核医学
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第二节 存活心肌显像

存活心肌是指在心肌发生缺血后,心肌细胞尚未死亡,但可伴有其功能下降,当血运重新建立或恢复后,这部分心肌细胞功能可以逐渐恢复。准确评价心肌的存活状况,对于指导临床选择适宜的治疗方案具有重要的意义。
心肌发生缺血后,心肌细胞的损害可表现为以下三种情况:一是心肌坏死(necrosis myocardium),系不可逆性的心肌损害;二是冬眠心肌(hibernating myocardium);三是顿抑心肌(stunned myocardium)。冬眠心肌和顿抑心肌为存活心肌,在血供恢复后功能可部分或全部恢复。
核医学评价存活心肌的方法包括 18F-FDG葡萄糖心肌代谢显像、脂肪酸代谢显像和 201Tl心肌显像等,其中, 18F-FDG PET心肌代谢显像被认为是判断存活心肌的“金标准”。
一、18F-FDG存活心肌显像
(一)原理
在空腹状态下,正常心肌细胞以脂肪酸代谢为重要能量来源,缺血心肌则以葡萄糖酵解的方式获取能量,此时通过 18F-FDG显像,缺血心肌就会有明显的摄取;在进餐后,血浆葡萄糖和胰岛素水平上升,脂肪酸水平下降,此时,正常心肌细胞和缺血心肌细胞均以葡萄糖作为主要的能源物质。此时,通过 18F-FDG显像,正常心肌和缺血心肌均会有摄取。通过心肌灌注显像了解心肌缺血状况,再结合 18F-FDG显像评价缺血心肌的糖代谢情况,可以明确缺血心肌是否存活。
(二)方法
18F-FDG代谢显像,多采用糖负荷法:受检者空腹至少6小时后,测定血糖浓度,根据血糖浓度以及是否合并糖尿病等,口服一定量的葡萄糖(25~75g),45~60分钟后再次测定血糖浓度,目的在于提高葡萄糖浓度和胰岛素水平,将血糖控制在7.7~8.9mmol/L之间,以增加心肌对胰岛素的敏感性,从而使存活心肌充分摄取FDG。静脉注射 18F-FDG 370MBq(10mCi)30~60分钟后利用PET或具有符合线路功能的SPECT进行断层图像采集,经计算机处理,获得与心肌灌注显像相一致的短轴、水平长轴和垂直长轴图像并与心肌血流灌注图像进行对比。
心肌灌注显像,可以采用 82Rb、 13NH 3心肌灌注PET显像。受条件所限,国内临床上多采用 99mTc-MIBI SPECT 静息心肌灌注显像。
(三)影像表现
心肌 18F-FDG代谢显像与心肌灌注显像对比分析,一般可分为以下两种情况:①灌注-代谢不匹配:是指心肌灌注显像呈放射性摄取减低/缺损节段,在 18F-FDG代谢显像时具有 18F-FDG的摄取,提示局部缺血心肌细胞存活(图3-2-1);②灌注-代谢匹配:是指心肌灌注显像呈放射性摄取减低/缺损节段, 18F-FDG代谢显像时没有 18F-FDG摄取,仍然表现为放射性摄取的减低或缺损区,提示局部为非存活心肌细胞(图3-2-2)。
二、201Tl存活心肌显像
(一)原理
201Tl的生物学特性与K +类似,首次通过心肌的摄取率约85%,借助心肌细胞膜上Na +-K +-ATP酶以主动转运机制被心肌细胞摄取,心肌细胞对 201Tl的摄取不仅与局部心肌血流量呈正相关,也是存活心肌细胞的标志。静脉注射 201Tl后 5~10分钟,正常心肌摄取量即达平衡,而缺血心肌摄取减少,心肌局部显像剂分布稀疏、缺损。此后,由于正常心肌细胞清除 201Tl明显快于缺血心肌细胞,在3~4小时或者是24小时进行延迟显像时,可见稀疏、缺损区有显像剂“再分布”,据此诊断心肌缺血,而梗死心肌则无“再分布”。
图3-2-1 灌注-代谢显像不匹配
99mTc-MIBI血流灌注显像示左室下壁灌注缺损, 18F-FDG代谢显像示缺损区FDG摄取正常,灌注/代谢显像表现为不匹配,提示局部为存活心肌
