河北医大核医学讲义09心血管系统

第九章

心血管系统

心血管核医学(cardiovascularnuclearmedicine)通常也称为核心脏病学(nuclearcardiology)是核医学中发展最快、应用范围最广的重要分支，也是现代心血管疾病诊断与研究中的一种无创伤的有效手段。早在1926年，美国波士顿的内科医师Blumgard等人就首先在循环系统的研究中应用天然放射性核素氡测定动静脉血管床之间的“循环时间”，开创了人体循环系统示踪研究的先河。核医学不仅用于心血管疾病的诊断，更重要的是用于指导临床治疗和提供疾病危险程度及预后资料。心血管核医学所包含的内容十分广泛，大致可分为两个方面：一是心肌显像：包括心肌灌注显像、心肌代谢显像、急性心肌梗死显像和心脏神经受体显像等；二是心脏、大血管血池显像及心室功能测定等。

第一节

心肌灌注显像心肌灌注显像(myocardialperfusionimaging)是核心脏病学中最常用的检查方法之一。早期用于心肌灌注显像的药物多为钾类似物的碱性离子，早在1964年Carr等人就应用131Cs进行心肌灌注显像，后来也应用43K，1973年Zeret等人应用43K显像时发现运动可诱发心肌缺血，201Tl作为43K的类似物于1974年成功地应用于临床至今。20世纪90年代，99mTc标记化合物成为心肌灌注显像的主要药物，此外，发射正电子的药物进行心肌PET血流显像也用于临床。心肌灌注显像最有价值的临床应用是与负荷试验相结合评价\t"/kecheng/2013/_blank"缺血性心脏病，心肌灌注显像与心肌葡萄糖代谢显像结合评价心肌活性，可以获得比其它诊断方法更有价值的重要信息，特别是疾病预后的信息。

一、原

理在正常情况下，冠状动脉的管径大小及冠状循环的血流量受神经、体液因子及局部代谢产物等多种因素的调节，因此，正常人冠状动脉血流具有较强的贮备能力，在负荷状态下，冠状动脉的最大血流量可为静息时的4～6倍。任何原因导致冠状动脉功能与形态的异常以及心肌本身的损害，如冠状动脉狭窄以及心肌本身病变时，冠状动脉血流量及心肌的灌注将会发生相应改变，其贮备功能降低，临床上导致心肌缺血，应用SPECT心肌灌注显像及其负荷试验可以达到早期诊断的目的。心肌灌注显像是利用正常或有功能的心肌细胞选择性摄取某些碱性离子或核素标记化合物的作用，应用γ相机或SPECT进行心肌平面或断层显像，可使正常或有功能的心肌显影，而心肌坏死、瘢痕以及缺血则不显影（缺损)或影像变淡（稀疏)，从而达到评价心肌血供和诊断心肌疾病的目的。由于心肌局部显像剂的蓄积量与局部心肌血流量(myocardiumbloodflow)呈比例关系，而且心肌细胞摄取心肌灌注显像剂依赖于心肌细胞本身功能或活性，因此，其心肌灌注显像图除能准确反映心肌局部的血流情况外，心肌对显像剂的摄取也是反映心肌细胞存活与活性(viability)的重要标志。心肌显像分为心肌平面显像(planarimaging)、断层显像(tomography)、门电路心肌显像和负荷心肌显像(stressmyocardialimaging)几种类型。对于可疑的冠心病或心肌缺血患者，需常规进行负荷（或介入)试验心肌显像，以提高诊断的敏感性和特异性，门电路心肌断层显像还可同时获得心脏的收缩功能参数。

二、显像剂（一)201Tl

由回旋加速器生产，在衰变过程中发射69～83keV(88％)的X线和135,165,167keV(12％)的γ射线，物理半衰期为74h。201Tl首次通过心肌的提取分数约为85％，早期心肌摄取量与心肌的血流量呈正比。一旦201Tl进入心肌细胞，将连续不断地进行交换而透过细胞膜，这一过程与Na+-K+-ATP酶泵有关，心肌对201Tl的摄取也是有活性的心肌细胞存在完整细胞膜的标志。201Tl显像的一个独特的特点是在一次静脉注射后能获得负荷和静息心肌血流灌注影像，以提供不同的\t"/kecheng/2013/_blank"病理生理学资料。其中，负荷状态下注射后即刻显像反映在负荷状态下局部心肌血流灌注情况；而2～24h的再分布(redistribution)或延迟影像(delayedimage)代表钾池的分布，故反映心肌的活性。（二)99mTc标记化合物

