计算机断层扫描腺苷负荷心肌灌注成像定量参数心肌血流量与心血管危险因素的关系△

刘秀玲，朱晓梅，徐 怡，贾恩志

（1南京医科大学第一附属医院心血管内科及放射科，南京 211000；2.南京市高淳人民医院心血管内科，南京 211000）

近年来冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）的发病率呈升高趋势，冠状动脉计算机断层扫描（computed tomography，CT）血管成像（coronary CT angiography，CCTA）因阴性预测价值高，目前已成为评估冠状动脉病变程度的检查手段之一［1］，但其阳性预测值较低，血管狭窄程度容易被高估，不能识别心肌微循环障碍所导致的血流动力学变化。有研究证实，冠状动脉狭窄程度与是否存在心肌缺血以及缺血的程度并非呈直线关系［2］。在冠心病的诊治过程中，我们不仅要关注心肌有无缺血，还要强调缺血负荷程度的重要性，因其可以指导风险分层，预测预后。因此，正确识别和量化总缺血负荷已成为介入治疗前评价冠心病患者的主要内容。CT心肌灌注（computed tomography myocardial perfusion，CTP）是近年来发展的新技术，它是对CCTA的补充，用于评估冠状动脉狭窄的功能意义［3］。目前许多研究证实，CT负荷心肌灌注成像对冠状动脉狭窄的功能性意义评估有较高的准确性和重要的应用价值［4-8］。动态CTP对冠心病的主要不良心血管事件的发生有预测价值［9］，它可获取心肌灌注的定量参数——心肌血流量（myocardial blood flow，MBF），通过此参数评价冠状动脉血流分布的情况，从而判断是否存在心肌灌注缺损。CCTA与CTP联合使用可优势互补。然而，研究MBF影响因素的文献甚少，故本文主要研究MBF与心血管危险因素之间的关系。

1 资料和方法

1.1 一般资料

选择2018年6月至2019年4月在南京医科大学第一附属医院诊治的怀疑冠心病的门诊及住院患者56例，其中男33例，女23例，年龄（61.0±12.9）岁，原发性高血压（高血压）36例（64.3%），糖尿病13例（23.2%），吸烟27例（48.2%），饮酒21例（37.5%）。按MBF值分为3组：A组MBF＜81 mL·100 mL-1·min-1；B组MBF为81～120 mL·100 mL-1·min-1；C组MBF ＞120 mL·100 mL-1·min-1。排除标准：（1）急性冠状动脉综合征患者；（2）肾功能不全患者（肌酐＞1.5 mg/dL）；（3）妊娠、未控制的甲状腺功能亢进患者或对碘造影剂或三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）过敏的患者；（4）Ⅰ度以上房室传导阻滞患者；（5）纽约心脏协会（NYHA）心功能分级Ⅳ级的患者；（6）有支气管哮喘病史的患者；（7）血压≤90/60 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）或≥180/110 mmHg的患者；（8）不同意行CTP检查或不同意抽血化验的患者。

1.2 检查前准备

告知患者及家属该项检查的注意事项，并签署知情同意书。患者在CTP检查前24 h避免服用含有咖啡因的食物、美托洛尔、硝酸酯类、钙离子拮抗剂以及茶碱类、双嘧达莫等药物。检查前患者需禁食4 h。指导患者做屏气训练，检查前去除扫描范围内的金属物品。测量患者的生命体征，如血压、心率等。检查前于患者前壁建立双静脉通道，左前壁静脉通道用蓝色留置针，用于泵入负荷药物ATP，右前壁保留红色留置针连接双筒高压注射泵注入对比剂和0.9%氯化钠溶液。

