>18F-FDG PET/CT心肌代谢显像评价冠状动脉慢性完全闭塞患者存活心肌与侧枝循环关系

董薇，栗佳男，米宏志，宋现涛，解小芬，焦建，李全，张烨虹

冠状动脉慢性完全闭塞病变（CTO）是指冠状动脉粥样硬化斑块导致管腔完全闭塞且闭塞时间大于3个月的病变[1]。冠状动脉造影（CAG）中CTO检出率约占10%～30%[2,3]。与非CTO血管病变相比，CTO经皮冠状动脉介入治疗（PCI）面临着更高的手术失败率和心血管事件发生风险。近期研究数据表明CTO患者手术成功率的提升并没有带来更好的长期预后[4]。有学者提出开通CTO病变指征应基于患者临床症状及存活心肌判定[5]。临床上区分存活和梗死心肌非常重要，经血运重建后具有收缩功能恢复潜能的异常心肌为存活心肌，不能恢复的为梗死心肌。而且有存活心肌患者若仅行单纯药物治疗还有很高的缺血事件发生率及死亡率[6,7]。

侧枝循环经常存在于CTO患者中，这些侧枝循环的预测和保护作用已被证实，但目前CAG显示侧枝循环仅局限于探测到管腔直径超过100 μm的血管，大部分冠状动脉血管都是微小的[8]。有研究结果表明良好的侧枝循环可能会预示更多心肌活性存在，但目前的证据还存在分歧。正电子发射断层（PET）心肌葡萄糖代谢显像是目前国际上公认的评价存活心肌的金标准[9,10]。本研究目的是分析冠状动脉造影显示不同Rentrop分级的侧支循环与 PET心肌代谢显像所定义的CTO支配心肌血流灌注受损区域心肌活性之间的关系。

1 资料与方法

1.1 研究对象 前瞻性连续纳入2015年1月～2017年1月于北京安贞医院心内科由CAG检查确诊的80例CTO患者。所有入选CTO患者均满足以下条件：至少有一支主支或主要的分支血管闭塞；闭塞血管支配心肌节段血流灌注及运动功能异常；均在CAG检查1周内行心肌血流灌注/代谢显像。排除标准:左主干狭窄＞50%；90 d内发生急性冠状动脉综合征；失代偿性心力衰竭；既往行PCI或冠状动脉旁路移植术。所有患者在各项检查之间无任何血管介入治疗及临床心血管事件发生。本研究得到首都医科大学附属北京安贞医院伦理委员会批准，所有患者均告知实验目的并签署知情同意书。

1.2 心肌血流灌注/代谢检查 心肌血流灌注检查采用荷兰Philips双探头SPECT/CT（Precedence 16）扫描仪配备低能高分辨准直器。显像剂为99mTc-MIBI（中国原子高科股份有限公司），静脉注射740～925 MBq显像剂，1.0～1.5 h后显像。患者心脏包括在有效视野内，25 s/帧，共采集32帧，双探头旋转180°行静息心肌灌注断层图像采集，重建采用Astonish迭代方法。隔日行PET心肌代谢显像，采用德国Siemens PET/CT配备52环晶体和128层螺旋CT，显像剂为18F-FDG（中国原子高科股份有限公司），根据患者血糖水平、体重及腰围指数、糖尿病及脂代谢情况注射相应不同剂量胰岛素，当血糖浓度达到5.55～7.77 mmol/L时，注射显像剂3.7～5.55 MBq/kg，60 min后采集PET/CT图像。患者心脏包括在有效视野内，25 s/帧，共采集32帧，探头旋转360°行心肌代谢断层图像采集，原始图像短轴重建采用TrueX和TOF Ultral HD迭代法。CT数据用于形成衰减校正图像。门控采集时，心肌血流灌注/代谢显像均按每个心动周期采集8帧图像。