1．99mTc-甲氧基异丁基异晴(99mTc-sestamibi,99mTc-MIBI)

是一种亲脂性的一价阳离子络合物，静脉注射后随血流到达心肌，其早期心肌分布类似于201Tl，而且与局部心肌血流呈正比关系，MIBI通过被动弥散方式进入心肌细胞线粒体，并牢固地与细胞膜结合。在注射显像剂后1～2h的常规显像时间内，该显像剂的结合是相对牢固的，半清除时间大于5h，而没有明显地再分布现象，因此，注射显像剂后几小时内的显像仍然反映注射当时的心肌血流分布。为了评价患者在静息时和运动负荷时的心肌血流灌注，则需进行两次注射药物后分别显像。2．99mTc-tetrofosmin(p53)其化学名称为1,2-双[双(2-乙氧乙基)膦]乙烷。该显像剂是一种带正电荷的脂溶性二膦络合物。p53在心肌内的动力学分布与99mTc-MIBI相似，在静脉注射后通过被动扩散机制迅速被心肌所摄取，且在4h内保持稳定，无明显再分布，注射显像剂后30min左右显像，且标记时不需煮沸加热，尤其适合于进行一日法显像。3．99mTc-N-NOET是一种新型的心肌灌注显像药物，静脉注射后在心肌的首次摄取率高，在心肌内的滞留时间较长，而且类似于201Tl具有再分布现象等优点。该药物被心肌的摄取与线粒体和胞质无明显关系，可能是结合在心肌细胞的细胞膜部位，动物实验证实，当心肌细胞膜被破坏后，心肌对该药物的清除率迅速增加。心肌摄取该药物的机制尚未完全明了，推测可能与钙离子流的存在有关。4．99mTc-teboroxime是近来发现的一种新的心肌灌注显像剂，它与上述的99mTc标记化合物有其完全不同的生理学特性。该化合物为一种中性阳离子和99mTc肟\t"/kecheng/2013/_blank"硼酸化合物(BATO)，与其它的99mTc标记化合物相比，这种显像剂具有两个特点，一是迅速有效的心肌摄取，心肌提取分数为80％～90％，二是从心脏迅速地洗脱(washout)。由于其在心脏存留的时间相对较短（<10min)，允许多次注射和同时进行首次通过心血管动态显像估计心室功能与心肌灌注，通过分析局部心肌洗脱的差异，还有利于获得冠状动脉病变的病理生理学资料。该显像剂需在注射后1～2min立即进行显像，在10min左右完成，宜应用多探头SPECT显像为宜。（三)正电子发射显像药物

用于血流灌注显像的常用药物有82Rb、13N-NH3和15O-H2O，由回旋加速器生产，注射显像剂后应用PET行断层显像，通常与心肌葡萄糖代谢显像配合使用，了解血流灌注与代谢的匹配(matched)情况，以判断病变区心肌细胞活性。

三、显像方法1．平面显像

静脉注射201TlCl74～111MBq(2～3mCi)后10min或静脉注射99mTc-MIBI740MBq(20mCi)后60min,选择201Tl

或99mTc能谱峰，应用低能通用(或高分辨)平行孔准直器的γ照相机分别行前位、左前斜位(一般取45°)及左侧位显像（图9-1)。也可应用门控装置行门控心肌平面显像，获得心室舒张末期和收缩末期的心肌影像，计算心室功能参数，其采集方法同门电路心血池显像。图9-1

心肌平面显像示意图图9-2

心肌断层显像示意图2．断层显像

静脉注射显像剂后，应用SPECT进行断层采集，通过自学轮廓或椭圆形轨道使探头贴近胸壁，探头从右前斜45°开始到左后斜45°顺时针旋转180°，采集32帧图像。根据计数率高低，每帧采集20～30s。采集结束后应用心脏专门断层处理软件及合适的滤波进行断层重建，获得左心室心肌短轴、水平长轴和垂直长轴断层图像(图9-2)。并应用专用软件将心肌短轴断面图像展开成平面图像，构成一幅二维的彩色靶心图，以不同颜色定量显示心室各壁的分布状态，或以变黑图方式直观地显示出病变的部位及范围。3．门控心肌断层显像：采集方法同门电路心血池断层显像。

四、适应证1.冠心病心肌缺血的早期诊断；2.心肌梗死的评价；3.心肌细胞活力的判断；4.冠状动脉搭桥术或成形术前病例选择和术后疗效评估；5.探测冠状动脉成形术后再狭窄；6.心肌病的诊断与鉴别诊断。

