衰減偽影對冠心病患者門控心肌灌注顯像圖像質(zhì)量及灌注結(jié)果的影響

陳平，王瑞華，劉保平，謝新立，王心宇，王慶祝

鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，河南 鄭州 450052；*通信作者 王慶祝 qingzhuwang@zzu.edu.cn

目前，中國心血管病患病人數(shù)3.3億，其中冠心病1 139萬[1]。冠心病發(fā)病率高，也是死亡的主要原因之一。冠狀動脈造影是確診冠心病的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但其為有創(chuàng)檢查、費用高昂，不能作為篩查冠心病的常規(guī)檢查[2]。門控心肌灌注顯像（gated myocardial perfusion imaging，GMPI）具有在細(xì)胞水平評估灌注的獨特能力，在冠心病等心血管疾病的診斷、危險分層、治療決策及療效評價方面具有重要作用[3]。然而，由于γ光子經(jīng)過人體組織時會被人體組織吸收產(chǎn)生衰減偽影，出現(xiàn)難以與病理性灌注減低相鑒別的放射性分布稀疏區(qū)，從而降低了GMPI診斷冠心病的準(zhǔn)確度和特異度[4-5]。借助衰減校正技術(shù)可以合理補償軟組織衰減所致的偽影，改善圖像質(zhì)量，降低假陽性率。然而，經(jīng)衰減校正處理后的圖像又會出現(xiàn)新的偽影或?qū)е逻^度補償?shù)萚6]，有效地鑒別衰減偽影有助于提高診斷準(zhǔn)確度與特異度。既往研究多集中在非冠心病患者，本研究擬以經(jīng)冠狀動脈造影證實的冠心病患者為研究對象，比較衰減校正GMPI及非衰減校正GMPI圖像左心室各壁段平均放射性計數(shù)的差異以及兩者灌注結(jié)果的差異，并結(jié)合室壁運動和室壁增厚情況，探討是否可以使用衰減偽影分析衰減校正前后顯像結(jié)果不一致的部分。

1 資料與方法

1.1 研究對象 納入2020年3月—2021年3月在鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科行GMPI的99例患者進(jìn)行回顧性分析，其中男56例，女43例，平均年齡（66.1±5.8）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：冠狀動脈造影顯示冠狀動脈主要分支狹窄≥50%，且GMPI與冠狀動脈造影檢查間隔時間不超過1周。排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往行經(jīng)皮冠狀動脈介入治療或冠狀動脈旁路移植術(shù)者；②心肌梗死、擴張型心肌病、心力衰竭、瓣膜病等；③運動偽影、左束支傳導(dǎo)阻滯等其他影響圖像結(jié)果者。

1.2 門控心肌灌注顯像 采用Siemens Symbia T16雙探頭SPECT/CT儀，配置低能高分辨型準(zhǔn)直器。顯像劑采用99Tcm-MIBI（鄭州原子高科有限公司），放化純度＞95%。受檢者于空腹?fàn)顟B(tài)下靜脈注射99Tcm-MIBI 925 MBq，30 min后進(jìn)食脂餐，60 min后行SPECT GMPI檢查。患者取仰臥位，雙上臂抱頭，固定，探頭盡可能貼近胸壁，采集條件：矩陣64×64，雙探頭成90°，6°/幀，共采集180°，每幀40 s，每個心動周期采集16幀，采集完畢后采用Flash 3D迭代重建法獲得衰減校正前后的心臟短軸、水平長軸及垂直長軸圖像。

1.3 圖像分析

1.3.1 定性分析 GMPI圖像由2名主治醫(yī)師以上核醫(yī)學(xué)醫(yī)師采用盲法獨立閱片，意見不一致時科室討論達(dá)成統(tǒng)一意見。灌注異常判斷標(biāo)準(zhǔn)：同一節(jié)段2個不同軸向上連續(xù)2個層面及以上出現(xiàn)放射性缺損或稀疏區(qū)為陽性改變，衰減校正與非衰減校正GMPI診斷結(jié)果出現(xiàn)差異時認(rèn)為結(jié)果不一致。節(jié)段性室壁運動和增厚異常判斷標(biāo)準(zhǔn)為超聲心動圖和（或）GMPI任意1項檢查結(jié)果陽性（排除高血壓導(dǎo)致的室壁彌漫性運動和增厚異常）。