心肌灌注/代谢图像在西门子syngo多模态处理工作站上采用Cedars QPS/QGS软件进行同步后处理分析，重建得到三个轴向图像（垂直长轴，水平长轴，短轴）。短轴层面以靶心图的方式显示。心肌血流灌注/代谢图像节段采用美国心脏协会17节段靶心图分法[11]。将左心室心肌内放射性计数最高点设定为100%。每个心肌节段示踪剂放射性分布程度分5级（0：正常示踪剂摄取大于75%；1：示踪剂摄取轻度减低50%～75%；2，示踪剂摄取中度减低25%～50%；3：示踪剂摄取严重减低小于25%；4：无明显示踪剂摄取）。将心肌血流灌注/代谢图像进行半定量对比分析，根据不同心肌存活形式分为以下四组：①心肌灌注/代谢均正常；②心肌灌注/代谢不匹配（灌注减低程度≥1级，代谢程度较灌注至少≤1级）；③心肌灌注/代谢非透壁匹配 （减低程度1～3级）；④心肌灌注/代谢透壁性匹配 （减低程度4级）。左心室壁门控运动程度分5级（0：正常；1：轻度减低；2：中度减低；3：严重减低；4：无运动或反向运动）。以上图像均由两名有5年以上临床经验核医学医师双盲法共同完成读片。两者结论不一致时通过协商达成一致。

1.3 CAG CAG在标准Judkins方法下进行[12]。侧支循环通过Rentrop等级[13]进行分级：0级（无侧支循环），1级（侧枝循环仅充盈闭塞血管分支），2级（侧枝循环部分充盈闭塞血管主干），3级（侧枝循环完全充盈闭塞血管主干）。数据分析时将侧支循环分为3组：无或较差侧支循环组（0～1级），中度侧支循环组（2级）和良好侧支循环组（3级）。由5年以上经验的两位心血管医师在不了解患者入组情况及所有影像结果情况下进行数据分析，两者结论不一致时通过协商达成一致。

1.4 统计学分析 所有数据使用SPSS 23.0进行分析，符合正态分布的计量资料用均数±标准差表示。两组以上资料比较采用单因素方差分析；非正态分布的计量资料两组以上资料比较采用Kruskal-Wallis检验。计数资料用频数及百分比表示，组间比较采用卡方检验。P＜0.05被认为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 患者一般资料 本研究共纳入80例患者共93支CTO血管，男性68例（占85%），所有患者平均年龄为57.25±10.09岁，67例（84%）为单支CTO病变，13例（16%）为双支CTO病变，其中35例为左前降支（LAD）及其分支，13例为左旋支（LCX）及其分支，45例为右冠状动脉（RCA）及其分支。CAG结果显示，无或较差侧支循环组12支CTO血管（13%），中度侧支循环组28支CTO血管（30%），良好侧支循环组53支CTO血管（57%）。80例患者中冠状动脉右优势型72例，均衡性5例，左优势型3例。

本组80例CTO患者中，SPECT心肌灌注显像均有不同程度异常，心肌血流灌注减低而心肌代谢正常或相对增加，提示有存活心肌存在共74例，心肌血流灌注/代谢均不同程度减低，提示非透壁性心肌梗死1例，透壁性心肌梗死5例，（表1）。

表1 患者一般资料

2.2 侧枝循环与心肌血流灌注缺损严重程度分析93支CTO病变血管中，不同侧枝循环组（Rentrop 0-1，2，3）对应的SPECT心肌灌注受损程度分别为（14.83±11.24）%，（14.07±9.83）%，（11.53±7.57）%，三组间差别无统计学意义（P=0.569）。结果表明，CTO患者CAG所见侧枝循环等级与静息状态下心肌血流灌注受损严重程度无关。

2.3 侧支循环与存活心肌程度间关系 93支CTO血管支配的心肌区域中有9支血管（9.7%）无血流灌注异常。其中无或较差侧支循环组2支，中度侧支循环组2支，良好侧支循环组5支；其余84支CTO血管（90.3%）支配心肌区域血流灌注不同程度受损。其中76支CTO血管支配的心肌血流灌注受损区域内有存活心肌，另8支无存活心肌。不同侧枝循环组CTO血管支配的心肌血流灌注受损区域内有无存活心肌血管数见表2。心肌活性程度与侧支循环不同等级间无统计学差异（χ2=0.966，P=0.617）。侧枝循环的存在判断存活心肌敏感性高（92%）而特异性差（20%）。对CTO冠状动脉血管进一步分为左、右冠状动脉，对39例左冠状动脉CTO患者分析，心肌活性程度与侧支循环不同等级间无统计学差异（P=0.729）；对45 例右冠状动脉CTO患者分析，心肌活性程度与侧支循环不同等级间亦无统计学差异（P=0.552）。对本组80例患者进行随访，22例有存活心肌患者再血管化后至少三个月后进行复查，其中行PCI患者17例，其中心功能改善患者12例（71%），心功能无明显变化患者5例（29%）（表2）。