五、图像分析（一)正常影像1．心肌节段与冠状动脉供血的关系

无论是平面影像或是断层影像，心肌各壁的血流灌注及显像剂摄取情况取决于相应区域的冠状动脉供血。前壁、前间壁及部分心尖的心肌供血来自左前降支，侧壁心肌的供血来自左回旋支，下壁、后壁心肌供血主要来自右冠状动脉。后间壁心肌节段的供血是来自后降支冠状动脉，常常是反映右冠状动脉的灌注状态，但在85％的患者后降支是右冠状动脉的分支，而15％的患者后降支则是左回旋支的分支，因此，在这个区域的冠脉供血有一定重复。2．平面图像

静息状态下，一般仅左心室显影，呈马蹄形；右心室及心房心肌较薄，血流量相对较低，故显影不清。心腔和心底部位显像剂分布较低，心尖部心肌较薄，分布略稀疏，其它各心肌壁分布均匀。不同体位可以显示左心室壁的不同节段，前位显示前侧壁、心尖和下壁；45°LAO显示前壁、下壁、心尖和后侧壁；左侧位显示前壁、心尖、下壁和后壁较好（图9-1)。3．断层显像

心脏的长、短轴影像形态各不相同，短轴断层影像是垂直于心脏长轴从心尖向心底的依次断层影像，第一帧图像为心尖，最后一帧为心底部，影像呈环状，该层面能较完整地显示左室各壁及心尖的情况；心脏的长轴断层影像均类似于马蹄形，水平长轴断层是平行于心脏长轴由膈面向上的断层影像，能较好地显示间壁、侧壁和心尖；而垂直长轴断层是垂直于上述两个层面由室间膈向左侧壁的依次断层影像，可显示前壁、下壁、后壁和心尖。在左心室心肌的各断面影像，除心尖区和左心室基底部显像剂分布稍稀疏外，其余各壁分布均匀，边缘整齐(图9-3和彩图9-3)。图9-3

正常心肌灌注断层显像由于心肌显像是以心肌最高的计数为100%进行显示，因此，正常情况下，无论是平面显像，还是断层显像，静息状态下心肌的放射性分布与运动负荷下心肌的分布状态无显著差别。4．介入显像

正常情况下，运动或药物负荷后的心肌显像与静息影像两者基本相同，放射性分布均匀。（二)异常图像及解释

不同的心肌疾病其显像剂分布也不一样，临床上常见的异常类型有可逆性缺损、部分可逆性缺损、固定缺损与反向再分布几种类型：1．可逆性缺损

在负荷影像存在有缺损，而静息或延迟显像出现显像剂分布或充填，应用201Tl显像时，这种随时间的改善称为“再分布(redistribution)”，常提示心肌可逆性缺血（reversibleischemia),图9-4和彩图9-4。

图9-4

可逆性缺损图9-5固定缺损2．部分可逆性缺损

负荷试验显像呈现显像剂分布缺损，而再分布或静息显像时心肌显像剂摄取增加，但仍低于正常水平，或缺损区明显缩小，提示存在部分心肌可逆性缺血。3．固定缺损(fixeddefects)

运动和静息(或延迟)影像都存在缺损而没有变化。这种影像通常提示心肌梗死或疤痕组织（图9-5和彩图9-5)。但是，在某些用201Tl显像2～4h延迟影像有固定缺损的病人，24h的再分布图像或休息时再次注射显像剂后，其病灶区心肌摄取有改善，提示心肌仍然存活。4．反向再分布(reverseredistribution)

表现为心肌负荷显像呈正常分布，而静息或延迟显像为分布稀疏或缺损；或者负荷心肌显像出现显像剂分布缺损，静息或再分布显像时其缺损更严重。这种情况常见于严重的冠状动脉狭窄、稳定性冠心病以及急性心肌梗死接受了溶栓治疗或经皮冠状动脉成形术(percutaneoustransluminalcoronaryangioplasty,PTCA)治疗的患者，也可出现在个别的正常人，出现此种现象原因尚无定论，可能是因为在疤痕组织和存活的心肌细胞的混合再灌注区初期过剩的显像剂摄取所致，而初期聚集的显像剂随后迅速从疤痕组织中清除。应用18F-FDGPET显像以及再次注射法201Tl心肌显像等证实，多数反向再分布的区域为存活心肌。但需注意排除由于显像剂用量过低所导致的静息或延迟显像的分布缺损。（三)心肌灌注影像的定量评价1．缺血程度分级