图3-2-2 灌注-代谢显像匹配
99mTc-MIBI血流灌注显像示左室室间隔近心尖和心尖部灌注缺损, 18F-FDG代谢显像示缺损区内未见明显FDG摄取,呈灌注/代谢显像匹配表现,提示局部为非存活心肌(圆圈处)
(二)方法
201Tl 负荷/静息(再分布)/延迟法:负荷试验达到高峰时静脉注射 201Tl 111MBq(3mCi),20分钟后采集负荷心肌SPECT影像,注射3~4小时后采集静息(再分布)心肌SPECT影像,也可根据需要再行延迟24小时心肌显像。
201Tl再注射法:按照常规负荷/延迟法,在完成静息(再分布)采集后,如原负荷图像上的缺损区在静息图像上无再分布,即刻再注射 201Tl 37MBq(1mCi),15分钟后行再注射显像。
硝酸甘油介入 201Tl显像法:常规负荷—延迟(再分布) 201Tl心肌显像后,进行硝酸酯类介入试验,给患者舌下含化硝酸甘油片0.5~1.0mg,监测血压、心率和ECG变化,达到预期介入效果时,再注射 201Tl 37MBq(1mCi),之后30分钟进行第三次图像采集。
(三)影像表现
201Tl负荷图像上表现为灌注缺损,再分布图像、延迟图像或介入试验后图像上有填充(不低于20%),即提示为可逆性缺损,提示冠状动脉血流已经明显不足,但心肌细胞仍然存活(图3-2-3)。
图3-2-3  201Tl负荷-静息-延迟图像判断存活心肌
201Tl负荷图像示左室侧壁、侧壁近心尖、下壁局部血流灌注稀疏缺损,静息图像示上述区域血流灌注改善,延迟24小时图像示上述区域进一步改善,提示局部为缺血存活心肌
三、基于病例的实战演练
冠心病心肌活力的评价
【病例1】
(1)病史摘要:
患者,男,71岁。12年前出现胸痛症状,持续不能缓解,诊断为“急性心肌梗死”。予以溶栓治疗后症状好转。后持续规律服用阿司匹林、硝酸酯类药物4~5年,偶有胸痛症状。约3个月前出现胸闷症状,伴乏力,静息状态下亦有出现,当地医院心超提示左室前壁节段性运动异常,左室心尖部室壁瘤形成,左室舒张功能减退,行冠脉造影提示前降支近端完全闭塞,回旋支斑块浸润,右冠脉斑块浸润,予以抗血小板调脂扩管等治疗后。现为明确存活心肌情况行静息 99mTc-MIBI SPECT心肌灌注显像及 18F-FDG PET心肌代谢显像。
(2)检查方法:
首日在静息状态下静脉注射 99mTc-MIBI 925MBq(25mCi),90分钟后行SPECT心肌断层显像。次日患者禁食6小时后测血糖在规定的范围。静脉注射 18F-FDG 259MBq(7mCi)30分钟后PET心肌代谢显像。心肌灌注显像与代谢图像对比分析(图3-2-4)。
(3)影像表现
1)静息 99mTc-MIBI心肌灌注显像:左室前壁近心尖、心尖、室间隔近心尖处及下壁近心尖处表现为放射性缺损区,对应的缺损区部分具有 18F-FDG摄取,提示缺血区域部分具有存活心肌(单数排为 99mTc-MIBI心肌灌注图像,双数排为 18F-FDG代谢图像)。
2)定量分析结果显示,心肌缺损占左心室面积的32%,其中占前降支供血区域的51%,左旋支供血区域的1%,右冠状动脉供血区域的5%。在心肌灌注缺损区中,62%的面积具有糖代谢,提示心肌具有活力。这些活力心肌占前降支缺血区域的56%,左旋支和右冠状动脉缺损区域的100%。
(4)诊断意见:
左室前壁近心尖、心尖、室间隔近心尖处及下壁近心尖处心肌缺血,对应的缺损区62%为存活心肌,38%为非存活心肌。
图3-2-4  99mTc-MIBI静息心肌灌注显像和 18F-FDG代谢显像
(5)随访结果:
