CT心肌灌注成像：技术、应用与展望
CT心肌灌注成像：技术、应用与展望
CT心肌灌注成像（CTP）技术是近年来心血管疾病诊断领域的重要突破。它能够在一次检查中同时提供冠状动脉粥样硬化和心肌灌注的信息，为冠状动脉疾病（CAD）的诊断和管理带来了新的可能性。本文将详细介绍CTP技术的原理、操作方法、临床应用价值及未来展望。
在心血管疾病的诊断领域，稳定型冠状动脉疾病（CAD）患者的最佳诊断流程一直是研究的热点。心脏计算机断层扫描血管造影（CCTA）在低至中等风险患者中，凭借高阴性预测值及低辐射的优势，成为排除CAD的重要早期检查手段。然而，对于已知CAD或既往接受过血运重建的患者，仅靠解剖成像远远不够，此时，功能信息在疾病评估和预后判断中显得尤为关键。CT心肌灌注成像（CTP）技术应运而生，它能在一次检查中同时提供冠状动脉粥样硬化和心肌灌注的信息，为CAD的诊断和管理带来了新的突破。
CTP检查前的准备工作
在进行CTP检查前，需对患者进行多方面的准备工作。要对患者进行心电监测和血压测量，以便实时掌握患者的心脏状况和血压变化。建立两条静脉通路必不可少，一条用于注射对比剂，另一条用于注射血管扩张剂（如腺苷、双嘧达莫，若使用瑞加德松则只需一条静脉通路）。患者在检查前6小时需禁食，24小时内避免摄入咖啡因，因为咖啡因会抑制腺苷受体，影响药物负荷效果，导致假阴性结果。对于心率较快的患者，在静息CTCA前可能需要使用β受体阻滞剂控制心率，舌下含服硝酸甘油可使冠状动脉显影更清晰。
患者准备及CT灌注检查流程。上半部分描述了为CTP研究准备患者所需的操作（在研究前24小时，患者需停止摄入咖啡因以及香蕉等某些食物）。下半部分则介绍了疑似冠心病（CAD）患者（先采集静息图像，后采集负荷图像）和已接受血运重建患者（先采集负荷图像，后采集静息图像）的检查流程。
对比剂注射方案
无论是静息还是负荷CT扫描，都需使用高压注射器经静脉注射低碘对比剂。对比剂的用量与患者体重和扫描仪类型相关，单能量CT扫描仪的用量通常在60 - 120mL，而双能量CT技术或宽覆盖范围CT扫描仪可显著减少对比剂用量至50mL。对比剂应在10秒或更短时间内注射完毕，随后注射40 - 50mL生理盐水冲管。这是因为CTP技术是通过观察对比剂从冠状动脉到心肌的灌注情况来评估心肌血供，碘对比剂对X射线的衰减程度与碘浓度相关，心肌内的低衰减区域则提示心肌灌注不足或血管内血容量减少。
CT心肌灌注成像的操作方法
CTP检查通常需要进行两次扫描，一次在药物负荷状态下，另一次在静息状态下。对于部分患者，还可选择进行第三次延迟扫描，以鉴别心肌的存活情况。扫描顺序的选择需综合考虑患者的CAD预检概率、既往血运重建情况和冠状动脉钙化评分。对于预检概率中 - 高、钙化评分中 - 高或既往有血运重建史的患者，应先进行负荷扫描，以便优先发现心肌缺血；而对于CAD预检概率低 - 中且冠状动脉无钙化或轻度钙化的患者，先进行静息扫描更为合适，若静息扫描结果正常，可直接排除CAD，无需进行负荷扫描。
两种不同的检查类型
静态CTP：静态CTP是在CTCA首次增强时获取的单个增强数据样本，以此评估心肌灌注。在进行评估时，最常用的方法是对CT灌注图像进行视觉评估。正常心肌在注射对比剂后应均匀强化，由于心脏各壁位置不同，受到的束硬化效应不同，正常冠状动脉患者的左心室侧壁衰减通常低于前壁、间隔壁和下壁。评估时需在短轴（心尖、中间和心底层面）和长轴（二腔、三腔和四腔心切面）多平面重建图像上进行，推荐使用窄窗宽（200 - 350W）和窗位（150 - 200L）观察灌注缺损。此外，还可进行半定量分析，如计算跨壁灌注比（TPR），但研究表明，视觉评估的诊断性能优于TPR。不过，静态CTP也存在局限性，它高度依赖对比剂团注时机，可能错过峰值衰减，线束硬化伪影容易被误判为灌注缺损，而且对于平衡型缺血（多支冠状动脉病变）可能会低估心肌灌注不足情况。尽管如此，多项研究显示，CTP在检测血流动力学显著狭窄方面具有较高的诊断准确性，与其他非侵入性成像方式相比，它能提高诊断的特异性，与MRI、PET的诊断准确性相当，且优于SPECT。在一些研究中，CCTA联合静态CTP可显著提高对有功能意义的CAD的诊断性能。