通过简单肉眼法进行半定量分析。一是根据显像剂分布缺损的大小不同，将缺损分为大、中、小缺损，如果在一个以上断层面上出现大于两个心肌节段的较大范围受损则为大的缺损；而中度缺损是指在一个以上的断层面上出现一个心肌壁的受损；小缺损是指小于一个心肌节段的受损。二是根据显像剂分布缺损或稀疏的严重程度不同采用记分法半定量估计：0＝正常，1＝轻度或可疑减低，2＝中度减低，3＝严重减低。可根据负荷显像缺损的总积分进行危险度分级，通常总积分<4为正常或大致正常；4～8为轻度异常；9～13为中度异常；>13为重度异常。2．心肌计数密度测定法

应用勾画感兴趣区法(regionalofinterest,ROI)获得整个左心室心肌中最大计数区作为正常参考区，其它任何心肌节段的计数与正常参考区相比，其计数密度相当于85％～100％时为衰减等因素所致的非病理性改变；计数密度为60％～85％时为轻度缺损；50％～60％的相对减低为中度缺损；而低于50％的计数密度为严重减低。一般计数密度大于50％时多提示为存活心肌。3．极坐标靶心图分析(polarBull’seyeanalysis)

是临床最常用而简便心肌断层图像定量分析法，其目的是为了生成一幅包含整个左室心肌放射性相对分布的图像，但靶心图并非一幅真实的图像而是一模拟影像的简单彩色编码衍生物。其原理是根据圆周剖面分析法的原理将短轴断层影像以极坐标展开成二维图像，并以不同的颜色显示心肌各壁相对计数值的定量分析法。影像的中心为心尖，周边为基底，上部为前壁，下部为下壁和后壁，左侧为前、后间壁，右侧为前、后侧壁（图9-6、图9-7和彩图9-7)。通常可将负荷影像与静息或再分布影像同时显示在一个画面上进行比较，并进行影像相减处理，则可逆性缺损的数量可以被显示出来并量化，也可将相对计数值与建立的正常参考值相比较，将低于正常下限(均值－2.5sd)的区域用黑色显示，使阅片者更容易观察病变的程度与范围，称为变黑靶心图。也可将治疗前后两次心肌显像的靶心图相减，获得相减靶心图，以定量估计心肌血流改善的情况。

图9-6

靶心图与冠脉供血区关系示意图图9-7

正常及心肌缺血靶心图

4．圆周剖面曲线分析

用于定量分析心肌平面影像，可以显示显像剂的平均局部分布。此法是以左心室腔的中心为中点，以心尖为90°，每隔6°～10°向心肌壁作一条辐射线，将心肌壁分成若干相等的扇形节段，求出各节段心肌的最大放射性计数值，以所有节段中的最大计数值为100％，计算出各个心肌节段最大计数的相对百分数，并以百分数为纵坐标，心脏360°周经为横坐标绘制成圆周剖面(circumferentialprofiles)曲线，然后与冠状动脉造影为正常的病人资料进行比较，以正常±2sd为正常范围，由此可以估计心肌各个节段的供血情况以及异常范围。如果应用201Tl心肌显像，还可将运动负荷后的心肌剖面曲线减再分布影像的剖面曲线，计算出201Tl的心肌洗脱率。正常情况下，在圆周剖面图上，所有的数据点都在正常下限之上，而有心肌缺血的患者，则相应节段的值低于正常下限，还可计算出缺损积分。

六、临床价值（一)冠心病心肌缺血的评价1．心肌显像与冠状动脉造影结果的比较

临床上，冠状动脉造影显示其直径狭窄大于50％就提示有血液动力学意义，但在许多情况下，通过常规的血管造影有时很难确定狭窄的精确百分率。而对于造影证实有冠状动脉狭窄的患者，负荷心肌显像在确定血液动力学的意义方面是很有用的，在狭窄区，负荷诱发缺血的变化可作为其生理学意义的有力证据。因此，冠状动脉造影与心肌灌注显像二者分别反映了解剖学的和血液动力学的两种不同参数。血管造影所确定的狭窄，其重要性可能随着血管痉挛加重或小血管病变出现而增加，当然也可能随着较完善且有功能的侧支血管的建立而减低。冠状动脉造影是了解冠状动脉有否狭窄等形态学改变的最好方法，但它不能反映心肌局部的血流灌注与心肌细胞的活性，而心肌灌注显像不仅可以诊断有无心肌缺血，而且还可帮助确定缺血是可逆性还是不可逆性以及冠状动脉的储备功能。因此，心肌灌注显像是诊断冠心病心肌缺血简便而且准确的方法，其灵敏度和特异性可达到90％以上。心肌缺血的典型表现是负荷试验心肌灌注影像出现显像剂分布稀疏或缺损，而静息或再分布影像呈正常或明显充填，提示为可逆性心肌缺血。负荷试验心肌灌注显像诊断冠状动脉狭窄的敏感性和特异性明显高于静息显像。2．冠心病心肌缺血的诊断

