核素显像评估不同阶段冠心病患者心脏收缩同步性的研究

李 婷，李剑明，汪 娇，陈 越，卢如明，梁 钰

（泰达国际心血管病医院，天津 300457）

冠心病进展至缺血性心肌病心功能不全是一个逐渐发展的过程，因此，对于冠心病的早期识别及治疗一直是心内科的研究重点[1-3]。目前认为，是否对冠状动脉病变部位进行再血管化干预，仅依靠血管狭窄程度是不客观的，对冠心病患者的治疗决策拟定，越来越重视血流动力学改变的意义，心肌缺血的严重程度才是危险度分级和指导治疗的有力依据。因此，在冠心病早期，寻找能够准确评估与心肌缺血及冠心病进展密切相关的定量指标至关重要。

正常心脏左右心室运动几乎同步，但是一旦心脏传导系统出现异常将会导致心脏收缩不同步，其并非只是有或无的现象，而是一个严重程度逐步发展的变量。当其发展到一定程度将会显著降低心室泵血效率，最终导致心脏重塑、心功能衰竭。研究表明，收缩不同步在冠心病至慢性心衰的发生发展中扮演着十分重要的角色，该指标是冠心病患者发生临床事件及生存率下降的独立预测因子[4]。因此，在冠心病进展过程中，早期识别心脏收缩失同步，了解其随冠心病进展的变化规律，并及时采取有效干预措施，对于冠心病早期诊治、延缓心衰进展具有极其重要的意义。

本研究旨在应用核素门控心肌灌注显像（Gated SPECT myocardial perfusion imaging，GSMPI） 评估不同阶段的冠心病患者心脏收缩同步性的变化规律，探讨收缩失同步与冠心病进展的相关性；评价心脏收缩同步性参数用于筛选早期冠心病患者的可行性，以指导冠心病早期诊治，阻止或延缓病情进展。

1 材料与方法

1.1 病例分组

入选行GSMPI的检查者94例，分为4组：正常对照组：40例，均经体格检查、心电图及心脏超声检查，除外心脏疾病，并排除高血压、糖尿病及肥胖、代谢综合征，且行GSMPI后负荷显像总积分（Summed stress scores，SSS）≤3。冠心病轻度心肌缺血组：20例，SSS 为＞3～7 且总积分差（Summed difference scores，SDS）为 2～5；冠心病中度心肌缺血组，16 例：SSS为＞7～13且SDS为6，7；冠心病重度心肌缺血组：18 例，SSS＞13 且 SDS＞7。其中冠心病轻度、中度和重度心肌缺血组患者均经冠状动脉CT造影或介入插管造影证实存在一支或多支冠状动脉狭窄。

1.2 显像方案

4组患者均先行负荷+静息门控心肌灌注显像，分两日法完成，先动后静。负荷显像：采用次极量脚踏车运动试验方案。运动前、运动中和恢复期持续监测患者ECG、血压和心率，运动终止指标：达到目标心率（（220-年龄）×85%）；心电图 ST 段水平或下斜型压低≥1 mm、持续时间≥2 min；典型心绞痛发作；明显胸闷、呼吸困难；收缩压下降超过10 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）；极度疲劳。达到运动终止指标时经预置静脉通道推注显像剂，并用5 mL生理盐水冲洗，继续运动30～60 s。静息显像：安静状态下注射显像剂。所用显像剂为99mTc-MIBI，剂量为740～925 MBq（放化纯度＞95%，由原子高科股份有限公司提供）。负荷显像后30～60 min采集图像；静息显像后40～60 min采集图像。图像采集应用美国GE Millennium VG-5 SPECT双探头扫描仪。采用门控采集技术，以心电图R波作为触发电位，在每个心动周期内即R-R间期内采集，探头旋转180°，自右前斜位旋转至左后斜位，每隔6°采集1帧，每帧采集25s。

1.3 数据处理

应用美国GE公司Xeleris 3工作站中ECToolbox软件处理原始数据。按照统一标准进行操作，在原始数据的投影图上对左室感兴趣区进行半自动勾画、调整，要求感兴趣区仅包括整个左心室，定位点位于左室短轴中心位置（通过半径值确定）、垂直长轴及水平长轴确定的心尖部为实心圆形，基底部为“反C”形。然后经计算机自动处理获得左室短轴、水平长轴及垂直长轴心肌灌注断层显像，显示心肌血流灌注减低部位及范围，同时以左室短轴的投影获得17节段靶心图；由2名有经验的核医学技师独立对数据进行处理。

1.4 图像评价与分析

由2位有经验的核医学医师共同对图像质量进行盲法评估，意见不一致的病例共同协商确定。评价标准为：①患者于整个显像过程中无移动；②门控采集中未触发心电图R波、被拒绝的放射性计数＜总计数的1/3；③肝左叶及结肠左曲对左室下壁无干扰；④图像信噪比高。以上几点均满足者被入组，否则不被入组，直至收集足够病例。

