雙能量CT心臟成像的臨床應(yīng)用進展

魏淼，王思杭綜述 呂發(fā)金審校

雙能量CT心臟成像的臨床應(yīng)用進展

魏淼，王思杭綜述 呂發(fā)金審校

近年來，雙能量CT心臟成像在國內(nèi)外的研究逐漸增多，雙能量CT虛擬單能譜成像可減少高密度對比劑所致的X線束硬化偽影，碘圖則能反映心肌微循環(huán)狀況，相對于SPECT和DSA，雙能量CT能便捷地提供更豐富的臨床信息。本文主要對雙能量CT在冠心病中的臨床應(yīng)用進展進行綜述。

冠心病；心肌灌注顯像；雙能量CT

冠心?。╟oronary artery disease，CAD）包括冠狀動脈粥樣硬化、狹窄型缺血缺氧性心臟病和冠狀動脈功能改變（痙攣）型缺血缺氧性心臟病，多發(fā)生在40歲以上人群。CAD的主要病理基礎(chǔ)是冠狀動脈血流量調(diào)節(jié)障礙和心肌微循環(huán)狀態(tài)失衡。

Rocha－Filho等［1］研究表明心肌缺血最早可出現(xiàn)在冠狀動脈造影和心電圖異常之前，解剖學(xué)狹窄并不是引起心肌缺血的唯一原因；冠狀動脈血管造影無法完全顯示心肌內(nèi)的微小血管，診斷心肌缺血不可僅依據(jù)冠狀動脈可見的病變程度，還需了解心肌的供血情況，故“冠狀動脈血管造影聯(lián)合心肌灌注顯像的一站式成像”對于診斷缺血性心臟病，準(zhǔn)確劃分缺血灶責(zé)任血管的意義較大。

目前，冠狀動脈疾病的篩查方法有DSA和CTA，心肌灌注顯像的方法有SPECT和MSCT，但能完成“冠狀動脈造影聯(lián)合心肌灌注一站式成像”的技術(shù)，首選CT。

雙能量CT心臟成像技術(shù)

雙能量CT早在1925年即被提出，80年代已實現(xiàn)早期的臨床應(yīng)用，但因低管電壓球管無法滿足高能量子輸出率、時間分辨力和空間分辨力低、后處理技術(shù)薄弱等問題，未能得到廣泛推廣［2－3］。隨著CT技術(shù)近10年來的發(fā)展，上述問題得到解決，且雙能量CT技術(shù)有了新進展。在心血管領(lǐng)域，雙能量CT心肌灌注成像成為國內(nèi)外學(xué)者近年來研究的熱點，與64層螺旋CT和雙源CT（dual－source computed tomography，DSCT）相比，雙能量模式下綜合評價冠狀動脈狹窄和心肌缺血的敏感度和特異度均達到80%以上［1，4－5］。

目前心臟CT研究使用較多的是西門子的第二代雙源雙能量CT，一站式心臟CT技術(shù)包括冠狀動脈CTA和心肌灌注顯像，基本步驟為：①心臟掃描：常規(guī)鈣化積分掃描后，行一次性碘對比劑增強掃描，采用三期注射法（一期對比劑和生理鹽水以不同比例混合注射，二期純對比劑注射，三期純生理鹽水注射），啟動掃描后，成90°放置的A和B（純化）兩套球管－探測器系統(tǒng)，分別以100和140kV的管電壓產(chǎn)生2束混合能量X線（高低混合比例現(xiàn)多使用7：3），經(jīng)被檢者胸部吸收衰減后，分別被探測器A和B接收，經(jīng)各自對應(yīng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采集、轉(zhuǎn)換，獲得100、140和120kV（混合能量）的3組獨立數(shù)據(jù)。②冠狀動脈CTA：利用Circulation、Inspace、Carscoring程序?qū)Σ杉降淖罴咽鎻埰诘钠骄訖?quán)數(shù)據(jù)進行容積再現(xiàn)（VR）、最大密度投影（MIP）及曲面重組（CPR）后處理和鈣化積分統(tǒng)計，觀察冠狀動脈管腔有無狹窄／擴張，管壁有無斑塊／鈣化，走行是否紆曲等。③心肌CT灌注成像：分別重建高能量和低能量的最佳收縮期薄層圖像（層厚0．75mm，間隔0．5mm，卷積函數(shù)值D26，單幅圖像矩陣512×512），調(diào)入Dual－Energy應(yīng)用程序后，先通過monoenergy的特殊算法，將A、B雙能量數(shù)據(jù)融合、分解為40～190keV的虛擬單能譜，觀察適宜單能量下的心肌密度，再選擇“Heart PBV”，調(diào)和CT和碘融合比例，生成碘偽彩圖，測定心肌碘含量。

