冠状动脉CT血管造影（computed tomography angiography, CTA）已发展成为一种应用广泛、无创性的影像学检查工具，可诊断冠状动脉管腔狭窄且准确率高。尽管冠状动脉CTA评估冠状动脉狭窄程度有一定优势，但它不能确定冠状动脉狭窄与血流动力学的相关性^[1]。心肌灌注成像（myocardial perfusion imaging，MPI）提供了冠状动脉狭窄血流动力学的信息。目前临床可进行MPI检查的设备有SPECT、超声心动图、MRI和PET。SPECT的应用较常见，但因其空间分辨率低和软组织衰减伪影降低了诊断的准确率^[2]。双源CT双能量MPI的优势在于可“一站式”获得冠状动脉狭窄的信息和心肌灌注的功能学信息。

CT心肌灌注的直接评价技术可分为静态CT-MPI和动态CT-MPI^[3]。由于静态CT-MPI是早期心肌衰减一个快照，其评估的是心肌内的碘分布而不是血流灌注情况，所以又称为静态心肌血池成像，其可以准确评估心肌内的碘分布。在早期，单源CT的静态CT-MPI是基于CT值的衰减来定义心肌的碘分布，诊断准确率低。双源CT双能量模式的采集法通过心肌内碘分布图提供了对心肌内碘的直接定量评估，进而能够评估心肌供血情况^[4-5]。

1 成像原理

目前能进行双能量CT-MPI检查的设备大致分为两类：单源瞬时快速管电压切换CT和双源CT^[6]。前者能通过单个球管在超短时间内（< 0.5 ms）快速切换管电压而获得高、低能X射线（140、80 kV）；后者将2套X线球管和2套探测器安装在同一机架，两套球管相互独立，X线源探测器只需要旋转90°就可以采集完成图像重建所需180°的投影数据。第三代双源CT的时间分辩率达66 ms，这样的时间分辨率不需要控制心率即可完成冠状动脉成像。一次扫描中两个球管分别以不同的管电压（高能140~150 kV、低能80~100 kV）产生X射线进行CT双能量成像。心脏扫描视野由第一代双源CT的26 cm增加到第三代双源CT的35 cm^[7]。双源CT双球管具有同时发射两种不同能量X射线的方式，对消除成像事件的前后差异具有优势，图像匹配更精准。双源CT具有特有的光谱信号，能区分人体不同组织。这种特性能够显示心肌内的碘图分布，可直接反映组织内碘浓度的差异，并可定量测量组织内对比剂浓度，从而反映心肌灌注即心肌血容量的水平。

2 扫描方法及图像采集 2.1 扫描方法

第三代双源CT双能量扫描参数：准直2 mm×96 mm×0.6 mm，z-飞焦点方法采集层厚2 mm×96 mm×0.6 mm，转速250 ms。A管电压100 kV，管电流84~100 mAs；B管电压140 kV，管电流76~88 mAs。将2个球管扫描产生的2组原始数据进行重建，层厚0.75 mm，重建间隔0.4 mm，卷积函数值BV36，单幅图像矩阵512×512，将得到的原始高、低能数据进行处理后得到4组数据：140 kV、100 kV、平均加权图像（30%CT值信息来自100 kV序列数据，另外70%来自140 kV序列数据），碘图将高、低能量图的优势相结合，能够较清晰地显示心肌灌注缺损^[8]。

2.2 图像采集

双源CT双能量心肌血池成像包括静息、负荷和延迟增强扫描3部分。双源CT双能量心肌灌注有3种不同的方法：静息、静息-负荷、负荷-静息。静息扫描图像从冠状动脉CTA图像获得，因此不需要额外的采集时间或辐射。由于第一次扫描没有对比剂干扰，采集图像更清晰，所以先进行的负荷扫描可以提高心肌缺血的诊断灵敏度，防止随后发生灌注减低的假象。但另一方面，先进行的静息扫描可以避免不必要的负荷扫描，因为冠状动脉CTA显示没有或有轻度病变的冠心病患者，可以不需要进行负荷扫描。延迟相的数据采集一般在其他相数据采集后的5~10 min进行。