心脏收缩同步性分析应用核素相位分析技术，根据每个像素在不同时刻的时间-放射性计数曲线，经傅立叶分析，获得心脏各个位点的收缩起始相位及整体的相位分布，以相位图及相位分布直方图显示出来；软件自动计算相位直方图带宽（Phase histrogram bandwidth，PHB）、相位标准差（Phase standard deviation，PSD）。因负荷显像较静息显像更能反映心肌缺血的严重程度，因此，所有PHB及PSD的获得均应用负荷显像数据进行处理。

心肌缺血程度采用美国心脏病协会（American heart association，AHA）17节段 5分法分析，显像剂分布按5点评分判定：0分：显像剂分布正常；1分：显像剂分布轻度减低；2分：显像剂分布中度减低；3分：显像剂分布重度减低；4分：显像剂分布缺损。由软件定量分析心肌血流灌注参数和心功能参数：SSS、 静息显像总积分（Summed rest scores，SRS）、SDS和左心室射血分数（Left ventricular ejection fraction，LVEF）。

1.5 统计学分析

应用SPSS 19.0软件对所有数据进行统计学分析。分别比较3组心肌缺血患者与正常对照组的PHB、PSD；再比较轻、中、重度3组心肌缺血组患者间的PHB、PSD，单样本计量资料以均数±标准差表示，采用独立样本t检验，P＜0.05为差异有统计学意义；对PHB、PSD分别与SSS、SDS进行Pearson双变量相关分析，相关系数r的绝对值越接近于1，表明二者相关性越好。

2 结果

2.1 正常对照组与不同程度心肌缺血患者的心脏收缩同步性差异比较

见表1。对照组与轻度心肌缺血组PHB、PSD无统计学差异（t=0.345，P＞0.05）；对照组与中度心肌缺血组的PHB、PSD 有统计学差异（t=-8.041，P＜0.05）；对照组与重度心肌缺血组的PHB、PSD有统计学差异（t=-17.175，P＜0.05）。

2.2 不同程度心肌缺血患者的心脏收缩同步性差异比较

轻、中、重度心肌缺血患者，任意两组间PHB及PSD 均有显著统计学差异（F=27.290 和 21.455，均P＜0.05）。轻、中、重度心肌缺血患者的典型病例图像见图 1～3。

2.3 心脏收缩失同步程度与心肌缺血程度的相关性分析

收缩失同步程度与心肌缺血严重程度呈明显正相关（均 P＜0.05）（表 2）。

图1 轻度心肌缺血患者。图1a：99mTc-MIBI负荷及静息门控心肌灌注显像靶心图，SSS为4，SRS为0，SDS为4。图1b：时相分析位相图、时相电影截图及同步性参数，PHB=51°，PSD=14°。Figure 1. Mild myocardial ischemia.Figure 1a:The Bull’s eye map of stress and rest GSMPI of the patient with mild myocardial ischemia,SSS=4,SRS=0,SDS=4.Figure 1b:The phase map,the phase movie screenshot and synchronization parameters of the same patient,PHB=51°,PSD=14°.

图2 中度心肌缺血患者。图2a：99mTc-MIBI负荷及静息门控心肌灌注显像靶心图，SSS为8，SRS为2，SDS为6。图2b：时相分析位相图、时相电影截图及同步性参数，PHB=99°，PSD=38°。Figure 2. Moderate myocardial ischemia.Figure 2a:The Bull’s eye map of stress and rest GSMPI of the patient with moderate myocardial ischemia,SSS=8,SRS=2,SDS=6.Figure 2b:The phase map,the phase movie screenshot and synchronization parameters of the same patient,PHB=99°,PSD=38°.

图3 重度心肌缺血患者。图3a：99mTc-MIBI负荷及静息门控心肌灌注显像靶心图，SSS为20，SRS为6，SDS为14。图3b：时相分析位相图、时相电影截图及同步性参数，PHB=193°，PSD=58°。Figure 3. Severe myocardial ischemia.Figure 3a:The Bull’s eye map of stress and rest GSMPI of the patient with severe myocardial ischemia,SSS=20,SRS=6,SDS=14.Figure 3b:The phase map,the phase movie screenshot and synchronization parameters of the same patient,PHB=193°,PSD=58°.