心肌显像(运动/静息或再分布)对冠心病心肌缺血诊断具有独特的价值，其灵敏度和特异性均在90%左右，并能大致提示冠状动脉病变的部位和范围，明显优于心电图等检查。典型的心肌缺血患者，运动或药物负荷心肌显像时，冠状动脉病变的心肌区呈放射性分布稀疏或缺损，而静息或再分布显像该部位有充填或分布正常，提示为可逆性心肌缺血改变（图9-4和彩图9-4)。3．冠状动脉疾病的危险度分级(riskstratification)

在已确诊为冠心病的患者，负荷心肌灌注显像对于估计进一步心脏事件(cardiacevents)发生的危险性是非常有效的，冠状动脉病变愈严重，运动心肌灌注显像异常愈明显，通常高危心肌灌注影像具有如下特征：①在两支以上冠状动脉供血区出现多发性可逆性缺损或出现较大范围的不可逆性缺损；②定量或半定量分析有较大范围的可逆性灌注缺损（积分>13)；③运动负荷后心肌显像剂肺摄取增加；④运动后左心室立即呈暂时性扩大；⑤左主干冠状动脉分布区的可逆性灌注缺损。3．负荷心肌灌注显像对冠心病的预测价值

尽管心肌灌注显像对冠状动脉疾病诊断的灵敏度和特异性要优于运动心电图，但假阴性和假阳性结果仍可出现，一般来讲，负荷心肌灌注显像的灵敏度和特异性可达90％～95％左右。但心肌灌注显像对冠心病概率(prevalence)的预测价值与患者个体的年龄、性别和\t"/kecheng/2013/_blank"胸痛的特征等许多因素有关；据国外资料报道：在冠心病概率较低(<3％)的人群(如年轻无症状者)，一个阳性的心肌显像结果其预测价值仅为36％，与所期望的真阳性结果相比有较高的假阳性；但在冠心病概率较高(如90％)的人群(如有典型心绞痛症状，年龄为50～60岁的男性患者)，则阳性结果的预测价值可达99％，与真阳性结果相比仅有很少的假阳性出现。另一方面，在疾病概率较高的群体，相对大量的假阴性结果同样也可见到。因此，在冠心病概率低的群体，一个阳性结果的预测价值是很低的，而在冠心病概率较高的群体，一个阴性试验结果的实用价值又是很低的。在检查前冠状动脉疾病的概率约为40％～70％范围的群体，负荷心肌显像的鉴别价值最佳，这类群体包括非典型胸痛、有主要危险因素但无症状的患者或者有阳性的运动心电图结果但无症状的患者。4．协助血运重建(revascularization)治疗病例的选择

在有多支血管病变的冠心病和有严重左室功能障碍的患者，常常出现心绞痛或心力衰竭，这些患者如果在两个以上的心肌节段有可诱导的缺血(inducibleischemia)，提示适合于血管再通治疗。99mTc-MIBI显像可以估计心肌缺血的严重程度和范围，确定罪犯（culprit)病灶，估计低危不稳定心绞痛和急性胸痛患者的预后。（二)心肌梗死的评价

对于临床症状和常规检查不典型的心肌梗死(myocardiuminfarction)或已经确诊的心肌梗死需要进一步了解病变范围、侧支循环建立情况及其心肌细胞是否存活等可采用心肌灌注显像。心肌梗死时，典型的影像变化为运动或药物负荷影像梗死心肌均为分布缺损，而静息或再分布影像该区域无充填或再分布，呈固定性缺损病灶（图9-5和彩图9-5)。急性心肌梗死为负荷试验的禁忌证，只能做静息显像。1．急性心肌梗死的诊断

心肌灌注显像对急性心肌梗死的早期诊断是极其敏感而可靠的方法，通常在心肌梗死后6h几乎均表现为灌注异常。然而，某些病人在胸痛后有一段时间内可呈正常灌注影像，也有一些急性心肌梗死的患者，梗死灶大小随着时间延长而变小，这种现象的发生可以解释为自发性溶栓的结果，约有20％的急性心肌梗死患者有自发性溶栓发生。2．急性胸痛的评估

