作者：任泰林，王若楠，吴秋岩，唐逊，李思进，山西医科大学第一医院核医学科

心血管疾病在我国城乡居民疾病死亡构成比中占首位，平均每5例死亡中就有2例死于心血管疾病。门控心肌灌注显像（G-MPI）是公认的检测心肌缺血的“金标准”，并可同时准确评估心肌室壁运动等心功能参数。缺血心肌如果在1 h内未恢复足够的血流灌注将逐渐发生心肌梗死；而当缺血时间较短时，心肌可通过降低舒张及收缩功能抵抗血流灌注减少而避免发生梗死，表现为室壁运动减弱和进一步的左室射血分数（LVEF）降低。因此，心血管系统在受到缺血等打击而引发心脏结构及功能损伤时，室壁运动等局部心功能参数可能较血流灌注和整体心功能参数更为灵敏，与超声心动图、冠状动脉CT血管成像及心脏磁共振（CMR）等无创性检查方法相比，G-MPI可同时准确评估心肌血流灌注和室壁运动情况，因此，对心血管疾病患者的早期诊断、治疗方案指导及预后评估具有重要应用价值。

室壁运动定义为舒张末期和收缩末期间隔期间心内膜表面点的绝对位移，G-MPI可通过市面上的雪松西奈医学中心（QGS）等自动化计算机软件包对左心室室壁运动情况进行半定量分析，并得出17 个心肌节段的室壁运动评分（0~5分评分法）：［0=正常，1=轻度（可疑）运动减弱，2=中度运动减弱，3=重度运动减弱，4=无运动，5=矛盾运动］，该结果与专家视觉评分高度相关且具有良好的可重复性。

随着心脏专用SPECT、采集方案、图像重建算法及人工智能的发展，临床工作中对G-MPI室壁运动的应用价值的认识也得到了很大提高，附加分析室壁运动对于缺血性心脏病为主的心血管疾病的早期诊断、风险分层、预后评估具有重要意义。然而，人工智能在核心脏病学中的应用研究也面临着样本数据采集标准化不足以及模型构建欠佳等挑战。本文就以上相关研究展开综述，简要探讨其应用中存在的局限性及发展方向，旨在促进心血管疾病的精准诊疗。

1. 门控心肌灌注显像室壁运动在缺血性心脏病中的应用

目前国内患有冠心病（CAD）的人数超过1100万，并且根据预测患者数量将会继续快速增长。冠状动脉造影（CAG）被公认为是诊断阻塞性CAD的“金标准”，可直观显示冠状动脉解剖状况并评估血管狭窄范围和程度，但不能评估血流动力学变化且为有创性检查。心肌在静息与负荷状态下的供血需求不同，病变狭窄的冠状动脉与正常血管在两种状态下的血流差异会显著增加，对比分析静息及负荷MPI图像可实现无创性评估心肌缺血，且G-MPI 能够同时准确评估室壁运动等心功能参数，两者互为补充，不可替代。

1.1 在阻塞性冠心病中的应用

G-MPI参考左心室内的最大示踪剂摄取量以生成左室相对灌注数据，在严重三支血管病变的CAD患者中，SPECT MPI会因心肌均衡性缺血，缺乏对比而导致心肌血流灌注出现假阴性而低估疾病范围和严重程度。有学者在对多支血管病变的CAD患者行G-MPI发现，灌注信息联合局部室壁运动异常（RWMA）检测多支血管病变的敏感性显著高于单独的灌注信息，且特异性无显著差异。

有研究分析了255 例具有负荷试验禁忌证的CAD患者的SPECT MPI，结果发现静息灌注联合室壁运动可提高对阻塞性CAD的诊断敏感性，同时有助于识别多支血管病变。对SPECT MPI中多支血管病变所致均衡性缺血的诊断在临床实践中一直被认为是一项具有挑战性的任务。在血流灌注基础上联合相应室壁运动情况可有效识别均衡性缺血并弥补半定量心肌灌注评估技术上的不足，为MPI 通过相对血流灌注信息诊断冠状动脉多支病变提供了新思路。