动态CTP：动态CTP则是在静脉注射对比剂期间，进行多次快速CT扫描，获取心肌衰减的多个样本，绘制时间 - 衰减曲线（TACs），从而量化心肌血流（MBF）。患者在检查时正常呼吸，在对比剂进出心肌的过程中大约进行20 - 25次扫描，因此需要进行呼吸运动校正以减少伪影。通过不同方法从TACs中获取MBF值，常用的阈值为101mL/100g/min，但实际报道的最佳阈值和诊断准确性差异较大，相对MBF比值（与健康心肌相比）可能更有助于识别血流动力学显著的冠状动脉狭窄。动态CTP的优势在于能够对心肌灌注进行定量评估，减少线束硬化伪影，在弥漫性CAD患者中更具优势。然而，它也存在一些缺点，如辐射剂量较高，需要专门的后处理软件，且缺乏统一的MBF临界值。尽管如此，相关研究表明，动态CTP在诊断准确性和预后评估方面具有重要价值，其诊断准确性较高，且在预测未来主要不良心脏事件方面，优于CCTA和CT-FFR。
特殊患者的CTP检查
房颤与早搏患者：过去，房颤和早搏患者由于心脏节律异常，在进行CTP检查时面临诸多困难，图像容易受到心脏运动的干扰，导致成像质量不佳，影响诊断准确性。然而，近年来CT技术取得了重大突破，全覆盖探测器和更高的旋转速度的应用，使得这些患者也能够顺利接受CTP检查。全覆盖探测器可以在更短的时间内获取全心脏图像信息，减少了因心脏运动而产生的错层伪影。同时，更高的旋转速度能够快速捕捉心脏在不同时刻的状态，进一步提高了图像的清晰度和准确性。这两项技术的结合，使得房颤和早搏患者在检查时，即使心脏节律不规则，也能获得高质量的图像，为医生提供更准确的诊断依据。
高钙负荷患者：高钙负荷患者在心血管疾病患者中占有一定比例，这类患者的冠状动脉通常存在较多的钙化斑块，使得他们患CAD的预检概率相对较高。在进行CTP检查时，为了更有效地发现潜在的心肌缺血情况，通常会先进行负荷扫描。在扫描参数选择方面，100kV和120kV是常用的管电压值。选择这两个管电压值是因为它们在保证图像质量的同时，能够更好地显示冠状动脉的钙化情况以及心肌的灌注状态。较低的管电压（如100kV）可以在一定程度上减少辐射剂量，同时对于软组织的显示有一定优势；而120kV则在显示钙化斑块方面表现更出色，能够帮助医生更清晰地观察冠状动脉的形态和钙化程度，从而更准确地评估病情。
起搏器植入患者：对于安装起搏器的患者，CTP检查存在一定的挑战。起搏器电极在心脏内的存在，会对CT图像产生干扰，尤其是在左心室间隔和下壁区域，容易产生伪影。这些伪影可能会掩盖心肌的真实情况，影响医生对心肌灌注和冠状动脉病变的判断。尽管存在这些困难，目前仍然可以按照常规方法对这类患者进行检查。在检查过程中，医生需要更加仔细地观察图像，结合患者的临床症状和其他检查结果，综合判断病情。同时，随着CT技术的不断改进，如采用更先进的图像重建算法和伪影校正技术，有望进一步减少起搏器电极伪影对图像质量的影响，提高诊断的准确性。
新技术的应用前景
为了进一步提高CTP检查的质量，降低辐射剂量，减少图像伪影，医学领域不断探索和研发新的技术。低千伏扫描技术通过降低管电压，在保证诊断准确性的前提下，能够有效减少辐射剂量，对患者的健康影响更小。光子计数CT作为一种新型的CT技术，具有更高的灵敏度和分辨率，能够更准确地检测对比剂在心肌中的分布情况，从而提高对心肌灌注的评估精度。此外，算法改进也是提高CT图像质量的重要手段，新的算法可以更有效地去除伪影，增强图像的对比度和清晰度。这些新技术不仅在成年患者中展现出良好的应用前景，在儿科患者中也具有重要意义。儿科患者由于身体仍在发育阶段，对辐射更为敏感，因此降低辐射剂量尤为重要。上述新技术能够在保证诊断准确性的同时，减少辐射对儿童身体的潜在危害，为儿科心血管疾病的诊断提供更安全、有效的方法。
CTP的临床应用价值与展望
联合检查的优势