1.3 计算机断层扫描检查方法

CCTA联合CTP一站式扫描采用的机器是西门子第三代双源CT（Force）。CT扫描方案：扫描前根据患者体质量计算所需ATP剂量，以160 μg/（kg·min）速度经左前壁留置针泵入持续3 min后，泵入CT对比剂（优维显370 mgI/mL）（以6 m/s速度注入对比剂48 mL，以同样的速度注入0.9%氯化钠溶液30 mL）延迟5 s启动心肌灌注扫描，扫描范围覆盖整个左心室，应用摇篮床模式连续动态扫描，扫描时间窗固定在R波后250 ms，持续扫描40 s，约15～20个时间点。图像重建采用高级模拟迭代重建技术，扫描结束停止ATP注射；患者休息5 min后进行CCTA扫描，CCTA采用前瞻性大螺距扫描模式，单个心动周期内完成全心图像采集。扫描前患者舌下含服硝酸甘油0.5 mg；扫描范围是自气管分叉下方1 cm至心脏膈面。扫描参数：管电压分别为70 kV，管电流（careDose4D，自动调节技术），CT探测器准直96 mm×2 mm×0.6 mm，探测器Z轴覆盖宽度10.5 cm，机架旋转速度250 ms/圈，层厚3 mm，单扇区时间分辨率66 ms。检查期间全程监测患者的生命体征及心电图变化，如其有心律失常，生命体征不平稳或ST段异常改变、胸痛或过敏等表现时及时停止检查，给予相应处理，无上述情况的患者检查结束后，观察30 min方可离开。

1.4 图像处理及评价

图像后处理和分析使用的是西门子自带的灌注分析软件（body perfusion-myocardium），通过绘制心肌组织密度-时间曲线，采用PATLAK模型，计算MBF，并生成MBF伪彩图，重建左心室短轴及两腔心长轴连续层面观察。图像的评价依据美国心脏学会（AHA）心肌17段模型，前壁、前间壁、心尖（1、2、7、8、13、14、17）由左前降支支配供血，下壁、下隔壁（3、4、9、10、15）由左回旋支供血，右冠状动脉支配下侧壁和前侧壁（5、6、11、12、16），结果在长轴和短轴位上同时评估，通过可视化的评判方法，与周围组织相比出现的低灌注区视为缺血区。对CCTA图像行容积再现，最大密度投影，曲面重组等。评估左前降支，左回旋支，右冠状动脉有无狭窄。CCTA判断冠状动脉狭窄程度分为轻度狭窄（＜50%），中度狭窄（50%～70%），重度狭窄（＞70%），100%为闭塞；任何血管狭窄程度≥50%时，CCTA均为阳性。所有结果均由2名有5年以上临床经验的心血管影像医师得出结论。

1.5 实验室检查

56例患者空腹12 h后抽取静脉血4 mL进行检验。选取的血清生化指标主要有三酰甘油（triacylglycerol，TG）、总胆固醇（total cholesterol，TC）、低密度脂蛋白胆固醇（low-density lipoprotein-cholesterol，LDL-C）、高密度脂蛋白胆固醇（high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C）、载脂蛋白A、葡萄糖、尿素氮、肌酐、尿酸，采用的检测仪器是奥森多5600，方法为干生化法；血常规指标主要有白细胞计数、红细胞计数、血红蛋白、血小板计数，采用的检测仪器为希森美康XN2000，方法为流式细胞计数法。

1.6 冠状动脉病变狭窄程度评分

Gensini积分：对每支冠状动脉病变狭窄程度进行定量评定，首先根据冠状动脉狭窄程度确定基本评分，狭窄直径＜25%计1分，≤25%～＜50%计2分，≤50%～＜75%计4分，≤75%～＜90%计8分，≤90%～＜99%计16分，99%～100%计32分。再根据不同冠状动脉分支确定相应系数，分别为左主干病变（LM）×5；左前降支（LAD）病变：近端×2.5，中段×1.5，远端×1.0；对角支病变：D1×1，D2×0.5；左回旋支（LCX）病变：近端×2.5，钝缘支×1，远端×1，后降支×1，后侧支×0.5；右冠状动脉（RCA）病变：近、中、远和后降支×1。以每一冠状动脉的狭窄基本评分乘以该病变部位的系数，即为该病变血管的评分，各病变血管得分总和即为该患者冠状动脉病变狭窄程度的总评分。

