CAG图像见图3、4。MPI图像、MPI与冠状动脉CTA融合图像、MPI与CT融合的断层图像见图5～7(见封3)。

图1 冠状动脉CTA的CPR图像示LAD中段软斑块形成,相应管腔中度狭窄 图2 冠状动脉CTA的CPR图像示RCA混合性斑块形成,相应管腔狭窄

3 讨 论

3.1 CTA诊断CAD CTA对患者自身无创、简单、方便，可以了解到冠状动脉血管的走向、狭窄的程度、各种斑块的性质[18，19]。本研究证实64层螺旋CT有很高的阴性预测值[20]。鉴于其较高的阴性预测值，英国临床研究所研究得出[21]：CTA是公认的为疑似CAD患者提供冠状动脉解剖诊断无创筛查的手段之一。本研究造成假阳性或假阴性的原因可能因为R-R间期不等造成图像的伪影，或是因为管腔的斑块钙化程度影响评估冠状动脉管腔狭窄所导致。

图3 CAG图像示LAD中段60%狭窄 图4 CAG图像示RCA局限轻度狭窄

多排螺旋CT(MSCT)能早期检查出冠状动脉斑块的性质及程度，具有在血管阻塞之前给予相应的治疗措施的发展优势，为冠状动脉病变的早期干预和治疗提供了依据。因此， CT正成为无创筛查冠心病的手段之一[22，23]。 但是CT无法了解心肌的病理生理变化，例如心肌代谢功能、心肌缺血程度与范围[24]。

3.2 PET/MPI诊断CAD PET/MPI是无创伤性检测冠心病心肌缺血的准确方法，它可以从病理生理的角度客观地反映出心肌的血流灌注情况。有研究证明：PET/MPI在对疑诊冠心病的诊断、判断预后方面有着十分重要的作用，被认为是CAD的最佳“看门人”。日本进行了历时3年随访的大规模临床研究[25]，PET/MPI无异常的患者，心脏事件的年发生率非常小，因此PET/MPI在患者选择治疗时可发挥重大作用。Höilund等[26]研究临床医生在不知道患者PET/MPI结果的情况下行CAG和血管重建治疗，用以探讨PET/MPI对早期CAG和冠状动脉血管病变重建治疗的影响。研究结果表明：在这项研究中至少有48%的CAG和19%的冠状动脉血管重建治疗是可以避免的。而一些患者虽然行CAG检查并没有管腔的狭窄，但是仍有心绞痛的症状，而PET/MPI显示患者心肌灌注缺损，学者考虑这是由于冠状动脉痉挛或是冠状微血管功能障碍即X综合征造成。同时对于多血管病变诊断辨别不足，无法判定“犯罪”血管。

本研究结果表明，单独MPI与CAG对CAD的诊断差异无统计学意义。分析可能由于小样本的研究，样本数不够多，还需要进一步多收集样本例数证实MPI诊断冠心病的临床效能。

本研究出现2例假阴性，可能的原因是：(1)一些动脉的病变处于临界值，没有造成明显的血流动力学改变，没有造成心肌异常血流灌注。(2)虽然大动脉有狭窄病变，但由于侧支循环建立比较丰富，使得心肌血流灌注较正常。出现1例假阳性，可能的原因为：(1)冠状动脉血管解剖内结构正常，但是像各种类型的心肌病或心肌炎，MPI却表现为阳性；(2)患者虽然大血管正常，但危害冠状动脉微血管的病(高血压、糖尿病、X-综合征)等，使得MPI表现为阳性；(3)放射性核素示踪剂可由于一些组织的衰减不同造成的射线衰减，造成假阳性；(4)冠状动脉突然的痉挛，造成心肌细胞灌注异常，导致心肌细胞坏死。

3.3 CTA联合PET-MPI诊断CAD 对疑似冠心病患者的治疗策略是基于患者的临床症状以及结合冠状动脉和心肌缺血严重程度的诊断性评价。相对有创检查CAG，CTA和PET-MPI作为无创、方便的诊断冠心病技术不仅可以准确评价冠状动脉的解剖形态学等方面，同时也可以明确心肌病理生理方面变化，例如心肌缺血程度与范围，将解剖与功能的信息进行完美整合。

Gaemperli等[27]对患者进行单纯的PET及CTA，然后再进行PET-MPI心脏图像融合，以融合图像的结果为金标准进行比较，得出融合成像能为血流动力学相关性和病变解释提供更多诊断信息。PET-MPI与CTA心脏融合被证明是一个功能强大的能与有创血管造影和血流储备分数相媲美的诊断方法[3，28]。