G-MPI室壁运动异常在CAD预后评估中的价值已有报道。缺血心肌节段数和负荷状态下RWMA是包括心源性死亡、非致死性心肌梗死、不稳定型心绞痛以及早期或晚期冠状动脉血运重建在内的心血管不良事件（MACE）的最强预测因子，RWMA可为单独灌注数据预测MACE提供显著增益价值，并且在LVEF≥45%的患者中，RWMA是预测心源性死亡唯一的G-MPI左室功能参数。

室壁运动参数为评估CAD患者预后提供了新视角，帮助把握防治时机，更有助于指导CAD的临床治疗和疗效随访。在临床工作中，衰减伪影是导致MPI 灌注缺损假阳性的最常见原因。比如男性膈肌、女性乳腺组织以及肥胖患者可因γ光子被吸收而出现MPI下壁或前壁血流灌注稀疏或缺损，并且当负荷和静息MPI采集体位保持一致时，可表现为类似于心肌梗死的固定性灌注缺损，对准确评估患者心肌缺血情况造成困难。

CT在过去20多年中被广泛用于MPI衰减校正。然而研究发现使用CT进行衰减校正虽可改善右冠状动脉区域灌注评估的特异性，但会降低左前降支区域的特异性，且对乳腺伪影的校正效果较差。既往一项对551 例可疑CAD患者行静息及负荷G-MPI分析发现，在出现固定性灌注缺损的患者中，有心梗证据者，96%有对应区域RWMA；而无心梗证据者，77%相应区域室壁运动表现为正常，并且发现结合室壁运动分析MPI可将灌注缺损假阳性率从14%降低到3%。

有研究发现，在固定性灌注稀疏或缺损且有心肌梗死病史患者中，97%伴有相应区域室壁运动异常；而在无心梗病史的患者中，64%相应区域室壁运动正常，且灌注稀疏或缺损部位大部分位于男性的下壁和女性的前壁。结合相应室壁运动信息可有效识别MPI中疑似衰减伪影所致的固定性灌注缺损并具有较高的临床应用价值，有望成为对现有的CT衰减校正的有效补充，但其对心肌缺血所致的可逆性灌注稀疏或缺损与衰减伪影的鉴别价值有限，仍需要克服当前应用的局限性。

既往研究已经证实有大量存活心肌的缺血性心力衰竭患者更可能从血运重建中获益。一项基于缺血性心力衰竭患者的G-MPI和18F-FDG PET心肌代谢显像研究发现，室壁运动和增厚评分在检测心肌活力方面可为心肌灌注信息提供增量价值，提示同时参考室壁运动及增厚等局部心功能参数有助于更好地区分缺血性心力衰竭患者的冬眠与瘢痕心肌，从而更好地指导血运重建并改善治疗结果。目前PET心肌代谢显像费用昂贵，使用G-MPI 室壁运动和增厚等功能参数联合灌注评估心肌活力，可能会缩短诊断程序并节省医疗费用，在没有条件进行18F-FDG PET 心肌存活显像的单位，可作为评估心肌活力的替代方法。

1.2 在非阻塞性冠心病中的应用

临床中因疑似缺血症状而接受CAG的患者中约60%未发现阻塞性冠心病，被称为缺血和非阻塞性冠状动脉疾病（INOCA）。该类患者的预后曾被认为可能是良性的，但已有Meta分析表明INOCA与不良预后相关。有研究对167 例INOCA患者行G-MPI 发现，MPI 结果对患者的长期预后评估效力超过了CAG，而两种检查的联合可更准确地进行风险分层。

另有学者在对506 例疑似CAD患者行碲锌镉（CZT）-SPECTMPI后发现，MPI结果异常的INOCA患者MACE发生率较高，生存率更低，且预后与阻塞性CAD 患者相似。目前G-MPI 评估的室壁运动异常在INOCA患者中的相关应用研究尚未见报道，但其在阻塞性CAD患者的风险分层及预后评估中展现出巨大应用价值，为未来多角度精准评估INOCA患者预后提供了发展新思路。