由于常规心电图检查的敏感性和特异性很低，临床上某些急性胸痛的处理非常困难。因为10％的急性胸痛患者在出院后48h内可能发展为急性心肌梗死，而医院的监护室又不可能容纳如此大量的患者。静息心肌灌注显像的应用为这类患者发现心肌缺血和梗死提供了一种有效的手段，可作为急诊首诊方法。通常在病人到达急诊室后先经过必要的临床处理，然后注射99mTc-MIBI370MBq，待病情稳定后再行心肌显像。在这种情况下，由于99mTc-MIBI没有明显的再分布而优于201Tl。3．指导溶栓治疗

治疗急性心肌梗死的主要目的是迅速使梗死相关血管血运重建，从而恢复心肌的血流，挽救濒死的心肌，改善患者的预后。早期静脉溶栓(thrombolytic)治疗是当今治疗急性心肌梗死的有效方法之一。过去对溶栓治疗后冠状动脉再通与否的评价主要依靠心电图S-T降低、心肌酶峰提前、胸痛缓解以及再灌注性\t"/kecheng/2013/_blank"心律失常等，而这些指标均缺乏其特异性和客观地定量，在实际应用中比较困难。在急性心肌梗死后，动态的心肌灌注显像能观察到心肌灌注缺损的大小随着患者成功的再灌注而缩小。尤其是99mTc-MIBI因缺乏明显的再分布，允许在溶栓治疗开始之前注射显像剂，并进行溶栓治疗，待病情稳定后再进行心肌显像，无创性提供心肌再灌注成功的证据，有利于制定进一步处理方案。4．急性心肌梗死后预后的早期估计

心肌梗死后的患者，亚极量运动或药物负荷心肌灌注显像可为危险度分级和预后提供重要的信息,为临床医师采取相应处理对策提供帮助。对于低危患者，一般不需要作进一步评价，可以考虑出院；而高危患者，还需要作进一步估计，并考虑采用适当的血运重建治疗措施。所谓高危患者的指征主要包括梗死周围有明显的残留缺血灶（危险心肌)、急性梗死的远处出现缺血（多支血管病变)和心肌显像剂肺摄取增高等。相反，心肌显像为正常以及表现为单支血管病变的小而固定的缺损都提示为低危患者。心肌梗死后为低危的患者，心脏事件的年发生率大约为6％。如果左心室壁与心尖底部出现分离，则应怀疑为心肌梗死后室壁瘤形成。在梗死后病情稳定的患者，心肌灌注缺损的大小也是反映预后的指标。静息时或溶栓后心肌灌注缺损范围较大的患者比灌注缺损较小者的预后明显差。在急性心肌梗死后，当心肌灌注显像显示为单个、较小和固定的缺损时，预示患者在出院后心脏事件的发生率较低；相反，当显示为可逆性缺血、多个缺损以及显像剂在肺部摄取增加时，其心脏事件的发生率较高。但是，在AMI患者接受了溶栓治疗后，心肌灌注显像的预测价值可能会降低。（三)缺血性心脏疾病治疗后的疗效评估

心肌灌注显像定量分析和负荷试验是评价冠心病疗效的首选方法。目前已较广泛地应用于定量评价冠状动脉搭桥手术、PTCA、体外反搏(enhancedexternalcouterpulsation)治疗、激光心肌打孔治疗前后以及药物治疗前后心肌血流量的变化（图9-8ab和彩图9-8ab)。在冠状动脉血运重建治疗之后出现的胸痛也可能是心源性的，也可能与心脏无关，两者的区别非常重要。术后心脏原因的胸痛可能与搭桥移植血管或成形血管的闭塞有关，也可因为原受累血管病情的进一步发展。术后进行运动心肌灌注显像并与手术前结果比较，可以获得血管再通术后血液动力学是否成功的信息。a

b

图9-8

心肌缺血冠脉搭桥术前后心肌影像比较（a心肌断层影像

b相减靶心图)

（四)其它心脏疾病1．心肌病的诊断或鉴别诊断

\t"/kecheng/2013/_blank"扩张型心肌病的心肌影像表现为普遍性分布稀疏，伴有心腔扩大，心肌壁厚度变薄；\t"/kecheng/2013/_blank"肥厚型心肌病的心肌壁增厚，心腔变小，非对称性间壁肥厚者，心肌显像可见室间壁与左室后壁的厚度比值大于1.3。而由于冠状\t"/kecheng/2013/_blank"动脉粥样硬化引起的心肌缺血，则心肌显像的变化与冠脉血管分布的节段呈一致，有助于鉴别。2．心肌炎的诊断