3 应用研究

双源CT双能量MPI自提出以来一直是各国专家研究的热点，分别以SPECT、有创性冠状动脉造影及MRI-MPI为标准，进行双能量MPI准确率的研究。

应用双源CT对冠心病患者的冠状动脉狭窄情况和心肌灌注情况进行评价，并与冠状动脉造影以及SPECT的MPI进行比较，研究结果表明，其检测心肌缺血具有较高的准确率^[4]。2010年，Zhang等^[9]进行动物实验并以组织病理学为参考标准，结果证实心肌双源CT双能量成像显示每节段心肌梗死具有较高的灵敏度和特异度。使用双源CT双能量进行腺苷负荷心肌灌注扫描时，正常冠状动脉血流量明显增加，而病变区冠状动脉血流量不能相应增加或减少，使得静息状态下显像正常的病变冠状动脉血流供应区得以显示。2011年，Ko等^[10]已证实，腺苷负荷双源CT双能量可以识别冠心病患者心肌应激诱发的心肌缺血。有学者认为，腺苷负荷CT双能量心肌血池成像检测心肌缺血的灵敏度和特异度都较好，但进一步要克服的问题是减少伪影并提高诊断的灵敏度^[11]。另外，通过腺苷负荷双源CT双能量碘图定量分析有助于区分健康和缺血或坏死心肌^[12]。与CTA相比，双源CT双能量MPI和CTA联合应用可以明显提高冠状动脉疾病诊断的准确率^[13-14]。目前认为双源CT双能量加常规CTA有助于提高急性心肌梗死的检出率^[15]，通过建立动物模型也同样验证了双源CTA双能量是冠状动脉评估的最有价值的方法之一^[16]。对于双源CT双能量心肌血池成像灵敏度和特异度的文献报道归纳见表 1。

Bamberg等^[18]对38例确诊为冠心病的患者行负荷双能量动态CT-MPI，结果表明CT的诊断准确率高于MRI。双源CT双能量检测急性胸痛的灵敏度和特异度分别为93%和99%，与组织病理学检查结果有较好的一致性。Ko等^[19]对100例冠心病患者行动态CT双能量MPI，其灵敏度和特异度分别为89%和74%。有研究表明，双能量CT比单能量CT有更高的时间分辨率，可避免由使用β-受体阻滞剂引起的对心肌灌注的潜在影响。Rochitte等^[20]的研究是迄今为止对CT-MPI进行的样本量最大的研究，比较了381例患者在合并SPECT和侵入性冠状动脉造影术中获得的静态CT-MPI的诊断性能，研究结果表明冠状动脉CTA联合CT灌注成像进行冠心病诊断的准确率较高。赵瑞平等^[21]以5只猪心肌梗死模型为实验对象，应用第二代双源CT“一站式”扫描得到的心肌灌注碘图，证实第二代双源CT双能量心肌灌注“一站式”扫描可以准确得到猪急性心肌梗死模型的冠状动脉图像及心肌灌注图像。孙凯等^[22]以7只小型猪制作急性心肌梗死模型，行冠状动脉造影及双能量模式CTA和MPI，研究结果显示，第二代双源CT双能量心肌灌注显像可“一站式”获得心肌灌注和CTA图像，进一步提高了心脏CT检测心肌梗死的准确率，且有效辐射剂量低。韩瑞娟等^[23]对40例可疑心肌梗死患者用双能量心肌灌注碘图评价心肌梗死的灵敏度和特异度分别为85.0%和93.0%，证实第二代双源CT双能量“一站式”心肌灌注碘图联合冠状动脉CTA检测心肌梗死的准确率高，有效辐射剂量低，具有极大的临床应用潜能。

4 不足与展望

随着缺血性心脏病发生概率的不断增高，双源CT双能量心肌血池成像能在不控制心率的前提下进行检查，对冠心病、心肌梗死的诊断和冠状动脉支架术后的血流灌注情况的评估都有重要的临床意义，分析心肌活性可早期明确可逆性心肌缺血病变，可明确灌注缺损区域位置、大小、缺血程度、血流灌注情况等信息，为临床诊断、评估缺血性心脏病预后提供了更全面的信息。有文献报道，正确的采集时间为主动脉根部CT值达100 Hu后的6~18 s^[24]，但是仍有可能错过对比剂浓度峰值时间，且对比剂浓度峰值时间受心脏输出量及对比剂注射速度等因素的影响，如未能在最佳采集时间对患者进行扫描，可导致灌注缺损的检出率下降。其次，理论上双能量CT碘图能够对心肌节段的碘含量进行量化，达到定量评估心肌灌注的目的，由于存在线束硬化伪影且灵敏度较低^[11]，其可靠性有待于进一步研究。另一方面，高辐射剂量和碘化造影剂的安全性问题是CT-MPI的缺点，有待进一步的技术开发和协议优化改进。

2014年推出的第三代双源CT即FORCE CT，时间分辨率达66 ms，以737 mm/s的进床速度和Turbo Flash扫描模式实现了0.13 s心脏成像，速度较以前的Flash双源CT的0.25 s提高了近1倍，结合新一代迭代重建算法（ADMIRE）的使用，大大降低了辐射剂量，具有明显的优势。FORCE CT低辐射剂量双能量MPI可“一站式”完成冠状动脉形态学和心肌灌注及心功能检查，实现无创性评估狭窄冠状动脉在解剖学、功能学、心肌微循环灌注的多模态影像学成像。然而，目前国内尚未见关于FORCE CT双能量心肌血池成像的研究，值得进一步探索。

利益冲突 本研究由署名作者按以下贡献声明独立开展，不涉及任何利益冲突。

作者贡献声明 吕宇航负责论文的撰写；孙凯负责命题的提出、论文的审阅。