1.7 统计学方法

使用SPSS 16.0软件对数据进行统计分析。符合正态分布的连续性变量用（）表示，不符合正态分布的连续性变量用M（P25～P75）表示，采用单一因素的方差分析（one-way ANOVA）比较3组之间变量的差异。分类变量以［n（%）］表示，采用卡方（χ2）检验。采用Spearman相关分析了解MBF与其他数值变量之间的相关性。双侧检验P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 男、女患者的临床资料比较

男、女患者吸烟、饮酒、身高、体质量、肌酐、尿酸、红细胞计数、血红蛋白等比较，详见表1。

2.2 冠心病组与非冠心病组患者临床资料比较

56例入组患者根据CCTA结果判定冠心病26例，非冠心病30例；灌注异常27例，灌注正常29例。其中冠心病组灌注异常18例，灌注正常8例；非冠心病组灌注异常9例，灌注正常21例。冠心病组与非冠心病组患者MBF、Gensini积分、年龄、血糖等比较，差异有统计学意义（P＜0.05），详见表2。

2.3 不同心肌血流量组患者临床资料比较

入选患者根据MBF分为3组：A组［MBF ＜81 mL·100 mL-1·min-1，n=14，MBF为60（53.75～70）mL·100 mL-1·min-1］；B组［MBF为81～120 mL·100 mL-1·min-1，n=31，MBF为120（100～120）mL·100 mL-1·min-1］；C组（MBF ＞120 mL·100 mL-1·min-1，n=11，MBF为150（140～150）mL·100 mL-1·min-1］。3组患者年龄、糖尿病患病率、载脂蛋白A、尿素氮、血糖、血小板计数、Gensini积分和MBF等比较，差异有统计学意义（P＜0.05），详见表3。