在\t"/kecheng/2013/_blank"病毒性心肌炎患者，心肌灌注显像可表现为不规则放射性分布稀疏，可累及多个室壁，心室腔一般不扩大。3．微血管性心绞痛

由于冠状小动脉病变所致的心绞痛，常称为微血管性心绞痛，如原发性\t"/kecheng/2013/_blank"高血压伴左心室肥厚的患者及X综合征患者。这类患者尽管临床上表现为典型的心绞痛症状，但冠状动脉造影为正常，应用心肌灌注显像时，约有半数的患者表现为不规则的放射性分布异常，提示心肌有缺血改变。应用201Tl心肌显像时，多数患者伴有洗脱减低。

第二节

心脏功能测定应用核素心室显像测量心室功能，不仅能测定静息状态下的左、右心室功能，也可测定运动或药物负荷下的心室功能状态，并可获得整体与局部功能、收缩与舒张期功能的指标。核素显像测定心室功能的方法较多，临床应用最多的是平衡门电路心室显像法(gatedventricularimaging)，另外也可用首次通过法或γ心功能仪等非显像法测定左、右心室功能。近年来便携式微型探头的应用，可将探头以背心式穿在病人身上，病人可自由活动，静脉注射显像剂后，如Holter一样，可以24h连续监测病人的心功能状态和心电图变化，并将结果记录在磁带上，根据记录的放射性时间-活度曲线(time-radioactivitycurve)，计算心功能指标，但不能获得心室的影像。

一、原理与方法（一)平衡门电路法心室显像

该法是利用心电图的信号来确定图像信息采集与心动周期的容积组分之间的关系,目前常用多门电路技术。给病人静脉注射99mTc标记红细胞或人血清白蛋白等血池显像剂并在血池内达到平衡后，以受检患者自身的心电Ｒ波等为γ相机门控装置的触发信号，按设定的时间间隔连续采集心室的影像，通过多个心动周期影像的叠加，获得R-R间期内一系列的图像。通常一个心动周期采集16～32帧图像，每帧图像相当于心动周期的不同部分；由于一个心动周期的信息量很低，获得的图像质量差，因此，需连续采集300～400个心动周期按对应的时间进行数据叠加，使之达到足够的计数密度，最后显示出反映心动周期中不同时相的系列影像，并生成心室容积曲线，计算心室功能参数。通常一次注射显像剂后，可在4～6h内进行多次连续显像，以动态观察心室功能的变化。应用门电路心室显像采集软件进行心室平面或断层显像、计算机图像处理，获得左、右心室的收缩期、舒张期功能指标以及振幅图、时相图、时相电影和室壁运动等资料（图9-9和图9-10)。为了评价心脏的储备功能，提高诊断缺血性心脏疾病的敏感性，必要时可进行心功能负荷试验，其方法与心肌显像基本相同，不同的是显像需在负荷试验过程中进行，即达到预计心率或其它参数时即刻进行采集，以反映负荷状态下的心功能。

图9-9门控心血池显像示意图图9-10

心室容积曲线（二)首次通过心室显像

首次通过法心室显像(firstpassventricularimaging)与平衡法一样，可以定量分析心脏的功能指标，但与平衡法相比应用较少。该法是将显像剂作“弹丸(bolus)”式静脉注射后，立即启动具有高灵敏的γ相机进行快速心血管动态照相，然后通过专用软件和感兴趣区勾画出左或右心室，获得显像剂首次通过左、右心室的系列影像及心室容积曲线，由此可以得到有关心功能的参数。本法的优点是首次通过时从时间上可以将左、右心室短暂分开，不存在相互重叠因素的影像，其结果应该更可靠，尤其是对于右心室功能的测定，优于X线心血管造影；缺点是“弹丸”注射技术及仪器的灵敏度要求较高，注射显像剂的剂量也较大，而且不能进行多体位的显像。门控首次通过法显像也是常采用的一种采集方式，首次通过的数据需与心电图同步，其数据暂时贮存起来，然后将几个心跳的数据叠加起来形成一个有代表性的心动周期进行分析。待显像剂在循环中达到平衡后还可再行平衡门电路法心室显像。