2. 门控心肌灌注显像室壁运动在心肌疾病中的应用

扩张型心肌病（DCM）是仅次于缺血性心肌病的最常见心力衰竭病因之一，是全球心脏移植最常见的适应症，10年生存率不足60%。DCM患者出现RWMA的病理生理机制尚不清楚。先前研究认为，心肌室壁变薄而引起的部分容积效应、心肌细胞损伤引起的血流灌注减低以及心肌纤维化，可能是引起RWMA 的机制。

目前，影像学检查获得的常规左室功能参数对评估DCM的预后价值有限，迫切需要新的参数来预测DCM患者的预后。有学者分析了81例DCM患者的G-MPI发现，在DCM的早期阶段，室壁运动评分在检测心肌损伤方面的敏感度高于LVEF。在临床数据和常规左室功能参数的模型上添加室壁运动评分，可为预测DCM患者心源性死亡提供增量价值。因此对于DCM患者，除常规的临床指标外，诊疗过程中附加分析室壁运动有助于提示干预时机并评估患者预后以指导治疗。肥厚型心肌病（HCM）是最常见的单基因心血管疾病。

HCM患者可能由于微血管功能障碍或机械性流出道梗阻等原因出现心肌供血不足，借助G-MPI可准确评估HCM患者是否存在缺血及其严重程度。有学者对34 例HCM患者行13N-NH3 PET MPI 发现，LVEF 储备异常患者的负荷SMS显著高于LVEF储备正常者。另有报道HCM患者在接受间隔心肌消融术后部分心肌室壁运动较术前显著减弱。

心肌病患者随着疾病的进展，会逐渐出现室壁运动功能上的改变。目前对小样本的临床数据研究初步证实了G-MPI 获得的心肌室壁运动参数可能在DCM和HCM患者的预后评估方面具有一定潜能，然而关于高血压性心肌病及糖尿病心肌病的相关研究较少，期待未来更多的前瞻性、多中心和大样本数据的研究以探索G-MPI室壁运动在高血压性心肌病等各类心肌病中的应用价值。

3. 门控心肌灌注显像室壁运动在肿瘤治疗相关心脏病中的应用

不同肿瘤患者使用的各类化疗靶向药物、免疫抑制剂以及接受的放疗等在治疗过程中可能会诱导产生心脏毒性，其症状表现通常较晚并不可逆转，最终对患者产生心血管疾病负担。随着癌症患者生存率的提高，治疗获得的生存收益可能因心脏毒性所致MACE而抵消。因而，早期诊断、检测并及时干预肿瘤治疗相关心脏毒性并具有重要意义。有研究发现食管癌患者在放疗期间的左心室整体功能参数没有出现显著变化，而室壁运动却表现出不同程度的减弱。

一项小样本的乳腺癌患者放疗后MPI结果提示放射性心脏损伤的早期灌注改变可能并不明显。此外，一项基于13N-NH3 PET的动物实验研究报道，室壁运动和增厚等局部心功能参数较LVEF等整体左室参数对早期放射性心脏损伤更为灵敏。以上研究提示室壁运动情况在早期探测放射性心脏损伤方面比血流灌注及LVEF等整体功能参数更具潜力，但放疗引发的室壁运动减弱的潜在机制至今仍未明确。

一项对28 名不同类型的肿瘤患者在化疗中期和末期行SPECT MPI 的研究发现，在化疗中期只有室壁运动及室壁增厚率出现显著减弱或降低，而LVEF等左室整体功能参数直至化疗末期才出现显著下降。心肌室壁运动等局部心功能参数在早期提示肿瘤治疗相关心脏毒性方面较传统的整体功能参数及血流灌注更具优势，可更好地指导临床治疗计划，减少肿瘤治疗相关副作用，使患者治疗生存收益最大化。但肿瘤治疗所致心脏损伤因素复杂，目前其具体损伤机制尚未阐明，值得进一步探究。