1.3.2 半定量分析 根據(jù)美國心臟病協(xié)會推薦的17節(jié)段心肌模型，采用QPS軟件獲取所有受檢者左心室衰減校正GMPI與非衰減校正GMPI的靶心圖，以靶心圖內(nèi)最高放射性計數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)（100%），自動獲取左心室各節(jié)段的放射性計數(shù)百分比。根據(jù)靶心圖將左心分為心尖、前壁、間隔、下后壁及側(cè)壁5個壁段，比較衰減校正前后5個壁段平均放射性計數(shù)（%）差異。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 26.0軟件進(jìn)行分析。計量資料行正態(tài)性檢驗，符合正態(tài)分布的計量資料以±s表示，組間比較采用配對t檢驗或獨立樣本t檢驗；非正態(tài)分布的計量資料以M（Q1，Q3）表示，組間比較采用Wilcoxon秩和檢驗或Mann-WhitneyU檢驗。P＜0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 衰減校正前后左心室各壁段平均放射性計數(shù)比較 99例冠心病患者衰減校正后左心室間隔、下后壁及側(cè)壁的平均放射性計數(shù)高于衰減校正前，心尖部衰減校正后放射性計數(shù)明顯減低（P均＜0.001），見表1。

表1 99例冠心病患者衰減校正前后左心室各壁段平均放射性計數(shù)比較[%，M（Q1，Q3）]

2.2 不同性別患者衰減校正前后左心室各壁段平均放射性計數(shù)比較 男性衰減校正后左心室間隔、下后壁及側(cè)壁的平均放射性計數(shù)較衰減校正前增高，心尖部明顯減低（P均＜0.001）；女性衰減校正后左心室前壁平均放射性計數(shù)略低于衰減校正前（P＜0.05），見表2。男性受檢者心尖及前壁衰減校正前后平均放射性計數(shù)差值略低于女性，間隔及下后壁的差值明顯高于女性（P均＜0.05），見表3。分別對男性和女性同一節(jié)段衰減校正前數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，男性衰減校正前下后壁放射性計數(shù)明顯低于女性（P＜0.01），前壁放射性計數(shù)略低于女性（P＜0.05）；經(jīng)衰減校正后，男性與女性下后壁放射性計數(shù)差值明顯減低（P＜0.01），男性前壁放射性計數(shù)略低于女性（P＜0.05）。

表2 不同性別患者衰減校正前后左心室各壁段平均放射性計數(shù)比較[%，M（Q1，Q3）]

表3 不同性別患者衰減校正前后左心室各壁段平均放射性計數(shù)差值比較[%，M（Q1，Q3）]

2.3 衰減校正前后灌注結(jié)果比較 與衰減校正前比較，衰減校正后44%的左前降支（LAD）分支供血區(qū)域（心尖、前壁及前間隔）、6%的左回旋支（LCX）分支供血區(qū)域（側(cè)壁）以及37%的右冠狀動脈（RCA）分支供血區(qū)域（后間隔及下后壁）顯像結(jié)果不一致，見表4。

表4 99例患者不同冠狀動脈衰減校正前后灌注結(jié)果比較[例（%）]

2.4 衰減校正前后灌注結(jié)果不一致部分的受檢者室壁運動及室壁增厚情況 超聲心動圖結(jié)果顯示，41例（排除3例未行超聲心動圖檢查者）衰減校正前后GMPI診斷LAD結(jié)果不一致的受檢者中，5例伴間隔增厚，2例出現(xiàn)間隔或前壁心尖段運動減低，其余未出現(xiàn)節(jié)段性異常。5例（排除1例未行超聲心動圖檢查者）衰減校正前后GMPI診斷LCX結(jié)果不一致的受檢者中未出現(xiàn)節(jié)段性運動異常或室壁增厚。36例（排除1例未行超聲心動圖檢查者）衰減校正前后診斷RCA結(jié)果不一致的受檢者中，5例間隔或下后壁運動幅度減低，5例節(jié)段性室壁增厚異常（包括4例間隔增厚、1例下壁變?。?，其余正常。衰減校正前后灌注結(jié)果不一致部分的受檢者中，LAD、LCX及RCA分支供血區(qū)域室壁運動及室壁增厚率均正常者分別占85%、100%和81%，見表5。

表5 衰減校正前后顯像結(jié)果不一致的受檢者室壁運動及室壁增厚情況[例（%）]