目前大量的研究证据充分表明，无论是静态CTP还是动态CTP，与CCTA联合使用都具有显著优势。CCTA能够清晰地显示冠状动脉的解剖结构，包括管腔狭窄程度、斑块形态和总斑块负荷等信息，为医生提供冠状动脉的“地图”。然而，它在评估心肌灌注和功能方面存在一定的局限性。而CTP则能够弥补CCTA的不足，通过检测心肌的灌注情况，提供有关心肌组织血流动力学的信息。静态CTP可以直观地观察心肌灌注的大致情况，发现潜在的灌注缺损区域；动态CTP则能够进一步量化心肌血流，更准确地评估心肌的功能状态。两者结合，就像是给医生提供了一个更全面的“工具箱”，显著提高了对心血管疾病诊断的准确性和阳性预测值。对于疑似CAD且存在中度狭窄的患者，单独依靠CCTA可能无法准确判断狭窄是否对心肌灌注产生影响，容易导致误诊或漏诊。而联合CTP检查，医生可以更全面地了解冠状动脉病变与心肌灌注之间的关系，从而做出更准确的诊断和治疗决策。对于冠状动脉支架置入术后的患者，CTP可以评估支架部位的心肌灌注情况，及时发现可能存在的再狭窄或灌注异常，为后续的治疗提供重要依据。因此，对于这两类患者，CTA + CTP的联合应用应成为常规检查方法，以提高诊断的准确性和治疗效果。
临床适应证的确定
尽管CTP技术在心血管疾病诊断中展现出了巨大的潜力，但目前其临床适应证尚未完全明确。为了更科学、合理地应用这一技术，需要进行更多多中心、多厂商的成本效益研究。不同地区、不同医院的患者群体、设备条件和医疗资源存在差异，通过多中心研究可以收集更广泛的数据，更全面地评估CTP技术在不同情况下的诊断效果、成本效益以及对患者预后的影响。多厂商参与的研究则可以比较不同设备和技术在CTP检查中的性能差异，为临床选择提供更客观的依据。正在进行的CTP - PRO试验具有重要的意义，该试验将对CCTA + CTP的成本效益进行详细分析。通过跟踪大量患者的检查结果、治疗过程和预后情况，评估联合检查在提高诊断准确性、减少不必要的检查和治疗、改善患者预后等方面的作用，同时分析其成本构成，包括设备购置、检查费用、后续治疗费用等，从而确定CCTA + CTP联合检查的成本效益比。这将为CTP技术的广泛应用提供重要依据，帮助医疗机构和医生更好地判断在何种情况下使用CTP技术最为合适，提高医疗资源的利用效率。
未来应用展望
CTP技术在心血管疾病诊断中的应用前景十分广阔，尤其是在中度、弥漫性多支冠状动脉病变患者或已接受血运重建的患者中具有重要的应用价值。对于中度、弥漫性多支冠状动脉病变患者，传统的诊断方法可能难以准确评估病变的严重程度和对心肌灌注的影响。CTP技术可以提供详细的心肌灌注信息，帮助医生更准确地判断病变的功能意义，从而制定更合理的治疗方案。对于已接受血运重建的患者，CTP可以评估血运重建的效果，及时发现可能存在的再狭窄或灌注异常，为后续的治疗调整提供依据。通过CTP检查，医生可以更准确地判断患者的心肌缺血情况，对于那些需要进行血运重建的患者，可以更精准地选择手术方式和手术时机；对于不需要进行血运重建的患者，可以避免不必要的手术风险和医疗资源浪费。同时，CTP技术还有助于医生更好地对患者进行分层管理，根据患者的具体情况制定个性化的治疗方案，提高治疗效果，减少并发症的发生。随着技术的不断进步和研究的深入，CTP技术有望在心血管疾病的诊断和治疗中发挥更大的作用，为患者的健康提供更有力的保障。
原文献：Mushtaq S, Baggiano A, Cannata F, Del Torto A, Fazzari F, Fusini L, Junod D, Maragna R, Tassetti L, Volpe A, Carrabba N, Conte E, Guglielmo M, La Mura L, Pergola V, Pedrinelli R, Perrone Filardi P, Guaricci AI, Pontone G. How to perform and evaluate a myocardial perfusion imaging by computed tomography. Eur Heart J Imaging Methods Pract. 2025 Jan 8;3(1):qyaf001. doi: 10.1093/ehjimp/qyaf001.
本文仅供专业人士交流目的，不用于商业用途。
本文原文来自澎湃新闻