4. CZT-SPECT评估室壁运动

过去十年中，带有CZT晶体的像素化固态探头的心脏专用扫描仪已应用于临床实践中，它采用了新的超快图像采集方法和改良的专用三维迭代重建算法重建图像。心脏专用CZT相机可在缩短采集时间为传统SPECT的20%的同时提升图像质量及提高患者的检查舒适度，有效避免了因身体不适而产生的运动伪影；并且心脏专用CZT相机因其更高的光子灵敏度可减少显像剂的注射剂量，以降低患者的辐射暴露。

研究发现，CZT-SPECT与CMR测得的室壁运动相关性良好，两种技术间一致性较高，且与运动幅度无关。两种方法测得的RWMA均能明显识别心肌纤维化瘢痕节段，且两种方法之间未发现显著差异。此外，CZTSPECT对评估室壁运动的一致性优于壁增厚，因其会低估局部室壁增厚率，且测量的误差会随着室壁厚度的增加而增加，因此在使用CZT-SPECT评估左心室局部功能时，室壁运动可能比室壁增厚更有意义，尤其是在左心室肥大患者中。

一项关于50 例患者的CZTSPECTMPI 研究报道，以CMR为参考标准，发现负荷CZT-SPECT测得的局部室壁运动在左前降支、左回旋支及右冠状动脉区域的ROC曲线下面积分别为0.87、0.82和0.93，提示负荷CZT-SPECT测得的RWMA对多支血管病变的CAD患者的诊断可能会提供增益价值。

CZT-SPECT的应用在降低患者辐射暴露和减少扫描时间的同时提高了图像质量，但目前CZT-SPECT较明显的缺陷是缺乏内置衰减校正而对衰减伪影的精准识别具有局限性。结合多体位成像虽可作为评估衰减伪影的补救方案，但会因此增加检查时间而减小该技术的效率优势，因此结合局部室壁运动评估对于识别衰减伪影仍具有重要意义。

5. AI赋能室壁运动评估

近年来，随着高端、多模态医学影像设备更新迭代，基于AI 的计算机辅助图像分析和处理的需求日益凸显，大多数AI都可以归类为基于特征分析的机器学习或基于图像的深度学习技术。在临床实践中对患者MPI心功能参数的解释需要结合临床资料，这在很大程度上依赖医师经验。AI在核心脏病学中的首批应用是图像数据的分割和对阻塞性冠状动脉疾病的诊断。

当前已有报道研究端到端全卷积神经网络可在无须人工干预的情况下快速描绘左心室的心内膜和心外膜表面来完成左心室分割，该方法有望成为精准量化局部心肌室壁运动情况的基础。有学者开发了一种深度学习模型用以评估局部室壁运动，该模型可在30 s内生成判读结果，并且对每个节段及每个血管区域诊断的ROC 曲线下面积和准确度均高于人工视觉评估结果。

另有学者开发了一种基于SPECT MPI 的冠状动脉疾病深度学习模型，其可根据负荷心肌灌注、室壁运动及增厚、左心室体积以及临床信息从而评估阻塞性CAD的可能性，且该模型的诊断准确性显著超过标准定量分析。核心脏病学涉及大量成像数据的采集和分析以实现准确的个性化诊断和预后风险预测，但目前的研究由于缺乏与临床和影像医师的紧密联系，研究的样本数据可能存在采集不规范等问题而对模型构建产生影响。未来应提高诊疗标准化并对模型构建进行优化，期待AI 等新技术改进和扩展现有的核心脏病学应用，并从图像采集、重建及定量到临床解释和报告解读等各个方面实现对各类心血管疾病的精准诊疗。

来源：任泰林,王若楠,吴秋岩,等.门控心肌灌注显像室壁运动在心血管疾病中的应用进展[J].分子影像学杂志,2025,48(03):379-384.