表1 男、女患者的临床资料比较 ［，M（P25～P75），n（%）］

表1 男、女患者的临床资料比较 ［，M（P25～P75），n（%）］

2.4 Spearman相关分析结果

Spearman相关分析结果显示，MBF与尿素氮、Gensini积分呈负相关，与血小板计数呈正相关，详见表4和图1～图3。

图1 Spearman 相关分析显示MBF 与血小板呈正相关散点图

图2 Spearman相关分析显示MBF与尿素呈负相关散点图

2.5 多元线性回归分析结果

MBF的多元线性回归分析显示Gensini积分、血小板、LDL-C、尿素与MBF存在线性回归关系，详见表5。

表2 冠心病组与非冠心病组患者临床资料比较 ［，M（P25～P75），n（%）］

表2 冠心病组与非冠心病组患者临床资料比较 ［，M（P25～P75），n（%）］

图3 Spearman 相关分析显示MBF 与Gensini 积分呈负相关散点图

3 讨论

高润霖院士的“中国人群冠心病流行病学”报告显示1990-2014年冠心病的患病率呈攀升趋势，冠心病的病死率呈上升态势，农村上升情况比城市更明显，心血管医疗负担逐渐增加，防治心血管病刻不容缓［10］，因此，早期诊断冠心病，早期预防尤为重要。目前传统的心肌灌注成像方法有单光子发射计算机断层成像术（single-photon emission computed tomography，SPECT）和磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）；两者对心肌灌注状况均可以定性评估。SPECT是国际上公认的诊断冠心病的无创性检查方法，灵敏度、特异度高，可用于冠心病的诊断，冠心病病变范围、严重程度判断，心肌活力的判断以及术后疗效的评估，心肌病的鉴别等，它的突出优势就是在一次图像采集过程中，可以同时获取心肌血流灌注参数和左心室功能参数，然后它也存在一些不足之处：无法显示冠状动脉的解剖信息，并且检查过程中患者要承受较高的辐射剂量，对多支血管病变的情况容易出现假阴性结果。MRI虽然对于显示心肌血流灌注和心肌瘢痕、纤维化方面有独特优势，但检查时间长、安装起搏器或体内有金属的患者不适合检查，也无法提供冠状动脉的解剖信息。虽然这些技术提供的功能信息都经过了充分的验证，并且非常有用，但是在同一项研究中，没有一种技术能够提供全面的解剖功能评估。目前CT心肌灌注成像是唯一能够量化冠状动脉狭窄并确定其功能相关性的非侵入性成像方法，为缺血性心脏病患者的诊断和全球管理提供了一种潜在的“一站式”方法［11］。目前许多研究证实冠状动脉狭窄程度与心肌缺血呈现非直线相关关系，CCTA虽然是目前临床上常用的鉴别冠心病的无创性检查手段，但其阴性预测值低，不能反映冠状动脉的功能学信息。CCTA能对冠状动脉解剖情况进行评价，CTP能对心肌血流灌注分布进行定量评估，故CT可同时从解剖和功能两方面对冠状动脉进行综合评估。许多研究证实CTP对冠状动脉狭窄的功能性意义评估有较高的准确性和重要的应用价值。CTP最重要的优点是能在短时间内评估冠状动脉狭窄的解剖学信息和心肌灌注的功能信息［12］；Pan等［13］的研究证实动态CT-心肌灌注成像（MPI）定量的MBF与高敏肌钙蛋白T峰值之间呈显著负相关，MBF较低的患者在入院时与发病6个月时均存在左心功能受损。MBF是CTP反映冠状动脉血流再分布情况的重要定量指标，然而它与冠心病危险因素直接存在的关系临床上研究较少。

表3 不同MBF组患者临床资料比较 ［，M（P25～P75），n（%）］

表3 不同MBF组患者临床资料比较 ［，M（P25～P75），n（%）］

表4 MBF与各指标的spearman相关分析结果

表5 MBF的多元线性回归分析结果

本研究分析结果显示，按照冠心病分组或按照MBF值分组患者的MBF比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；同时，各MBF分组在年龄、糖尿病患病率、载脂蛋白A、尿素氮、血糖、血小板计数、Gensini积分和MBF等比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。Spearman相关分析结果显示，MBF与尿素氮、Gensini积分呈负相关，与血小板计数呈正相关。多元线性回归分析结果显示，Gensini积分，LDL-C、尿素氮与心肌的血流灌注分布情况有相关性。Gensini积分是患者所有冠状动脉狭窄程度的总评分，说明狭窄程度对心肌血流灌注可能存在影响。本研究也发现有些冠状动脉狭窄严重的患者，心肌灌注正常，这类患者药物干预即可，可减少患者的治疗费用，而有些冠状动脉正常的患者心肌灌注异常，提示可能存在心肌微循环病变，说明MBF可反映心肌微循环血流分布情况，对于冠状动脉正常、微循环病变患者早期给予药物干预可能会延缓冠状动脉病变的进展。

本研究采用的是第3代双源CT，图像重建采用的是高级模拟迭代重建计数，该技术可以在保持低对比度可检测性的同时大幅减少辐射剂量，摇篮床扫描模式的z轴覆盖范围提升至10.5 cm，可完整覆盖绝大多数患者的左心室［14］。本研究发现尿素氮、血小板、LDL-C、Gensini积分对MBF有一定影响，目前尚未明确单个心血管危险因素对MBF的影响作用，需要更多的数据与研究验证。本研究有一定的局限性：（1）研究样本量少；（2）支架术后及急性冠状动脉综合征患者均未纳入；（3）在扫描过程中先行负荷心肌灌注，再行CCTA检查，增加了冠状动脉正常患者的检查费用及辐射剂量。