CT负荷心肌灌注中心率反应与灌注异常的相关性

朱萌萌，徐怡*，朱晓梅，施海彬，祝因苏，李新立

1.南京医科大学第一附属医院放射科，江苏南京 210029；2.南京医科大学第一附属医院心内科，江苏南京 210029；*通讯作者 徐怡 yixu@njmu.edu.cn

CT 心肌灌注（computed tomographic myocardial perfusion imaging，CT-MPI）是新兴的评估冠心病的检查方法，对评估心肌血流量及判断预后有重要临床意义[1]。负荷灌注指在扫描前使用三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）[2]，正常冠状动脉舒张，而病变冠状动脉不能相应地扩张，对应供血区域内心肌供血相对减少。在CT-MPI 上表现为碘对比剂的区域差异，进而提高诊断心肌缺血的特异性和敏感性[3]，为冠心病患者的预后评估提供更多信息[4]。

ATP 能够引起交感神经兴奋，增加心率[5]。Gebhard 等[6]研究表明对ATP 的心率反应与心肌缺血及冠心病预后相关。然而，心率反应的定义并无统一标准，包括相对值[7]和绝对值[8]等。本研究拟探讨负荷CT-MPI 过程中，ATP 负荷下心率增加与心肌灌注异常之间的相关性，并比较心率增加相对值和绝对值在预测心肌缺血中的价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2018年6月—2019年7月因已知稳定性冠心病或胸闷、胸痛等怀疑冠心病，于江苏省人民医院行负荷CT-MPI检查的81例患者，排除肾损害史、对比剂不良反应史、无法耐受ATP、呼吸配合不佳无法计算心肌灌注参数者，最终纳入76例患者，其中男51例，女25例；年龄28～85岁，平均（59±13）岁。基础疾病：糖尿病11例（14%），高血压40例（52%），高血脂31例（40%）；有吸烟史16例（21%），饮酒史15例（20%）。本研究经本院临床试验伦理委员会批准（2020-SR-054），所有受检者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法

1.2.1 CT-MPI检查 采用第三代双源CT（Somatom，Siemens），检查当天停用美托洛尔，禁饮浓茶、咖啡。首先扫描钙化积分图像以确定CT-MPI 扫描范围（全部左心室心肌），经前臂静脉持续慢速注入ATP 160 μg/（kg·min），3 min后在持续泵入ATP 的同时，以6 ml/s 经双筒高压注入对比剂碘普罗胺（Ultravist，拜耳）50 ml，最后注入40 ml 生理盐水。开始注射对比剂4 s后启动前瞻性门控（R 波后250 ms）结合摇篮床技术的全心动态CT-MPI 扫描，扫描时间30 s。负荷前静息时的平均心率计为静息心率，负荷状态下平均心率计为负荷心率。心率增加绝对值=负荷心率－静息心率，心率增加相对值=（负荷心率－静息心率）/静息心率。检查全程行心电监护，在注射ATP 前后各测量1次血压。

1.2.2 图像分析 心肌灌注图像分析采用专业的灌注软件包，为了定量心肌血流量（myocardial blood flow，MBF），从降主动脉取样计算动脉输入函数（arterial input function，AIF），使用混合反卷积模型拟合时间-密度曲线（time-attenuation curve，TAC）与AIF，然后根据拟合曲线确定每个体素的最大斜率，MBF=TAC 最大斜率/AIF 最大值[9]。通过在灌注图像上勾画感兴趣区（ROI），能够计算总体和局部范围内的MBF。所有图像均由心血管影像组1名主任医师和1名副主任医师行双盲法分析，如存在差异，共同讨论并取得一致结果。根据2002年美国心脏协会制订的17 节段模型进行分段并勾画ROI，ROI 勾画尽可能包括节段中的全部缺损区域，如无灌注缺损，则尽可能包括整个节段[10]。

患者任一节段MBF＜120 ml/（min·100 ml）判断为灌注异常[11]。76例患者中，灌注异常组33例，灌注正常组43例。以负荷后心率增加绝对值的中位数15次/min为界，分为绝对值变化较小组34例和绝对值变化较大组42例；以负荷后心率增加相对值的中位数20%为界，分为相对值变化较小组45例和相对值变化较大组31例。

1.3 统计学方法 采用SPSS 24.0 软件，正态分布的定量资料以±s表示，两组间定量参数比较使用独立样本t检验，分类资料比较采用χ2检验。通过受试者工作特征（ROC）曲线计算心率增加预测心肌灌注异常的诊断效能，心率增加的临界值由约登指数确定，即敏感度和特异度和的最大值。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 患者基本信息 检查前，患者基础心率为（74±11）次/min，静脉注入ATP后的负荷心率为（92±14）次/min。

2.2 灌注正常与异常组间临床信息和心率反应比较76例患者中，灌注正常43例，灌注异常33例，心肌灌注正常和异常见图1、2。与灌注正常组相比，灌注异常组患者年龄较大，患糖尿病、高脂血症及吸烟的比例更高（P均＜0.05，表1）。灌注异常组MBF 与心肌血容量（myocardial perfusion volume，MBV）均低于灌注正常组，两组静息心率比较差异无统计学意义（P＞0.05），灌注异常组的负荷心率较低（P=0.004，表1）。灌注正常组和异常组ATP 负荷后心率均较静息心率增加，但灌注异常组的心率增加绝对值较低（P=0.013），两组心率增加相对值差异无统计学意义（P=0.086）。