冠状动脉造影示:左前降支自开口完全闭塞;细小中间支未见明显狭窄;左回旋支管壁不规则,狭窄20%~30%,钝缘支处未见明显狭窄,回旋支向前降支提供少量侧支循环。右冠脉近中段狭窄30%,左室后支细小,未见明显狭窄,后降支见明显狭窄病变,右冠脉向前降支提供良好侧支循环。行前降支球囊扩张+支架植入术。
(6)诊断要点:
静息 99mTc-MIBI心肌灌注显像示左室心尖及周边区域的缺损区, 18F-FDG心肌代谢显像示灌注缺损区中62%的区域具有葡萄糖代谢,提示具有心肌活力。
【注意事项】
心肌对 18F-FDG的摄取取决于饮食状态及葡萄糖的负荷状态,葡萄糖负荷过低或过高均可能导致心肌对 18F-FDG的摄取减少,影响存活心肌的判断。
对于糖尿病人群,即使在使用胰岛素或口服降糖药保证葡萄糖负荷良好时,正常的心肌仍可能不摄取 18F-FDG。
18F-FDG心肌代谢显像应与心肌血流灌注显像相结合以评价缺血存活心肌情况。
相关知识点

判断存活心肌的意义

判断存活心肌的意义在于指导临床采取有效的治疗措施,改善病人的心功能状况,以其改善病人的生存质量、延长生存期。研究显示 18F-FDG PET显像在预测血运重建术后局部心肌功能改善方面的敏感性和特异性分别为92%和63%。核素显像提示具有存活心肌者,在血运重建术后心功能分级和心衰症状均得到明显改善,其年死亡率要明显低于单纯接受药物治疗的人群,且生存期要明显高于无存活心肌的人群。而核素显像提示无存活心肌者,接受血运重建术后症状等不能得以改善。
近年来,MRI技术在判断存活心肌方面也取得了快速发展,主要体现在软组织分辨率明显提高,能够清晰显示内膜下的缺血灶,可以定量分析室壁运动情况,体现出良好的应用前景,但是受条件所限,目前临床应用还不普遍。相关指南中明确指出,对于拟行血运重建术的缺血性心脏病人群,应用核素显像技术评价存活心肌是最佳适应证(9分,A类推荐)。
【病例2】
(1)病史摘要:
患者,男,65岁,因“阵发性胸闷、胸痛1个月,加重1周”就诊。10年前因冠心病心肌梗死行冠状动脉搭桥术(CABG)。辅助检查:心电图示部分导联ST-T段改变。为明确心肌缺血范围、严重程度以及缺血存活心肌的情况行双嘧达莫负荷/静息/延迟 201Tl显像。
(2)检查方法:
201Tl延迟24小时心肌显像:双嘧达莫药物负荷达到高峰时静脉注射 201Tl 111 MBq(3mCi)。于注射后20分钟、4小时和24小时分别进行负荷、静息(再分布)和24小时延迟 201Tl心肌图像采集,经断层重建获得短轴、垂直长轴和水平长轴图像(图3-2-5)。
(3)影像表现:
负荷图像示左室前壁、心尖、下壁、下侧壁放射性分布缺损区,静息图像示前壁、心尖、下壁局部可见部分放射性填充,延迟图像示前壁近心尖、心尖、下壁局部放射性摄取较静息状态时改善。
(4)诊断意见:
201Tl双嘧达莫负荷/再分布图像示左室前壁、心尖、下壁、下侧壁呈部分可逆性放射性分布缺损,提示上述部位心肌缺血,心肌存活。
201Tl 24小时延迟图像示前壁近心尖、心尖、下壁局部放射性摄取较静息状态时改善,提示上述部位有缺血但存活心肌。
(5)随访结果:
冠状动脉造影示:LAD、LCX及RCA均可见多处严重狭窄病变。
(6)诊断要点:
双嘧达莫负荷/再分布图像示左室前壁、心尖、下壁、下侧壁呈部分可逆性放射性分布缺损。
图3-2-5  201Tl双嘧达莫负荷/再分布/延迟显像
延迟图像示前壁近心尖、心尖、下壁局部放射性摄取较静息状态时改善,提示上述部位有缺血存活心肌。
心电图示部分导联ST-T段改变。
【注意事项】
关注双嘧达莫的适应证选择、副作用及对症处理的方法。
201Tl负荷/再分布/延迟显像,是一种简便的评价心肌缺血及心肌活力的方法,即使是24小时延迟显像或者是再注射方法,都存在低估存活心肌的现象。

(程旭 石洪成)