表2 侧枝循环等级与CTO病变血管支配存活心肌

2.4 侧支循环与室壁运动和存活心肌之间的关系CTO血管支配血流灌注减低区域内左室心肌运动轻到中度受损组（1～2级）共42个区域均有存活心肌，重度受损组（3～4级）42个区域有存活心肌，9个区域无存活心肌。心肌活性常存在于心肌运动功能轻到中度受损的区域（100%），在运动严重受损、无运动及反向运动的心肌区域比率降低（82%）。侧支循环与局部室壁运动之间无明显相关。无或较差侧支循环组总室壁运动评分（SMS）平均值为（8.83±7.83），中度侧支循环组为（7.39±6.68），良好侧支循环组为（6.57±4.82），各组间差异无统计学意义（χ2= 0.797，P=0.671）。

3 讨论

侧枝循环常存在于CTO患者中，本研究73例CTO患者（91%，73/80）的81支CTO血管（87%，81/93）均存在不同程度侧枝循环。既往研究报道，侧支循环对CTO血管支配区域心肌活性有预测和保护作用[14]，与无侧支循环的心肌节段相比，侧支循环可提供充足的血流来维持心肌的活性并减少冬眠心肌的存在，这一概念具有良好的生理基础[15]。而且由侧支循环供应的心肌区域存活心肌程度也有进一步研究[16-18]。但以上研究探测存活心肌的方法均为负荷超声心动图（UCG）或心脏核磁显像（CMR），超声心动图是根据心室壁运动程度间接推断心肌存活，而CMR的延迟强化显像不能鉴别出心外膜下非强化区是正常心肌还是冬眠心肌，如果是正常心肌，再血管化治疗后左室收缩功能没有改善，存活心肌则可以有所改善。而且有研究报道[19]CMR判定为心肌不存活（透壁性强化）的节段中，有21%为冬眠心肌。18F-FDG PET显像作为探测存活心肌的“金标准”可准确探测存活心肌。目前PET显像方法探测CTO患者侧枝循环与存活心肌关系报道甚少，仅Di Carli等[20]的研究结果表明CTO患者CAG所见侧枝循环的存在与否及程度与其病变血管支配PET探测心肌活性无关。本研究结果显示即使无存活心肌时，CAG也可能显示有丰富的侧枝循环，反之，无或较差侧枝循环也可以有存活心肌存在，与之前报道相似。CAG所见侧枝循环情况不能很好判定有无存活心肌及评估CTO患者PCI术后左心室功能改善情况及预后[21]。所以，现有证据仍缺乏统一性。

图1 典型病例：侧枝循环Rentrop 3级CTO患者，PET显示无存活心肌，男性，49岁，发作性心前区胸痛6年，近期加重，糖尿病5年，否高血压及高血脂。A、B：静息心肌血流灌注/代谢显像（A短轴像，B垂直长轴像）示：下壁中段和基底段、后侧壁中段和基底段心肌血流灌注及葡萄糖代谢均明显减低，呈“匹配性改变”，提示无存活心肌（箭头所示）。C：静息心肌灌注/代谢短轴17节段靶心图半定量分析：下壁中段和基底段、后侧壁中段和基底段存活心肌面积约占左心室总面积 24%（箭头所示）。D：CAG 示：RCA 中段完全闭塞（箭头所示）。E：对侧血管提供侧枝循环 Retrop3 级（箭头所示）

Arani等[22]研究结果表明CTO患者良好的侧枝循环能提供充足的血流灌注以保持静息状态下的左室心肌收缩功能，但有时静息心肌血流灌注也是减低的。研究结果表明，CTO患者中良好及较差侧枝循环支配的心肌区域静息心肌血流灌注受损程度无明显差异，与既往研究相似[23]。同样，CTO侧枝循环亦不能有效阻止负荷状态下的心肌缺血。超过90%有良好侧枝循环CTO患者都存在负荷状态下的心肌缺血，侧枝循环存在与否不能很好预测CTO患者心肌缺血或心脏事件的发生[24,25]。

