門控心肌灌注顯像相位分析在左心室機械同步性評估中的應用

姚青海、張蕾、孫冬晨、黃遵花綜述，何作祥審校

門控心肌灌注顯像相位分析在左心室機械同步性評估中的應用

姚青海、張蕾、孫冬晨、黃遵花綜述，何作祥審校

門控心肌灌注顯像相位分析是在顯示心肌灌注或心肌代謝同時，提供左心室各部位、各節(jié)段舒張和（或）收縮順序和時相的一種方法。因其具備無創(chuàng)性、可重復性、高效性的特點，成為評價左心室同步性、指導心臟再同步治療以及評價心肌梗死、心力衰竭患者預后的全新手段。本文對相位分析的原理、應用以及與其他檢查的比較進行了匯總評述。

左心室同步性；門控心肌灌注顯像；相位分析； 直方圖帶寬；相位標準差

心臟再同步化治療是近20年來難治性充血性心力衰竭治療的一個里程碑式突破[1]，但根據(jù)現(xiàn)有指南標準植入雙心室再同步化起搏器（CRT）的患者中仍有30%～40%存在無應答。為此最新公布的中國心力衰竭和治療指南[2]對于接受再同步治療患者的左心室激動不同步提出了更為嚴格的評價標準，但指南采用的QRS波時限反映的是左心室電學不同步,與其機械收縮不同步之間并不完全一致。因此，臨床上迫切需要一種更準確的測量心室收縮不同步、進而可以更為準確地選擇合適的CRT患者的技術方法。門控心肌灌注顯像（Gated-myocardial perfusion imaging，G-MPI）相位分析為上述問題的解決提供了新的線索。

1 左心室同步性的評價方法

目前左心室同步性評價采用QRS波時限和影像學方法，如組織多普勒顯像、門控血池心室造影術、心臟磁共振成像以及G-MPI等。

1.1 心電圖QRS波時限

體表心電圖上QRS波時限是最簡單的衡量左心室收縮同步性的方法。然而QRS波時限大于120 ms來衡量左心室不同步具有一定的局限性，作為電收縮不同步的指標，無法準確衡量左心室機械收縮的同步性。 QRS時限不是一個高度敏感的指標[3，4]。

1.2 組織多普勒顯像

多項單中心臨床研究證實超聲相關技術有很好的價值[5,6]。但隨后進行的二項大規(guī)模臨床試驗對超聲相關技術在此方面的應用提出了質(zhì)疑。2007年，Rethink的研究[7]表明， 組織多普勒顯像指導再同步治療并不能使窄QRS波的心力衰竭患者獲益，研究者指出組織多普勒顯像尚不足以用于檢測左心室不同步，并提出如果能找到更好的檢測左心室同步性的方法，窄QRS波的心力衰竭患者也應能從再同步治療獲益。2008年，一項前瞻性、隨機對照的多中心臨床試驗[8]結果表明，根據(jù)組織多普勒顯像等超聲技術來選擇患者并不能減少無應答，其主要原因組織多普勒顯像作為常規(guī)臨床評價左心室不同步其準確性高度依賴于超聲技師的技術水平，導致其結果的重復性和可靠性不佳。

Hsu等[9]比較了最新斑點追蹤超聲心動圖和相位分析技術對收縮及舒張功能不全患者（左心室射血分數(shù)＜50%和左心室射血分數(shù)＞50%且E/A＜1）左心室收縮和舒張的同步性的評價結果，認為相位直方圖帶寬、相位標準差與斑點追蹤超聲參數(shù)（最大徑向張力峰時延遲時間、徑向張力峰時標準差）之間存在良好的相關性。

1.3 心臟磁共振成像

心臟磁共振成像能夠顯示心肌灌注、存活，并實時記錄室壁運動，可以用于左心室收縮同步性的評價。特別是對比劑增強的心臟磁共振成像，能為擴張型心肌病及缺血性心肌病的鑒別提供有效信息[10]。心臟磁共振成像具有以下獨特優(yōu)勢: ①無創(chuàng)、無放射性； ②受操作者主觀因素的影響較超聲小；③分辨率高，能三維成像；④通過一種檢查手段的多技術聯(lián)合對心臟進行綜合評價。 但心臟磁共振成像在使用中存在以下限制：①適應證方面，心臟磁共振成像禁用于懷孕3月內(nèi)患者；不適用于永久起搏器植入術后、金屬假體植入、人工關節(jié)患者和有幽閉恐懼癥患者；同時慎用于支架置入術后及金屬瓣膜置換術后患者；② 對于心率及節(jié)律要求較高；③檢查時間較長，期間對患者制動、呼吸幅度節(jié)律要求較高；④腎功能不全患者不能耐受順磁性對比劑Gd-DTPA；⑤增強心臟磁共振成像需要高壓注射，對于外周血管要求較高；⑥由于患者移動、外磁場不均勻、梯度相關性、部分容積效應等原因，心臟磁共振成像不能杜絕偽像；⑦對于鈣化病變不能識別。