雙能量CT心肌灌注的缺血心肌表現(xiàn)

雙能量CT心肌灌注成像的關(guān)鍵是辨別心肌內(nèi)的心肌成分、測定碘含量。觀察圖像時，較為常用的方法是根據(jù)美國心臟協(xié)會（AHA）的標(biāo)準(zhǔn)，在心室短軸位下將左心室劃分為17段，選擇monoenergy重建出40～190keV的單能量圖像后，依次推移虛擬單能量譜，在窗寬200HU、窗位100HU、層厚5mm的條件下，觀察圖像噪聲、左室心肌的整體密度變化、低密度區(qū)的范圍、形態(tài)及其與周圍組織的對比度的改變［1，6］。

心肌缺血在CT上常表現(xiàn)出直接征象和間接征象。直接征象為心肌內(nèi)低密度及灌注缺損（perfusion defect，PD）。急性心肌梗死表現(xiàn)為不強化或輕度強化；陳舊性心肌梗死的CT值較急性時更低（表1）。PD或心肌內(nèi)低密度并不一定都代表梗死，嚴(yán)重的局灶性缺血導(dǎo)致的脂肪變形和淀粉樣變也可在CT上表現(xiàn)為增強早期心內(nèi)膜下心肌強化低于鄰近心肌。間接征象有冠狀動脈嚴(yán)重狹窄或閉塞、梗死區(qū)不成比例心肌層變薄、附壁血栓形成、心包炎、胸膜炎、心肌鈣化、肺內(nèi)斑片影等［7］。

表1 急性、陳舊性心肌梗死的CT表現(xiàn)

雙能量CT心肌灌注成像中，最主要的是在碘偽彩圖上測量正常心肌和低灌注區(qū)的碘含量。碘偽彩圖是將增強后的心肌圖像以一定層厚進行MIP，后處理軟件根據(jù)組織密度進行彩色編碼后與灰度圖融合而成。一般選擇280ms數(shù)據(jù)重建，半掃描140ms（180°波束角）重建數(shù)據(jù)較全掃描280ms（360°波束角）的圖像粗糙。碘偽彩圖包含的碘濃度范圍較廣，分別代表了不同的組織，從正常心肌到梗死后心肌，表現(xiàn)出不同的碘濃度差異。

完成心臟CT一站式檢查的意義在于合理分析缺血心肌的密度和碘含量，找到責(zé)任血管。當(dāng)存在良好的側(cè)支循環(huán)時，側(cè)支血管可供應(yīng)閉塞血管遠端心肌血液，利于減輕閉塞區(qū)缺血、缺氧，縮小急性心肌梗死面積。側(cè)支血管多分為冠脈間側(cè)支、冠脈內(nèi)側(cè)支和冠脈外側(cè)支。若疑似閉塞或接近閉塞的血管遠端顯影，閉塞遠端與其他分支間有彎曲、曲折的血管交通，則提示側(cè)支血管的存在。

雙能量CT心肌灌注圖像的偽影分析

偽影在心臟雙能量CT圖像上經(jīng)常出現(xiàn)，主要分為運動偽影、階梯偽影和線束硬化（beam－h(huán)ardening，BH）偽影。既往研究［1，6，8］顯示：心肌CT灌注圖像上，正常心肌的CT值為87～95HU，而BH影響區(qū)域CT值為49．9～54．0HU，與灌注前的心肌組織相同，故常被誤認為灌注缺損區(qū)。BH的產(chǎn)生是因為組織優(yōu)先吸收了混合能量X線束里的低能光子束能量，產(chǎn)生不均勻的部分高密度，它常會影響心肌組織的CT值衰減程度，導(dǎo)致在心肌灌注成像中出現(xiàn)過度量化低灌注區(qū)的情況［9－10］。如何辨別BH？首先BH多呈三角形、透壁性，常以心肌高密度區(qū)的放射狀低強化灶的形式出現(xiàn)［11］；其次BH導(dǎo)致的假性缺血區(qū)主要出現(xiàn)在基底段、室間隔和左室后壁。