2.3 心率增加绝对值与心率增加相对值对心肌缺血的诊断效能比较 与绝对值变化较大组比较，变化较小组的MBF 更小[（151.4±26.3）ml/（min·100 ml）比（165.6±28.7）ml/（min·100 ml），t=2.224，P=0.03]，灌注异常的比例更高[59%（20/34）比31%（13/42），χ2=5.941，P=0.02）。相对值变化较小组MBF 与变化较大组比较差异无统计学意义（164.1±28.6 比152.1±26.9，t=-1.837，P=0.07）。两组间灌注异常的比例差异无统计学意义[35%（16/45）比55%（17/31），χ2=2.778，P=0.107）。

图1 男，43岁，心肌灌注正常。因阵发性胸痛行CT-MPI检查。曲面重组图像显示左前降支近段非钙化斑块，管腔最狭窄率约为83%（A）；CT-MPI：灌注图像牛眼图（B）、短轴位（C）、二腔心（D）和四腔心（E）显示左心室心肌灌注未见明显减低

图2 男，36岁，心肌灌注异常。冠状动脉支架置入术后，曲面重组图像示左前降支近段支架置入后，支架通畅（A）；CT-MPI：灌注图像牛眼图（B）、短轴位（C）、二腔心（D）和四腔心（E）示左心室前壁及室间隔灌注显著低于120 ml/（min·100 ml）

表1 灌注正常与异常组患者临床特征、心率及灌注参数比较

ROC曲线显示，心率增加＜12次/min是判断灌注异常的临界值，其敏感度为48.5%，特异度为88.4%，阳性预测值为76.2%，阴性预测值为69.1%，准确率为71.1%。

3 讨论

CT-MPI 作为评估心肌缺血的新的检查方法，已经越来越多地应用于临床[12]。冠心病可能会引起自主神经反应异常，通过监测ATP 引起的心率反应能够为冠心病的评估提供更多的判断信息[13]。本研究发现，灌注异常组负荷心率较低，心率增加绝对值较小，心率反应迟钝。同时，心率反应较钝者发生灌注异常的比例也更高。

ATP 注射后引起心率增加的具体原因尚无定论，但目前主要认为与交感神经张力增加有关[5]。正常人输注ATP后，血清中去甲肾上腺素和肾上腺素增加2倍以上，ATP 引起的心率增加主要由交感神经介导。冠心病患者肾上腺素能受体长期受代偿刺激以维持心肌收缩，敏感性逐渐下降，受体逐渐下调，导致交感神经功能障碍[14]。本研究提示灌注异常组患者的心率反应变钝，与既往研究结果相符[13]，但由于样本量较少，未进行匹配试验，灌注异常组患者平均年龄高，且糖尿病和吸烟的比例也较高[15]，因而推测灌注异常组心率增加较少也可能部分与此有关，糖尿病和吸烟患者常伴有自主神经病变，且年龄增长也会导致自主神经反应减弱。

目前有关心率反应与心肌灌注关系的研究中，对心率反应的定义并不一致，正常与异常的界限也无统一标准。目前有多种参数描述血管扩张剂引起的心率反应，如心率比率（负荷心率/静息心率）、心率增加绝对值、心率增加相对值等[16]。AlJaroudi 等[7]以心率增加相对值的中位数分组，结果表明终末期肾病心率增加值少者，灌注异常更多，且心率反应是全因死亡的独立预测因子。Bellam 等[8]利用心率增加绝对值研究心率反应与灌注结果和心源性死亡的相关性。以心率增加绝对值的三分位数分组，发现心率反应最低组（心率增加绝对值＜4次/min）更易出现灌注异常；灌注缺损程度相似的患者，心源性死亡的风险比随心率增加绝对值的降低而逐级升高，心率反应降低是心源性死亡的独立预测因子。本研究比较了心率增加绝对值和心率增加相对值与灌注图像的关系，发现灌注异常组的心率增加绝对值明显较低，而相对值无显著差异，但灌注异常组有较低的趋势（P=0.08），若增加样本量，可能发现其差异。根据心率增加绝对值的中位数分组，绝对值变化较小组的患者心肌负荷灌注异常的比例较高。根据ROC 曲线，心率增加＜12次/min为判断灌注异常的临界值，其准确性为71.1%，表明负荷态下心率反应对心肌缺血有一定的预测价值。

本研究的局限性：①单中心小样本量研究，所得结果可能并不能外推到其他患者中；②本研究中心率增加相对值在灌注正常及异常组中无差异，可能与样本量较小有关；③未进行随访研究，未探究心率对ATP 的反应差异与患者预后的关系。

总之，心肌缺血患者对ATP 的心率反应变钝；心率增加绝对值对心肌缺血有一定的预测价值。鉴于本研究样本量较小，仍需积累更多病例进一步证实本研究发现。