1.4 門控心肌灌注顯像和門控血池心室造影術

核素心肌灌注斷層顯像是美國最常用的冠心病診斷處理技術,目前美國90%以上的心肌灌注顯像采用心電圖門控采集方法。G-MPI是目前臨床上唯一一種可以同時檢測心肌缺血、心肌梗死以及左心室功能的技術方法。G-MPI模塊中的相位分析（Phase Analysis, PA）技術測量左心室收縮同步性具

有高度的準確性和可重復性，目前這一技術已通過美國食品和藥物管理局（FDA）批準用于臨床。

2 相位分析評價左心室同步性的基本原理及具體指標

2.1 基本原理和分析指標

心肌灌注顯像主要是顯示放射性示蹤劑在左心室心肌內(nèi)的分布情況。在一個心動周期中， 單位體積心肌放射性計數(shù)的周期性變化與室壁運動直接相關。因此， 運用以放射性計數(shù)為基礎的計算方法，G-MPI可獲得左心室室壁運動信息。

相位分析是以G-MPI一個心動周期8個時相的短軸圖像作為輸入信息，將左心室分為700多個區(qū)域，經(jīng)過3D采樣分別計算每個區(qū)域的放射性計數(shù)率，即可得到代表左心室各部位心肌收縮起始時間的相位分布圖和左心室整體的相位分布。

相位分析可以得到以下參數(shù)：①相位標準差（Phase standard deviation， PSD）。②直方圖帶寬（Phase histogram bandwidth，PHB）：相位分布的95%寬度。③相位峰值：頻率最高的相位。④相位直方圖偏度和相位直方圖陡度。 其中PSD和PHB最具臨床意義，PHB、PSD與組織多普勒左心室同步性指標如各節(jié)段心肌收縮達峰時間的標準差等有良好相關性[11]。

2.2 相位分析技術評價左心室同步性的優(yōu)勢

與其他影像學方法比較，相位分析技術具有以下優(yōu)勢：①技術操作的高度自動化和結果的高度可重復性是優(yōu)于超聲心動圖的一大特點[12,13]；②由于采用了連續(xù)諧波傅里葉函數(shù)來模擬局部室壁增厚率的變化，顯著提高了時間分辨率[14]；③心肌灌注顯像可以在評價心肌缺血的同時，準確評價左心室整體或局部的室壁運動和室壁增厚率；④其對心肌疤痕位置、范圍和程度的判斷可用于優(yōu)化再同步治療左心室電極安放位置[15]；⑤可獲得左心室各節(jié)段的相位直方圖，以相位角度最大的區(qū)域定為左心室心肌最晚收縮部位，作為左心室電極的理想?yún)^(qū)域，從而為左心室電極定位提供可靠依據(jù)。

3 相位分析的臨床應用

3.1 用于左心室舒縮同步性評價

門控心肌灌注單光子發(fā)射計算機斷層成像術（SPECT）顯像相位分析技術是評估左心室同步性的標準參考方法[16,17]。根據(jù)患者是否對再同步治療有應答，選擇PSD值43°和PHB值135°作為診斷界值，如果患者左心室整體PHB和PSD值均高于診斷界值，則診斷為重度左心室運動不同步[18]。Boogers 等[19]比較了組織多普勒顯像和QGS相位分析在評價左心室射血分數(shù)≤ 35%、紐約心功能分級（NYHA）為Ⅲ～Ⅳ期中末期心力衰竭患者舒張同步性的效果。結果表明，舒張期PSD、PHB和組織多普勒反映舒張期機械延遲的指標（對應室壁舒張峰值的最大延遲時間）之間有著良好相關性（r=0.75， P＜0.01）；左心室舒張非同步（組織多普勒指標＞55 ms）組患者的PSD、PHB明顯高于同步組，且相位分析評價左心室舒張同步性方面具有良好的可重復性。

3.2 其它方面

急性ST段抬高型心肌梗死患者收縮非同步往往預示著患者預后不良。Murrow 等[20]對28例上述患者分別在發(fā)病第5天以及6個月行SPECT 相位分析發(fā)現(xiàn)，盡管急診經(jīng)皮冠狀動脈血運重建后患者心電圖QRS時限正常，但PHB、PSD仍顯著高于正常對照，且PHB與靜息灌注缺損范圍、左心室舒張末容積、收縮末容積呈正相關，和左心室射血分數(shù)呈負相關；6個月時PHB改善程度和左心室收縮末容積減小程度呈正相關。上述結果表明急性ST段抬高型心肌梗死患者早期盡管QRS寬度正常，仍存在收縮的機械不同步；而這種非同步程度縮小伴隨著患者心室重構的改善。Aljaroudi 等[21]對70例左心室射血分數(shù)＜40%、接受植入式心臟除顫器手術6周患者行相位分析，1年后隨訪結果顯示終點事件（全因死亡、電擊）發(fā)生組PSDPHB顯著高于無終點事件發(fā)生組；且PSD＜50°患者1年內(nèi)無終點事件發(fā)生。