表1 正常对照组与不同程度心肌缺血患者的心脏收缩同步性

表2 同步性参数与心肌缺血参数相关分析结果

3 讨论

冠心病被认为是目前最常见的重大慢性疾病之一，近年来，冠心病发病率及心血管病死亡率持续上升。因此，对冠心病的早期识别及诊断至关重要，及时、有效的临床干预可延缓冠心病的进展，从而改善患者预后。而在冠心病的诊治过程中，是否存在血流动力学灌注减低即是否发生心肌缺血对于治疗方案的拟定尤为关键，因此，如何早期有效的识别心肌缺血、并探求与心肌缺血相关的定量指标，对于冠心病患者的早期筛选有很大的指导意义。

多项研究表明，心室收缩不同步常见于冠心病心肌缺血患者，当进展至收缩性心力衰竭后，这种不同步更为常见[5]。左室收缩不同步影响心脏收缩的协调性，从而降低心脏做功效率，加重心功能损伤及病程进展[6-7]。研究认为，左室失同步存在于冠心病逐渐进展的过程中，是冠心病发病率及死亡率增高的一个重要因素[8]。在冠心病心肌梗死的早期阶段，左室已经出现机械收缩不同步[9]。而心脏收缩失同步并非一个全或无的现象，当心脏传导系统异常发展至一定程度将会导致心室做功障碍，从而显著降低泵血效率，最终导致心脏重塑、心力衰竭。因此，倘若能在冠心病的较早期阶段识别心脏收缩失同步，并及时充分应用药物或其他治疗，很有可能会延缓疾病进展，从而改善预后，使患者最大程度获益。

近年来评价心脏收缩失同步的常用方法有心电图及心脏超声。心电图QRS时限延长（>120 ms）作为判断心脏收缩失同步的指标，尽管方法简便，但准确性欠佳，原因可能为心电图所反映的电不同步无法完全替代机械不同步[10]。超声组织多普勒成像是目前临床最常用于评价左室运动同步性的方法，但是最近发表的目前最大的多中心研究—“再同步治疗应答预测因子试验（PROSPECT）”提示：任何单一的心脏超声参数均不能评估心脏同步性，不同操作者获得的数据差异较大，方法的可重复性差[11]，最可能的原因为该方法缺乏统一的标准，且对操作者的技术要求较高、测量时具有角度及帧频的依赖性等[12]。

GSMPI是利用正常心肌细胞对放射性药物的摄取量与冠状动脉血流量成正比的原理，通过观察放射性药物的分布评价心肌血流灌注状况。采用门控采集技术，通过心电图做为门控信号，按照每个心动周期采集。因此，可同时获得心脏收缩功能参数。最重要的是，无需任何附加采集仅通过计算机软件自动处理即可进行心脏时相分析，定量心脏机械收缩同步性。应用GSMPI法评价心脏收缩同步性是近期国内外的热点研究。由于采用全自动软件进行数据后处理，GSMPI法获得的参数受人为因素的影响大大降低。研究表明，采用GSMPI法全自动处理所得心脏收缩失同步指标与有经验操作者手动计算的结果相关性很好[13-14]。Lalonde等[15]多家学者研究证实，此种方法在检测心脏收缩不同步上有很高的灵敏度及特异度，且不同观察者间的重复性很好。近年来，GSMPI法还被应用于心脏再同步化治疗疗效判断及患者预后的评估[16]。

本文应用GSMPI将冠心病按照心肌缺血的程度进行分组，动态评估了不同发展阶段的冠心病患者心脏收缩同步性的变化规律，探讨了收缩不同步与冠心病进展的相关性，以及同步性相关参数作为冠心病诊治参考指标的可行性。结果表明，冠心病轻度心肌缺血患者的收缩同步性参数与正常对照组无明显差异，即基本不发生心脏收缩失同步。而在中度心肌缺血至缺血性心肌病的进展过程中，心脏收缩失同步的发生率明显增加，而缺血性心肌病患者普遍存在心脏收缩失同步。因此，冠心病中度心肌缺血至缺血性心肌病的进展过程中很可能是临床进行干预的一个关键点，若在此阶段对心脏收缩失同步参数进行定量分析，采取有效治疗手段，很可能会延缓冠心病进展。

此外，心肌血流受损的程度、范围与心脏收缩失同步程度呈正相关。分析原因为冠状动脉狭窄至一定程度后所导致的心肌缺血，将会使受累心肌节段的室壁运动发生障碍，包括运动减弱，运动消失或反向运动，从而破坏心室整体运动的协调性，造成心脏机械收缩失同步，而心肌缺血范围扩大、程度增加无疑会加剧心脏收缩失同步[17]。

综上，GSMPI同时能够准确定量心肌缺血的范围、程度及心脏收缩同步性的程度，门控采集亦能同时观察室壁运动情况、获得心功能参数，因此，具有“一站式”获得多项信息的独特优势。本研究应用GSMPI法，探讨了冠心病不同阶段心脏收缩同步性的变化规律，以期将同步性参数作为评估冠心病进展的功能指标，从而指导疾病早期诊治，阻止或延缓病情进展。