實驗證明［12］，近50%的基底段假陽性灌注缺損灶來自于左心室、主動脈內(nèi)殘留的對比劑吸收射線后過度衰減產(chǎn)生的BH，通過掃描無冠心病病史的對照組，可見同一部位仍然存在灌注缺損，證明了BH的存在［1，6］。室間隔的BH與右側(cè)心腔內(nèi)對比劑的不均勻混合、快速流入導(dǎo)致血流分布的急速轉(zhuǎn)變等情況有關(guān)，心腔內(nèi)高濃度對比劑常常影響雙能量CT對BH的校正效果，無法滿意消除BH［2］。

So等［2］比較雙源雙能量CT、單源雙能量CT、單源單能量CT的圖像質(zhì)量和校正BH的效果發(fā)現(xiàn)，雙源雙能量CT得到的70keV圖像最能縮小BH范圍，單源雙能量CT得到的80和140keV的圖像質(zhì)量和單源單能量CT相似，二者對BH的校正效果差別不大。但也有研究［13］表明高、低能量瞬切法產(chǎn)生的虛擬單能量圖像中，90keV數(shù)據(jù)對糾正BH引起的灌注缺損假象效果較好，60～80keV的圖像質(zhì)量最好。雙源雙能量CT產(chǎn)生的BH導(dǎo)致的組織衰減程度常在10HU以內(nèi)，通過雙源雙能量CT的投影數(shù)據(jù)能有效減少偽影，當(dāng)心腔充滿高密度對比劑時，心肌的CT值轉(zhuǎn)換較小，而與SPECT相比，在無心肌缺血時，雙源雙能量CT的最佳單能量圖像顯示的灌注情況更加均勻［14］。綜上可見，相對于單源混合能量CT掃描，雙源雙能量CT掃描不僅能有效縮小BH范圍，還有助于提高圖像質(zhì)量，更好的反映灌注缺損區(qū)的范圍和位置。

雙能量CT心肌灌注成像的臨床價值

雙能量CT心肌灌注成像技術(shù)在不降低圖像質(zhì)量的情況下，能夠顯著降低患者的有效輻射量，具有很高的臨床應(yīng)用價值［15］。較多對比實驗表明，心臟雙源雙能量CT能有效篩查冠心病。與侵入性的冠脈造影相比，冠狀動脈CTA和心肌灌注顯像聯(lián)合掃描對狹窄性冠心病的診斷率甚至較DSA更高，敏感度從83%上升到91%，特異度從71%上升到91%［1］。Ko等［16］的研究發(fā)現(xiàn)：冠狀動脈CTA和心肌灌注顯像聯(lián)合掃描與單純冠狀動脈CTA比較，診斷冠脈狹窄性冠心病的敏感度為93．2%，特異度為85．5%，對于＞50%的狹窄性冠心病，心肌CT灌注顯像顯示缺血灶的特異度為98%，而對＜50%者，特異度為100%，冠狀動脈CTA和心肌灌注顯像聯(lián)合掃描較單純冠脈CTA對狹窄性冠心病的診斷能力有所提高，近幾年的研究［9，12］提示，以SPECT為參照，雙能量CT心肌灌注成像較冠脈CTA能更好的預(yù)測血流動力學(xué)異常引起的狹窄性冠心病。血管張力較差也會導(dǎo)致一些假陽性病灶［17］，一些面積較小的缺血灶，可能與觀察時窗口設(shè)置條件欠佳有關(guān)［18］，是否為真正的灌注缺損區(qū)有待進一步研究。

雙能量CT心肌灌成像的優(yōu)勢和不足

雙能量CT技術(shù)具有物質(zhì)成分分析和BH矯正兩大優(yōu)勢，也存在一些弊端，如后門控全期相曝光時間長、輻射量偏高、對比劑易過量注射、心腔內(nèi)的高濃度對比劑易產(chǎn)生偽影、圖像噪聲大等亟需解決的問題。隨著雙能量CT時間分辨力的逐步提高，低對比劑、低輻射量成像的研究逐步成熟，未來可著眼于心臟CT掃描參數(shù)的進一步優(yōu)化，實現(xiàn)圖像質(zhì)量的進一步提高和缺血心肌灌注異常的準(zhǔn)確顯示，使其成為心臟一站式檢查的重要手段。

［1］ Rocha－Filho JA，Blankstein R，Shturman LD，et al．Incremental value of adenosine－induced stress myocardial perfusion imaging with dual－source CT at cardiac CT angiography［J］．Radiology，2010，254（2）：410－419．

［2］ So A，Lee TY，Imai Y，et al．Quantitative myocardial perfusion imaging using rapid kVp switch dual－energy CT：preliminary experience［J］．J Cardiovasc Comput Tomogr，2011，5（6）：430－442．