本研究有1例患者冠状动脉CTA以及CAG发现左回旋支病变狭窄达70%～80%，但是MPI心肌灌注显像显示无心肌缺血，考虑由于侧支循环好。另有1例三支病变患者，CAG示三支病变达50%～60%，而冠状动脉CTA示三支血管管腔轻度狭窄，MPI则显示无心肌缺血，证实冠状动脉CTA结果，考虑由于三支病变均衡病变导致心肌灌注无异常。本研究结果显示CTA诊断CAD阳性预测值低，而PET/MPI的阴性预测值低，两者相结合，可以互补各自缺陷，提高阳性及阴性预测值。

本研究结果表明，冠状动脉CTA与PET心肌灌注显像融合诊断冠心病的灵敏度、特异度、阳预测值都高于单独冠状动脉CTA及PET心肌灌注显像。MPI与CTA诊断冠心病的效能比较无明显差异，更能说明2种方法都可以给患者诊治冠心病提供有效的手段，临床医生评估患者的具体病情选择2种手段之一。单独CTA与CTA联合MPI诊断CAD比较，单独MPI与CTA联合MPI诊断CAD比较差异均有统计学意义。说明2种手段相结合，相辅相成联合应用可以提高冠心病的检出率。

PET/MPI与CTA融合无创检查可以较准确地判断心肌缺血的详细状态，并提供左室射血分数、室壁运动等信息;行药物腺苷负荷过程安全、方便、可行;对疑诊或确诊冠心病患者的诊断有着较高的阴性预测值、敏感度及准确性;PET/CT可以使心脏通过一次扫描就可以获得精确的心脏解剖—功能的融合图像达到准确诊断冠心病的目的。心脏融合图像不仅提高了临床医师诊治疾病的信心和准确度。同时增进影像学科的合作和交流。为冠心病的诊治提供更高准确性，尤其是提高了对“罪犯血管”的检出率[29]，能提供冠状动脉管腔内斑块钙化积分及评价冠状动脉血管血流储备，可为CAD的早期诊断提供可靠依据[30，31]。融合图像技术不仅检测心肌活性，而且对于心肌梗死的患者进行血管血运重建术及其预后有指导意义[32]，同时通过评价冠状动脉血管内斑块的性质及其发展过程对于心脏不良事件具有预测作用[33]。

总之，心肌灌注显像结合CT冠状动脉血管造影能减少单纯PET 或CTA造成的假阳性和假阴性。为冠心病的诊治提供更高准确性，尤其是提高了对“罪犯血管”的检出率。

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Myocardialperfusionimagingcombinedwithcomputedtomographycoronaryangiographyinthediagnosisandtreatmentofcoronaryheartdisease

LIUShu*,LIUYanyang,WANGXuemei,ZHANGGuojian.

*DepartmentofInternalMedicine,OilfieldGeneralHospital,LiaoningProvince,Panjin124010,China

LIUYanyang,E-mail：lyyyanyang@163.com

ObjectiveTo investigate myocardial perfusion imaging (MPI) combined with coronary CT angiography (CTA) in diagnosis of "culprit" coronary artery.MethodsFrom 2012 February-2013 December, hospitalized patients with coronary heart disease (33 cases) were enrolled, male of 25 cases, female of 8 cases, age from 35 to 75 years old (55.2 ± 20.2), they were underwent13N-NH3PET adenosine / resting MPI and coronary artery CTA examination, within 1 months of coronary arteriography (CAG), respectively. The MPI, CTA and CAG were analyzed; using CAG as golden standard, the diagnostic value of coronary CTA, MPI and MPI combined coronary artery CTA were analyzed.Results(1) The sensitivity of CTA in diagnosis of coronary heart disease was 90.0% (36/40), the specificity was 95.0% (302/318), the positive predictive value was 69.2% (36/52), the negative predictive value was 98.7% (302/306).(2) The sensitivity of MPI in diagnosis of coronary heart disease was 90.9% (20/22), the specificity was 90.9% (10/11), the positive predictive value was 95.2% (20/21), the negative predictive value was 83.3% (10/12).(3) The sensitivity of MPI combined with CTA in diagnosis of coronary heart disease was 95.5% (20/21), the specificity was 100% (11/11), the positive predictive value was 100% (21/21), the negative predictive value was 91.7% (11/12).ConclusionMPI combined with coronary CTA can decrease the "false positive" and "false negative" results caused by MPI or CTA alone, provides higher accuracy for the diagnosis and treatment of coronary heart disease, especially to improve the detection rate of "culprit" vessel.

Coronary heart disease; Coronary angiography; Adenosine myocardial perfusion imaging; CT angiography

内蒙古科技厅应用技术与开发研究项目(No.09sfpet)

124010 辽宁省盘锦市，辽河油田总医院循环内科(刘姝，为内蒙古医科大学研究生)； 内蒙古医科大学附属医院 心内科(刘艳阳)，核医学科(王雪梅、张国建)

刘艳阳， E-mail：lyyyanyang@163.com

10.3969 / j.issn.1671-6450.2014.08.003

2014-03-20)