范希刘伟静 朱梦云 徐亚伟

冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）已成为危害人类健康的头号杀手之一。随着人口老龄化，近30年来，中国冠心病的发病率和死亡率呈上升趋势，冠心病也逐渐成为世界各国人口疾病死亡的主因［1］。因此，精准可靠的冠心病诊断尤为重要。动态单光子发射计算机断层成像术（dynamicsingle-photon emission computed tomography，D-SPECT）是新一代SPECT，与以往的核素心肌血流灌注显像不同的是，D-SPECT门控心肌灌注显像可以提供左心室功能的定量分析指标，为心功能提供多方位的评估。本文阐述了D-SPECT与传统冠状动脉造影在指导冠心病血运重建中的区别，并总结了D-SPECT在心血管疾病中的临床应用。

1 冠状动脉造影与血流储备分数（fractional flow reserve，FFR）评价心肌缺血准确性的比较

心肌缺血的早期诊断及心肌细胞血流灌注的精准评价是提高冠心病患者预后的关键。冠状动脉造影是目前临床上诊断冠心病的金标准，主要显示的是冠状动脉大血管的管腔形状，是对比剂在某些角度上的二维影像，且与邻近的所谓“正常血管”对比来判断血管的狭窄程度，但不能反映心肌细胞的情况， 以及远端微血管病变及心功能等，因此冠状动脉造影不能较全面地评价狭窄冠状动脉的功能，对指导治疗和评价疗效有一定局限性［2-5］。2007年COURAGE研究［6］发现，基于冠状动脉造影结果指导的稳定性冠心病患者经皮冠状动脉介入治疗（percutaneous coronary intervention，PCI）未能带来生存率的获益。2010年FAME研究［7］表明，冠状动脉造影在评价狭窄冠状动脉功能的精确性上明显不如FFR，狭窄程度在50%～70%时，仅凭冠状动脉造影会有1/3缺血患者被忽略，而狭窄程度＞70%时，仅凭冠状动脉造影会有20%无缺血的患者被过度治疗。此外，在通过冠状动脉造影判断的冠状动脉三支病变中，经FFR测量，有14%是三支病变，43%是双支病变，34%是单支病变［7］。因此，冠状动脉功能评价在冠心病诊治过程中的重要性愈发受到重视［8-10］。

2 冠状动脉功能的评价检测指标

目前临床应用的冠状动脉功能评价指标有两种，即FFR和冠状动脉血流储备（coronary flow reserve，CFR）。FFR即狭窄冠状动脉（或支配区心肌）的最大充血相流量与假设同一冠状动脉（或支配区心肌）完全正常时的最大流量比值，在无冠状动脉狭窄的情况下，此值为“ 1”，并不受血压、心率及心肌收缩力的影响［11］。基础实验和临床研究证实，FFR≤0.75提示狭窄能引起严重的缺血事件，FFR＞0.75则心肌缺血可能性非常小［12-13］。2012年和2013年FAME2研究分别指出，FFR指导的稳定性冠心病患者PCI效果优于冠状动脉造影指导及药物治疗［14］，且FFR指导的稳定性冠心病患者PCI长期随访效价比更高［15］。FFR的测定反映了心外膜冠状动脉狭窄对血流动力学造成的影响，而当有微血管病变时，由于冠状动脉无法获得最大血流，因而FFR的测定值无法真实反映微血管缺血情况。

CFR这一概念最早在1974年由Gould等［16］提出，主要是指在机体代谢需求增加时，冠状动脉血流增加的最大能力，即冠状动脉血流最大充盈时血流量与静息状态下血流量的比值（CFR=MBFpeak/MBFrest；注：MBF，心肌血流灌注，myocardial blood flow）。CFR反映了冠状动脉循环最大的血流储备能力，是冠状动脉循环功能的重要指标之一。冠状动脉循环主要由3种血管组成，包括传导血管、前微动脉及微动脉和毛细血管［17］。传导血管是指直径超过500 μm的心外膜血管，对冠状动脉血流的阻力很小，对冠状动脉循环的储备能力贡献不到10%。前微动脉是指直径100～500 μm的小动脉/前微动脉，而直径小于100 μm是微动脉及毛细血管。前微动脉及微动脉和毛细血管共同组成冠状动脉微循环，提供了冠状动脉循环90%的血流储备。在生理情况下，心肌代谢、耗氧量增加时，血管舒张，增加灌注血流。在病理情况下，当心外膜血管严重狭窄和（或）冠状动脉微循环出现问题时，冠状动脉循环系统灌注异常，从而产生胸闷、胸痛症状。然而，冠状动脉微循环在冠状动脉造影、计算机断层扫描血管造影（CT coronary angiograph，CTA）或者其他常规成像技术上并不能看到［18］，因此冠状动脉微循环障碍经常会被忽略。在冠状动脉微循环的评价方面，CFR的作用是FFR所无法替代的［19］。文献报道，FFR与CFR在冠状动脉功能评价情况下大约40%存在不匹配［20］。CFR的测量可有效用于冠状动脉生理功能的评价，在评价冠状动脉临界病变的严重程度、PCI术近远期效果和冠状动脉微循环等方面有重要作用。多因素分析显示CFR是预测临界病变患者临床事件的唯一独立危险因素［20］。

