能谱CT评价心肌灌注的价值

王克江 冯磊 天津市西青医院医学影像科 （天津 300380）

冠状动脉粥样硬化性心脏病（Coronary Heart Disease，CHD）是指冠状动脉发生粥样硬化病变而引起血管腔狭窄或阻塞，造成心肌缺血、缺氧或坏死而导致的心脏疾病。近年来，国人生活水平提升，高血压及高脂血症等疾病发病率上升，直接或间接导致CHD发病率上升，成为重要的社会健康问题。随着对CHD的病理和病理生理学演变过程及临床表现过程的深入研究，心肌微循环水平的血流灌注已经得到了越来越多的关注。研究表明，仅评价CHD患者的冠状动脉狭窄程度，而忽略其心肌灌注状态是很局限的，有时会导致不当的临床干预。因此，临床迫切需要一种方法能够有效评估CHD患者的心肌血流灌注状态，并将心肌灌注微循环状态（功能学）与冠状动脉狭窄（形态学）结合起来，做出准确、及时的诊断，指导CHD患者的治疗。本文将对CT心肌灌注检查，尤其是能谱CT心肌灌注检查做一综述，并与相关影像学检查进行对比，着重讨论其评估CHD患者心肌灌注状态的临床应用进展和价值。

1.心肌灌注状态和冠状动脉主要影像学检查方法

目前，临床评价心肌灌注状态的影像学检查方法包括：心肌增强超声心动图（Myocardial Contrast Echocardiography，MCE）、单光子发射型计算机断层成像（Single-Photon Emission Computed Tomography，SPECT）、正电子发射型计算机断层成像（Positron Emission Computed Tomography，PET）、CT和磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）[1]。

其中，MCE指的是采用囊式微气泡对比剂进行超声心动检查，这些微气泡只位于血管内，在检查的过程中，以静脉持续注射微气泡，使得心肌组织内及动脉血管内的微气泡对比含量达到一个相对稳定的状态，再使用超声波破坏这些微气泡，从而获得“时间-图像强度”关系，并由此评估血流量。MCE能实时评估心肌血流量状态，其携带方便，快速简单，时间较短，无辐射，可重复观察，是评估血流量的一种理想工具。但是，MCE较MR与SPECT相比，分辨率较差，图像质量显示不清晰，故可能对随后诊断造成偏差。

随着CT设备的不断发展及计算机技术的进步，CT机从4排螺旋CT发展到320排，其管球转速大大增加，甚至出现双源CT，时间分辨率和空间分辨率均显著提升，在5s内可完成整个心脏和冠状动脉的扫描，且成功率也大大提高，再通过功能强大的计算机软件，可进行容积再现（Volume Rendering，VR）、曲面重组（Curved Planar Reformation，CPR）等图像后处理，从而多方位、多角度、多形式对冠状动脉及其病变进行观察。CT冠状动脉造影（CT Coronary Angiography，CTCA）已经成为临床评价冠状动脉病变的重要影像学检查方法。同时，CT心肌灌注检查伴随着能谱CT（Spectral CT）的出现再次受到人们的关注，成为研究的热点，结合临床价值受到公认的CTCA检查，有可能同时评估冠状动脉形态学和心肌灌注功能学，成为CHD的“一站式”检查方法[2]。

2.CT心肌灌注成像的基本原理

心肌灌注指的是指血流将携带的营养物质和氧通过毛细血管网输送给心肌的过程，即血液从小动脉流入经毛细血管至小静脉流出的过程。CT心肌灌注成像的基本原理是团注对比剂（非离子型碘对比剂）后，正常心肌组织、缺血心肌组织和梗死心肌组织摄取对比剂的能力不同。正常心肌组织强化程度正常，缺血心肌组织强化程度降低，梗死的心肌组织则早期无强化或强化明显减低，晚期由于梗死心肌毛细血管床损害，对比剂由毛细血管弥散至心肌间质，而显示为延迟强化。

3.能谱CT的基本原理和图像特点

近几年问世的能谱CT技术的应用，大大降低了线束硬化伪影的影响，使得CT图像质量得到进一步改善，为CT心肌灌注成像提供了基础。

能谱CT所采用的X射线束能量范围内，光电效应、康普顿效应和相干散射共同决定了物质对X射线的吸收，人体中的物质均会随X射线束能量的变化表现出不同的X射线吸收能力，即每种物质都具有其特征性X射线吸收曲线。当CT的X射线束能量高于40keV时，物质的衰减系数与X射线能量的关系呈平滑的曲线，曲线上的任意两点可决定整个曲线。即进行两次不同X射线束能量的采集即可确定物质的特征性吸收曲线。有5种方法可以实现这种“双能量”：①快速管电压切换；②双源、③顺序采集；④分层探测器；⑤量子计算探测器。目前临床应用的能谱CT中，主要采用前两种技术。

能谱CT在采样点位置上同时实现两种能量（高能量140keV、地能量80keV）的采样，并且通过对两组匹配的能量信息在投影空间的解析产生40～140keV的一系列（101个）单能量图像[3]。单能量图像能够大大降低线束硬化伪影的影响，限制了CT值漂移，使得CT值更为准确。选择最佳的单能量水平，在组织分辨力和空间分辨力可表现出了更大的优势，有助于病变细微结构的显示。因此，能谱CT能够明显改善CT心肌灌注成像的图像质量。现有学者通过研究40～100keV不同单能量心肌图像，得出70keV可能为伪影最轻图像。此外，利用组织在不同单能量图像上的CT值，可得出体现组织化学成分的组织特性曲线，可用于分离解剖结构和描述病变特征。能谱CT将传统CT的单一组织成像引向了组织分类定性成像，可得到超出形态学范畴的组织信息和特殊细节。

4.小结

综上所述，能谱CT心肌灌注成像的图像质量优秀，还可从功能上定量评估心肌缺血和梗死，是一种无创评价心肌灌注的检查手段。加之CTCA技术对冠状动脉的评估，使其成为CHD的“一站式”检查，具有广阔的应用前景。

[1]Lloyd-Jones D,Adams R,Carnethon M,et al.Heart disease and stroke statistics-2009 update a report from the American Heart Association Statistics Committee and Stroke Statistics Subcommittee[J].Circulation,2009,119(3):121-181.

[2]卜玉莲,张欢,潘自来,等.能谱CT在梗死心肌诊断中的临床应用[J].诊断学理论与实践,2011,10(6):517-522.

[3]王跃涛,胡春艾,丁雪梅,等.PET/CT在心血管疾病的应用现状和进展[J].现代医学,2008,36(1):65-68.