图2 典型病例：侧枝循环 Rentrop 1级CTO患者，PET显示有存活心肌，男性，45岁，阵发性左上肢疼痛胸闷1年余，活动时发作，冠脉造影确诊为“冠心病”，高血压10余年，否糖尿病及高血脂。A、B：静息心肌灌注/代谢显像（A短轴像，B垂直长轴像）示：下壁中段和基底段、后侧壁中段和基底段心肌血流灌注明显减低，葡萄糖代谢正常，呈“不匹配改变”，提示存活心肌（箭头所示）。C：静息心肌灌注/代谢短轴17节段靶心图半定量分析：下壁中段和基底段、后侧壁中段和基底段存活心肌面积约占左心室总面积24%（箭头所示）。D：CAG 示：RCA 中段完全闭塞（箭头所示）E．对侧血管提供侧枝循环 Retrop1 级（箭头所示）

本研究对80例93支CTO病变血管进行研究，结果发现CAG显示的侧枝循环等级不能很好预测闭塞血管支配心肌存活情况。CAG显示无或较差侧枝循环的CTO病变血管支配区域并不意味着无存活心肌存在[26]，本组研究中无或较差侧枝循环组的12支CTO病变血管，有8支（67%）血管支配区域均有存活心肌。分析原因为：首先，目前CAG估测侧枝循环还具有局限性，大部分冠状动脉间的侧枝血管都是很微小的，甚至达到20 μm，CAG探测不到。但这些微小的侧枝循环在维持心肌的血流灌注和活性中作用是不可忽视的。其次，侧枝循环的发展是通过供应血管和闭塞段接收血管间压力梯度产生的剪切力促成的，本研究中7例无或较差侧枝循环单支CTO患者中5例（71%，5/7）均伴有其它冠状动脉血管的严重狭窄，导致供应血管和闭塞段接收血管间压力梯度的明显减低，从而导致即使有微小侧枝循环，也不易被CAG探测到。再次，慢性闭塞血管节段支配心肌灌注受损或存活心肌的范围和程度取决于多种因素，除侧枝循环外，还包括血管闭塞时间、闭塞节段支配心肌区域生理环境、濒危心肌面积及微血管循环情况等。CTO病变血管侧枝循环的存在判断心肌存活的敏感性高（92%），这表明如果CAG显示有侧枝循环的存在，只有少部分（6/74，8.1%）CTO闭塞血管支配的心肌区域无存活心肌，不能通过再血管化治疗受益。然而， CTO侧枝循环的存在判断心肌存活的特异性差（20%）。所以，如果只通过有无侧枝循环标准指导再血管化治疗，14/84（16.7%）支CTO闭塞血管支配的心肌区域不能从再血管化治疗中受益。因此，对于CTO患者，不能仅通过侧枝循环情况推测有无存活心肌，并直接指导进一步再血管化治疗。而是应该更进一步分析闭塞血管节段对应心肌区域活性，准确评估存活心肌的存在及程度，指导CTO患者个体化治疗方案的制定，从而获得最大程度治疗获益。

本研究的局限性：首先，本组病例中无侧支循环（12/93）的CTO病变血管数量比较少。但比率与之前其它研究报道类似[20,27]，可能也正是反映了CTO闭塞血管病变常伴有侧枝循环的特点。其次，本研究中无存活心肌（8/93）的CTO病变血管数量有限，所以对CAG所见侧枝循环与CTO支配区域梗死心肌间关系的评估受限，所以应进一步扩大这部分患者样本量。

本研究结果证实CAG所示不同Rentrop分级的侧支循环与PET所定义的CTO病变血管支配区域的存活心肌无明显相关性，当CAG发现CTO病变有良好的侧枝循环，但左室壁无运动或运动明显减低时，应进一步分析闭塞血管所对应心肌区域的心肌活性。由于CTO患者较非CTO患者有更高的手术失败率及心血管事件发生风险性。所以术前更应准确评价存活心肌情况，判断患者的危险度分层、手术获益及预后情况。因而，用18F-FDG PET显像探测存活心肌对于评估手术风险高的 CTO 患者会有更大的临床意义。

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