3 D-SPECT动态扫描可以定量分析测CFR

多普勒超声技术最早用于测定CFR， 通过测定冠状动脉的静息相和充血相时间平均峰值流速来计算，分为冠状动脉内多普勒超声技术、经胸多普勒超声技术和经食管多普勒超声技术，它们都有个共同存在的问题，就是多普勒技术测定的是血管横截面的流速，在药物注射期间血管横截面面积会变化而影响流速，导致最终测量比值不准确。心肌梗死溶栓治疗试验（TIMI）记帧法是一种评价冠状动脉血流的持续造影指标，即测定对比剂通过动脉的时间，提供血管内的平均流速，但其因注射对比剂，为有创性检查，具有一定风险［21］。

核技术是测定CFR的无创方法。心脏影像学检查，如正电子发射断层成像术（PET）、SPECT等，可以无创地评价节段和整个心肌的血流， 用来定量测定心肌血流和血流储备，并用于诊断冠状动脉疾病， 评估冠状动脉狭窄的严重程度和评价PCI术效果。近年来，无创性心脏影像学检查已成为冠心病诊断、治疗决策、危险分层及预后判断的重要手段，而SPECT已成为应用最广泛的无创检查方式，可从细胞水平早期反映心肌血供平衡，形象、直观、准确地反映出心肌缺损的位置、大小，评价心肌细胞活力［22-23］。

D-SPECT是新一代的SPECT，主要是用碲锌镉（cadmium zinc telluride，CZT）半导体取代了SPCET碘化钠晶体，除了可以完成常规心肌灌注显像外，还可以完成动态采集，即依靠CZT半导体的高时间分辨率、高空间分辨率、高敏感度等优势，及独有的靶向追踪技术，进行心脏动态采集，并可以通过心脏专用处理软件测得CFR，真正实现定量分析，使SPECT测量冠状动脉绝对血流量成为可能［24-25］。CFR可以整合心外膜动脉、前微动脉和微动脉的血流动力效应，对冠状动脉及心肌做出综合评价，为临床术前评估以及术后疗效评估提供可靠的依据［26-28］。

4 D-SPECT在心血管领域的优势

D-SPECT门控心肌灌注显像可以提供左心室功能的定量分析指标，包括舒张末期容积、收缩末期容积、左心室射血分数、局部室壁运动、室壁厚度和相位分析等，为心功能提供多方位的评估［29］。D-SPECT在心血管疾病中有以下作用：（1）冠心病心肌缺血的早期诊断；（2）冠状动脉危险分层；（3）估计心肌细胞活性；（4）心肌缺血治疗效果的评价；（5）心肌病和心肌炎的辅助诊断；（6）心功能的评估；（7）PCI术前筛选（确定罪犯血管， 为多支病变的手术方案提供参考），术后评估（若PCI术后CFR恢复不明显，需要排除微血管病变、内皮功能障碍、冠状动脉痉挛等可能）。因此，D-SPECT可为早期心肌缺血、支架置入术及冠状动脉旁路移植术后仍有反复胸闷、胸痛的患者，冠状动脉造影未见高度狭窄、冠状动脉造影阴性但心电图提示心肌缺血且有反复胸闷、胸痛的患者带来获益［30］。

D-SPECT和以往的SPECT相比有质的区别，它采用了全新的CZT半导体探测器技术，除了清晰度更佳（提升2倍），能更清楚地显示缺血及梗死心肌以外，辐射剂量极低（核辐射减少75%），检查时间仅需2～3 min（速度提高10倍），还能进行CFR测定，精准判定血流灌注情况［23，26，31］。当用来做参照的灌注最好心肌区域并不是正常灌注的心肌时，传统的心肌灌注断层显像可能低估冠状动脉病变的程度和范围，但D-SPECT在定量心肌血流量时不存在这一问题［32］。D-SPECT和PET都是利用核素进行示踪，以此显示心肌细胞能量代谢情况，在评价心肌灌注方面和心电图、超声心动图相比可以更早更精准地反映心肌缺血情况［33-35］。D-SPECT从影像学诊断趋势上真正做到了早期、无创、精准的检查，它可以准确地评估心肌的能量代谢，对患者进行危险分层，识别罪犯血管，指导治疗方案的选择［36-40］。

5 总结与展望

CFR的测定可以为冠心病的诊断和治疗方案的选择提供重要依据。冠状动脉造影提示管腔狭窄程度是不能准确反映CFR［41］，且冠状动脉造影为有创检查，故不能作为冠心病筛查的手段。无创精准的CFR测定是D-SPECT所独有的优势，是以往SPECT均无法实现的。D-SPECT通过评估冠心病患者心肌缺血和心肌存活，对其明确诊断，危险分层，指导治疗方案的制定和估测预后均有重要价值。此外，D-SPECT对指导个体化的冠心病治疗方案的制定有重要价值。这项技术真正实现了心脏核医学的智能、安全、高效、精准的发展目标。

分子影像最大的优势就是能够早期发现并预防，中国未来医疗的发展方向即趋向于以预防为主。随着人们生活水平的提高和健康意识的加强，及早治疗的重要性逐渐得到人们的关注和认可。D-SPECT带来了前所未有的速度和精准的定量分析功能，给临床带来了全新的体验和机遇。不久的将来，D-SPECT将更多地应用到心血管疾病的临床诊疗中，并随着CZT半导体制作工艺的改进，设备性能的不断提升，D-SPECT将给心脏核医学带来前所未有的发展机遇。