之前我们讨论过ECV的实现方法，参见：如何使用CT评价心肌纤维化（上）；如何使用CT评价心肌纤维化（中）。研究发现，心肌细胞外容积分数（ECV）可由CT延迟增强（CTDE）获得，与组织学和晚期钆增强磁共振成像（MRI）有良好的相关性。然而，ECV估计所需的碘对比剂量尚未确定。大多数研究中，用于计算ECV的碘对比剂的量从120 ml到137 ml不等，比冠状动脉CT血管造影（CCTA）所需的大得多。在以前的研究中，如此大剂量的对比剂可能是由于CTDE具有相对较低的对比噪声比。有研究报道称，在60公斤的患者中，需要以≥600mgI/kg的剂量（100ml 370mgI/ml的对比剂）注射碘对比剂，以获得疤痕组织和左心室腔之间的良好对比。然而，最近和正在进行的低千伏和双能量技术的进展可能允许以更低的对比剂剂量进行CT延迟强化（CTDE）。由于CT估计ECV通常与CCTA联合应用于临床，因此利用CCTA优化的对比剂剂量进行可靠的ECV估计是非常有意义的。
最近，来自日本的学者探讨了降低对比剂剂量进行心肌ECV评估的可行性。
该研究共有25名患者接受了方案A和方案B下的心脏CT检查。排除5名在两次扫描之间接受血管重建的患者后，研究人群由20名患者组成（15名男性；平均年龄66±9岁）。扫描间隔的中位数为5.1个月（四分位数范围为2.9-13.7个月）。12例先用方案A进行心脏CT检查，其余先用方案B进行检查。所有第二次心脏CT检查均根据临床需要进行。在第一次接受方案A的患者中，使用压力CTP进行第二次扫描以评估心肌灌注（n=6）或第一次扫描后症状恶化（n=6）。
所有检查均采用第三代双源CT系统（SOMATOM Force；Siemens Healthineers，Forchheim，德国）。
在方案A中，进行平扫CT、CCTA和CTDE。以0.84 ml/kg的碘对比剂（碘含量370mg/ml）作为获得CCTA的注射剂量获得CTDE。在方案B中，在平扫CT和CCTA之间的方案A中添加了需要40ml碘对比剂的负荷CT心肌灌注成像（CTP）。因此，方案B中的CTDE使用的造影剂比方案A多40 ml。在方案A和方案B中，均使用10ml对比剂来确定获取CCTA的时间（小剂量测试）。
方案A和方案B心脏CT研究的图像采集时间线。方案A中，以0.84 ml/kg的碘对比剂注射CCTA和10 ml的对比剂作为小剂量测试，获得CTDE。在方案B中，将需要40ml对比剂的负荷CT灌注成像添加到方案A中。因此，方案B中的CTDE比方案A的对比剂多40ml。
在CCTA后7分钟，采用穿梭扫描模式前瞻性心电图触发轴位扫描获得收缩末期（R波后250 ms）CTDE。管电压为80 kV，而管电流由自动曝光控制系统确定，质量参考mAs设置为580 mAs/80 kV。使用穿梭模式，在一次屏气期间获得3期图像序列，并用1 mm的层厚重建。然后使用容积灌注软件非刚性配准后的图像进行平均。使用与CTDE相同的设置获取CCTA前的平扫CT，但序列数量减少到1个。
计算ECV的公式如下：ECV=（ΔHUm/ΔHUb）⋅（1-Hct），其中ΔHUm和ΔHUb分别代表对比剂给药前后心肌和左心室（LV）血液Hounsfield单位（HU）的变化。
为了获得ΔHU，在一个第三方工作站上使用自动非刚性图像配准功能从CTDE图像中减去平扫图像。在心脏短轴上显示减影图像，并在手动确定心内膜下和心外膜下边界后，在测定16个AHA心肌节段。通过在LV腔中放置圆形区域（200平方毫米）来测量ΔHUb。因此，每个心肌节段都可以获得ECV。计算16个节段（包括局灶性延迟增强节段）的平均ECV。
研究发现方案A中CTDE的对比剂量明显小于方案B（346±43 vs 571±81 mgI/kg；P<0.001）。
7例患者36个节段出现局灶性延迟强化。在两次扫描中都可以观察到所有的延迟增强，在第二次扫描中没有出现或消失。平扫CT和CTDE的平均DLP分别为75±45 mGy∙cm和151±40 mGy∙cm。
在患者层面，使用方案A和方案B的平均ECV值分别为28.7±4.3%和28.7±4.4%，在节段层面分别为28.7±5.6%和28.7±5.4%。在患者（P=0.868）或节段水平（P=0.749），心肌ECV值无明显差异。方案A和方案B之间的ECV值在患者（r=0.942，P<0.001）和节段水平（r=0.838，P<0.001）之间存在显着相关性。Bland-Altman分析显示方案A和方案B之间存在轻微偏差（患者水平和节段水平的偏差为0.06%），95%的一致限（LOA）在患者水平为-2.9和3.0，在节段水平为-6.1和6.2。CoV在患者水平为5.2%，在节段水平为10.9%。
72岁女性ECV的CTDE和极图。方案A和方案B（箭头）均清楚显示前壁、侧壁和顶点的延迟增强。ECV的极图显示与延迟增强相对应的前、外侧节段的ECV值较高。使用方案A和B的总体ECV分别为34%和33%。