4 不同方法的相位分析評價左心室同步性效果比較

通過門控技術獲得相位分析的途徑較多，目前以靜息門控心肌顯像為主。近來學者對于不同方法的相位分析與靜息門控顯像的效果進行了比較。

4.1 心肌代謝顯像與門控心肌灌注顯像的比較

Pazhenkottil 等[22]對于缺血性心力衰竭患者分別行99m锝-甲氧基異丁基異腈（99mTc-MIBI）靜息門控心肌顯像和18氟-氟代脫氧葡萄糖（18F-FDG）正電子發(fā)射斷層成像術（PET）代謝顯像，兩種方法得到的PSD、PHB具有良好相關性（r=0.88），診斷符合率達93%。表明18F-FDG PET顯像在鑒別存活心肌同時，能有效評價左心室收縮機械同步性。但Wang 等[23]認為18F-FDG顯像及SPECT門控靜息心肌顯像相位分析技術在評價左心室非同步方面僅存在中度相關性，對于明確左心室重構、嚴重左心功能受損或18F-FDG攝取率低下患者，18F-FDG PET顯像存在高估左心室非同步性的可能。

4.2 門控心血池顯像和門控心肌灌注顯像的相位分析比較

有研究表明，在評價左心室射血分數(shù)、心室容積及相位分析方面，G-MPI、門控心血池顯像與門控心臟磁共振成像技術具有良好的一致性[24]。Nichols 等[25]提出在鑒別左心室矛盾運動方面，自動心血池顯像和心臟磁共振成像之間一致性良好。相對于G-MPI，門控心血池顯像的優(yōu)勢主要是能評價左右心室的同步性。華偉等[26]曾用門控心血池顯像評價右心室雙腔起搏對心室收縮同步性的影響, 發(fā)現(xiàn)在雙腔起搏時，患者的相角程（Phase shift）顯著增寬， 說明心臟運動不同步的程度加重。門控心血池顯像臨床應用較為成熟， 但也存在局限性， 進行平面圖像分析時，左前斜位的平面圖像上左心室前壁部位的放射性過高，會影響左心室前壁運動如分析的準確性。

4.3 不同顯像劑條件下心肌灌注顯像相位分析的比較

關于不同顯像劑條件下的心肌灌注顯像相位分析評價左心室同步性方面的報道較少。Chen等[27]評價了不同顯像劑（Tl-201和99mTc-MIBI）相位分析在評價左心室收縮同步性方面的效果，認為盡管前者所測得的數(shù)值顯著大于后者，但二者相關性良好。

4.4 靜息與負荷心肌灌注顯像相位分析的比較

負荷試驗對于左心室同步性具有一定影響，表現(xiàn)在：①心功能正常的非心肌缺血人群，運動負荷后極早期采集的G-MPS較靜息左心室同步性有所改善；②對于心肌缺血的人群，若心臟負荷試驗誘發(fā)了局部心肌缺血，實時超聲可能會出現(xiàn)局部室壁運動的延遲和下降[28]；③心功能不全患者中，缺血性心肌病和非缺血性心肌病對心臟負荷試驗的應答不一：多巴酚丁胺心臟負荷試驗時，隨著多巴酚丁胺劑量到達峰值，缺血性心肌病患者左心室不同步加重，而非缺血性心肌病患者左心室不同步改善。運動負荷可能加重缺血性心肌病的患者左心室不同步[29]。因此心臟負荷試驗對左心室不同

步的影響與是否存在心肌缺血密切相關。李誠等[30]對于基礎臨床資料匹配的正常人群、心肌缺血和心功能不全患者注射99mTc-MIBI 60 min后分別行靜息、腺苷負荷和運動負荷心肌顯像，并比較了三組人群腺苷負荷、運動負荷和靜息負荷心肌灌注顯像的PSD和PHB值。結果表明：負荷試驗后1小時采集的99mTc-MIBI G-MPI所獲得的PSD、PHB與靜息G-MPI所獲得的上述參數(shù)無顯著差異，認為常規(guī)負荷G-MPI可以直接用于左心室同步性分析。

5 展望

G-MPI相位分析技術是評價左心室機械同步性的準確、便捷、有效方法，但其應用也存在局限性，如不適用于持續(xù)性心房顫動、頻發(fā)早搏患者等；此外由于部分容積效應也會對結果產(chǎn)生一定影響。因此，有必要進一步探討相位分析技術和其他方法評價左心室同步性的聯(lián)合方案，從而保證結論更為精準可靠。

在臨床應用方面，尚需要進一步研究、較大樣本試驗確立PHB、PSD的臨界值，作為左心室再同步治療適應證的優(yōu)化指標，減少無應答發(fā)生，亦可采用相位分析評價接受起搏治療患者的左心室重塑情況；此外，可以將上述方法加以推廣，進行心肌梗死、心肌病等患者的預后評價。

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2014-08-23）

（編輯：漆利萍）

300000 天津市胸科醫(yī)院 核醫(yī)學科（姚青海、張蕾、孫冬晨、黃遵花）；阜外心血管病醫(yī)院（何作祥）

姚青海 副主任醫(yī)師 博士 主要從事心律失常及核心臟病學方面的研究 Email: yaoqinghai1972@126.com 通訊作者：姚青海

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1000-3614（2015）04-0395-03

10.3969/j.issn.1000-3614.2015.04.023