［3］ 白愛國，馬光慧，滑炎卿．雙能量CT血管造影的應(yīng)用進展［J］．中華臨床醫(yī)師雜志（電子版），2013，7（22）：10325－10328．

［4］ George RT，Arbab－Zadeh A，Cerci RJ，et al．Diagnostic performance of combined noninvasive coronary angiography and myocardial perfusion imaging using 320－MDCT：the CT angiography and perfusion methods of the CORE320multicenter multinational diagnostic study［J］．AJR，2011，197（4）：829－837．

［5］ Feuchtner G，Goetti R，Plass A，et al．Adenosine stress high－pitch 128－slice dual－source myocardial computed tomography perfusion for imaging of reversible myocardial ischemia：comparison with magnetic resonance imaging［J］．Circ Cardiovasc Imaging，2011，4（5）：540－549．

［6］ Yamada M，Jinzaki M，KuribaYashi S，et al．Beam－h(huán)ardening correction for virtual monochromatic imaging of myocardial perfusion via fast－switching dual－kVp 64－slice computed tomography［J］．Circ J，2012，76（7）：1799－1801．

［7］ 毛定飚，張國楨，滑炎卿．多層螺旋CT心臟和冠狀動脈成像［M］．北京：人民軍醫(yī)出版社，2011：101，104－105．

［8］ Stanton CL，Haramati LB，Berko NS，et al．Normal myocardial perfusion on 64－detector resting cardiac CT［J］．J Cardiovasc Comput Tomogr，2011，5（1）：52－60．

［9］ George RT，Arbab－Zadeh A，Mlller JM，et al．Adenosine stress 64－and 256－row detector computed tomography angiography and perfusion imaging：apilot study evaluating the transmural extent of perfusion abnormalities to predict atherosclerosis causing myocardial ischemia［J］．Circ Cardiovasc Imaging，2009，2（3）：174－182．

［10］ Bastarrika G，Ramos－Duran L，Rosenblum MA，et al．Adenosinestress dynamic myocardial CT perfusion imaging：initial clinical experience［J］．Invest Radiol，2010，45（6）：306－313．

［11］ George RT，Silva C，Cordeiro MA，et al．Multidetector computed tomography myocardial perfusion imaging during adenosine stress［J］．J Am Coll Cardiol，2006，48（1）：153－160．

［12］ Wang Y，Qin L，Shi X，et al．Adenosine－stress dynamic myocardial perfusion imaging with second－generation dual－source CT：comparison with conventional catheter coronary angiography and SPECT nuclear myocardial perfusion imaging［J］．AJR，2012，198（3）：521－529．

［13］ Scheske JA，O＇brien JM，Earls JP，et al．Coronary artery imaging with single－source rapid kilovolt peak－switching dual－energy CT［J］．Radiology，2013，268（3）：702－709．

［14］ So A，Hsieh J，Narayanan S，et al．Dual－energy CT and its potential use for quantitative myocardial CT perfusion［J］．J Cardiovasc Comput Tomogr，2012，6（5）：308－317．

［15］ 齊燕，歐陜興，錢民，等．雙源CT雙能量心肌灌注成像的圖像質(zhì)量及輻射劑量研究［J］．放射學(xué)實踐，2012，27（10）：1095－1099．

［16］ Ko SM，Choi JW，Hwang HK，et al．Diagnostic performance of combined noninvasive anatomic and functional assessment with dual－source CT and adenosine－induced stress dual－energy CT for detection of significant coronary stenosis［J］．AJR，2012，198（3）：512－520．

［17］ Bamberg F，Becker A，Schwarz F，et al．Detection of hemodynamically significant coronary artery stenosis：incremental diagnostic value of dynamic CT－based myocardial perfusion imaging［J］．Radiology，2011，260（3）：689－698．

［18］ Ko BS，Cameron JD，Meredith IT，et al．Computed tomography stress myocardial perfusion imaging in patients considered for revascularization：a comparison with fractional flow reserve［J］．Eur Heart J，2012，33（1）：67－77．

·書訊·

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R814．42；R541．4

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1000－0313（2015）02－0186－03

10．13609／j．cnki．1000－0313．2015．02．024

2014－09－30

2014－11－15）

400016 重慶，重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科

魏淼（1988－），女，四川遂寧人，碩士研究生，主要從事中樞神經(jīng)系統(tǒng)及心血管系統(tǒng)的影像學(xué)研究工作。

呂發(fā)金，E－mail：fajinlv＠163．com

國家臨床重點?？平ㄔO(shè)項目經(jīng)費資助（國衛(wèi)辦醫(yī)函［2013］544號）