3 討論

受檢者體內(nèi)的軟組織衰減偽影會降低圖像質(zhì)量，并增加圖像誤讀的風(fēng)險。目前存在幾種用于校正衰減偽影的方法，包括變換體位采集、基于CT的衰減校正（CT衰減校正）、門控采集等，其中CT衰減校正的使用最廣泛，CT圖像在提供準(zhǔn)確解剖信息的同時，還為GMPI提供準(zhǔn)確的衰減校正數(shù)據(jù)，對提高斷層圖像質(zhì)量具有重要價值[7]。然而，CT衰減校正在應(yīng)用中也存在一些局限性，如CT衰減校正圖像會出現(xiàn)新的偽影[8]，因此對偽影的準(zhǔn)確識別有助于提升診斷準(zhǔn)確度及特異度。

3.1 衰減校正前后圖像半定量分析的差異 光子在人體的衰減主要是由于γ光子到達(dá)探測器之前與人體組織發(fā)生光電子吸收和康普頓散射效應(yīng)，因此在探測器上的計數(shù)，對于反映γ放射性核素的分布而言，與探測深度有關(guān)[8]。引起衰減的體內(nèi)因素在男性主要體現(xiàn)在膈肌對左心室下后壁的衰減偽影[9]。本研究中納入的冠心病患者CT衰減校正圖像提高了其間隔、下后壁及側(cè)壁的放射性計數(shù)，尤其是間隔及下后壁，并且衰減校正前后男性組間隔及下后壁放射性計數(shù)差值明顯高于女性，以下后壁為著，表明衰減校正前后放射性計數(shù)分布存在一定的差異，且這種差異與性別有關(guān)，與黃克敏等[10-11]的研究結(jié)果基本一致。本研究中，衰減校正前男性下后壁放射性計數(shù)明顯低于女性，經(jīng)衰減校正后兩者放射性計數(shù)差異明顯縮小，表明CT衰減校正能較好地校正男性膈肌造成的下后壁衰減偽影，與李珺奇等[12]的結(jié)果大致相同。衛(wèi)華等[13]采用X線對衰減偽影進(jìn)行校正的結(jié)果亦表明衰減校正后下后壁的改善程度明顯優(yōu)于其他壁段。而在女性中，引起衰減的體內(nèi)因素主要體現(xiàn)在乳房對前壁的放射性計數(shù)衰減。本研究中衰減校正前后男性與女性前壁放射性計數(shù)差異較小，并且男性與女性衰減校正前后及女性自身衰減校正前后對比，前壁放射性計數(shù)的差值亦較小，其原因可能為：①由于本研究納入的均為冠心病患者，年齡普遍較大，減少了乳房對前壁放射性計數(shù)衰減的影響；②下后壁過度補償導(dǎo)致前壁放射性計數(shù)隨之減低[12]；③前壁較接近體表，CT衰減校正對其相對補償不足[10]；④CT與SPECT圖像配準(zhǔn)不良導(dǎo)致[14]。此外，衰減校正后心尖部放射性計數(shù)普遍減低，這種現(xiàn)象在臨床上普遍存在，易于識別。

3.2 衰減校正前后圖像定性分析的差異 本研究結(jié)果顯示衰減校正前后灌注結(jié)果存在一定的差異，主要集中在LAD及RCA分支供血區(qū)域。既往多項研究報道衰減校正前后灌注結(jié)果發(fā)生較大改變[15-18]。進(jìn)一步分析這些改變是否可以用偽影解釋：冠心病導(dǎo)致心肌缺血時，相應(yīng)的分支供血區(qū)域（室壁）可以出現(xiàn)運動功能異常[19]，而反映左心功能的室壁運動和室壁增厚率有助于鑒別病理性灌注減低和衰減偽影，通常如果放射性稀疏區(qū)的室壁運動和室壁增厚率正常，則考慮衰減偽影所致。本研究結(jié)合超聲心動圖[20-21]及門控結(jié)果顯示，衰減校正前后灌注結(jié)果不一致的受檢者中，85%的LAD及81%的RCA分支供血區(qū)域室壁運動及室壁增厚率均正常，大部分符合衰減偽影改變。

3.3 本研究的局限性 首先，納入人群為冠心病患者，未加入負(fù)荷顯像；其次，未對患者的年齡、體質(zhì)量指數(shù)等混雜因素進(jìn)行校正，以上均會對結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。后續(xù)研究將對其進(jìn)一步完善。

總之，衰減偽影對MPI圖像質(zhì)量及灌注結(jié)果有較大的影響，結(jié)合超聲心動圖和GMPI提供的室壁運動及增厚情況等補充信息可以提高診斷準(zhǔn)確性與特異性。由于MPI復(fù)雜的成像過程，對圖像的準(zhǔn)確解釋需要對圖像數(shù)據(jù)采集和處理中可能出現(xiàn)的潛在異常以及偽影有深入的了解。