比较方案A和方案B的ECV值。患者和节段水平之间存在强线性相关（r=0.942，p<0.001）（r=0.838，p<0.001）。Bland-Altman曲线图，95%的LOA，显示方案A和方案B之间的ECV值一致。患者水平的平均差异为0.06%，95%的LOA为-2.9%和3.0%，节段水平的平均差异为-6.1%和6.2%。
在这项研究中，使用优化的CCTA对比剂剂量测量的整体ECV与使用多40ml以上对比剂测量的ECV非常一致。
一些磁共振研究已经评估了对比剂剂量对心肌ECV定量的影响。研究发现0.10 mmol/kg钆造影剂（二乙基三胺五乙酸钆）组的平均ECV测量值略高于0.15 mmol/kg或0.20 mmol/kg对照组，但0.15 mmol/kg和0.20 mmol/kg对照组之间的差异不显着。还描述了接受低对比剂的健康受试者的较高心肌ECV值（gadobutrol，0.1 mmol/kg vs 0.2 mmol/kg）。推测在较低对比剂剂量下ECV值较高的原因可能是由于肾清除速度相对快于钆的分散而缺乏平衡。
碘对比剂也显示细胞外分布，和药代动力学类似于钆剂。此外，碘对比剂的分子量与钆剂相似（即非离子单体碘对比剂为777-821，钆剂为559-754）。但是，碘剂的分子浓度明显大于钆剂。例如，上述研究中，用于CCTA的0.84ml/kg iopamidol 370对应于0.82mmol/kg的分子浓度，比用于MRI的基于钆的对比剂的量多4倍以上。因此，CTDE可以可靠地实现心肌与血液的动态平衡。尽管对比剂给药方案不同，方案A和方案B之间的间隔相对较长，但估计的ECV非常相似（患者层面的CoV为5.2%），这意味着CT测量ECV的稳健性。作者称无法确定以往任何关于CT估计ECV的重测重复性的报告，但以往MRI研究中ECV的CoVs在6.4%到12.98%之间。
与MRI相比，CT测量ECV有几个优点。首先，心脏CT数据本质上是三维的，而全心脏ECV衍生的三维方法可能会提高ECV的可重复性。其次，心脏磁共振成像通常需要较长的检查时间（45-60分钟），心脏磁共振成像的整个心脏ECV需要18-20次屏气。另一方面，心脏CT检查时间相对较短（15-30分钟），心脏CT估计全心ECV仅需少量屏气。对于屏气困难的患者，平扫CT和CTDE之间的错配的机会减少。此外，使用双能量技术，ECV测量仅在CTDE的碘图上进行，没有平扫CT。
双能量ECV评估
Abadia A F, van Assen M, Martin S S, et al. Myocardial extracellular volume fraction to differentiate healthy from cardiomyopathic myocardium using dual-source dual-energy CT[J]. Journal of Cardiovascular Computed Tomography, Sep 23.
使用双能量数据进而单能量数据进行图像重建的示意图概述。黑色箭头表示用于DECT/SECT-ECV计算的数据集，橙色箭头表示用于确保最佳ROI位置的图像。
van Assen M, De Cecco C N, Sahbaee P, et al. Feasibility of extracellular volume quantification using dual-energy CT[J]. Journal of cardiovascular computed tomography, , 13(1): 81-84.
研究主要限制：首先，研究人群很小，扫描间隔是可变的（间隔范围为0.9-23.3个月）。然而，没有病人表现出身体习惯或红细胞压积的实质性变化。第二，没有进行组织学或磁共振检查。第三，仅使用第三代双源CT扫描仪。有必要进一步研究使用其他扫描仪以低对比剂剂量测量ECV的可行性。第四，虽然减少了平扫CT与CTDE之间的错配机会，但A、B两种协议中的图像错配问题都不容忽视，这可能是段水平95%LOA范围相对较宽的原因。
总之，通过优化CCTA的对比剂剂量，可以获得可靠的ECV估计。尽管不同的对比剂给药方案和剂量，由两种方案计算的ECV值显示出良好的一致性，表明CT估计ECV的稳健性。
文献原文：Takafuji M, Kitagawa K, Nakamura S, et al. Feasibility of extracellular volume fraction calculation using myocardial CT delayed enhancement with low contrast media administration[J]. Journal of Cardiovascular Computed Tomography, Feb 15. pii: S1934-5925(19)30198-4.
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