二、适应证1．冠心病心肌缺血的早期诊断;2．各种心血管疾病需了解左或右心室功能者;3．心血管病手术或药物治疗后疗效评价;4．左、右束枝传导阻滞的诊断;5．\t"/kecheng/2013/_blank"预激综合征的诊断;6．左心室室壁瘤的诊断;7．监测某些化学药物对心脏的毒性作用。

三、结果与分析（一)心室功能参数

常用的指标有以下几类：①反映心室收缩功能的参数：左或右心室射血分数(ejectionfraction,EF)、心输出量(cardiacoutput,CO)、每搏容量(strokevolume,SV)、高峰射血率(PER)、1/3射血分数(1/3EF)等；②心室舒张功能参数：高峰充盈率(peakfillingrate,PFR)、高峰充盈率时间(timeofpeakfillingrate,TPFR)、1/3充盈率(1/3FR)和1/3充盈分数(first-thirdfillingfraction,1/3FF)等；③反映心室容量负荷的参数：收缩末期容积(end-systolicvolume,ESV)和舒张末期容积(end-diastolicvolume,EDV)，评价心力衰竭和严重的收缩功能减低患者合理治疗后心室大小的变化。正常情况下，静息状态与运动负荷时心脏功能指标有明显差别，且各仪器间亦有一定差异。通常在静息状态下，左心室的总体EF和局部EF均>50％，右心室EF>40％，否则为EF值减低；而负荷试验后射血分数的绝对值应比静息时增加5％以上，负荷后EF值无明显增加甚至下降均提示为心脏贮备功能异常；负荷后舒张末期容量也相应增加，收缩末期容量相对减少。需注意的是，有较多心律不齐的患者，可导致对心室功能参数的估计过低。EF的计算公式为(计算机自动完成)：舒张期功能的估计对于冠心病的早期诊断以及正确认识伴有收缩功能正常而舒张期功能异常的充血性心力衰竭的本质具有重要意义，这在左心室肥厚、冠状动脉疾病以及\t"/kecheng/2013/_blank"限制型心肌病患者是最常用的参数。左心室舒张期分为三个截然不同的时相，即早期快速舒张充盈相(rapid-fillingphase)、慢速充盈相(diastasis)和房性收缩（atrialkick)。而大约80％的心室充盈是在早期快速充盈期完成的，仅有10％～15％的左心室充盈是在慢速充盈相和房性收缩。PFR是指早期舒张充盈相的最大斜率，是临床上最常用的舒张期功能指标，其正常值>2.1EDV/s，不同仪器可有一定差异。PFR值的变化与心脏负荷（主动脉压和左心房流入的容积)情况、心率、左心室射血分数(LVEF)和病人年龄有密切关系，通常每分钟心率增加10次，PFR增高0.4。（二)局部室壁运动(regionalwallmotion)与功能分析

通过电影显示可以直观地了解心室各壁的运动情况，通常将心室壁的运动分为正常、运动减低(hypokinesis)、无运动(akinesis)和反向运动(dyskinesis)四种类型（图9-11)。平衡法适合于定量测定左心室局部功能，为了对心室局部的功能进行定量分析，通常可利用计算机软件将心室分为5～8个扇形区域，并分别计算出各个区域的局部射血分数(regionalejectionfraction,REF)和室壁轴缩短率，其原理与测定整体心室功能相同。正常情况下，各个节段的轴缩短率均>20％、左室的REF>50％，但相当于间壁的节段可以略低(图9-12和图9-13)。

图9-11

正常及异常室壁运动

图9-12

局部射血分数（a正常，b异常)

图9-13

心室轴缩短率（a正常，b异常)

（三)时相分析(phaseanalysis)

心室影像的每一个象素都可以生成一条时间-放射性曲线，由于心室的运动呈周期性变化，因而所得的时间-放射性曲线也呈周期性变化，通过对曲线进行正弦或余弦拟合（即傅里叶转换)可以获得心室局部(每个象素)开始收缩的时间(即时相)以及收缩幅度(振幅)两个参数。用这两个参数进行影像重建可以获得心室的时相图(phaseimage)、振幅图(amplitudeimage)和时相电影(phasecine)三种功能影像及时相直方图(phasehistogram)。①时相图：是以不同的灰度或颜色反映心肌壁发生收缩的时间，灰度越高示时相度数越大，即开始收缩的时间越晚。心房与心室开始收缩的时间相差甚远，故表现为完全不同的灰度或颜色，而左、右心室各壁的收缩基本同步，故表现为相同的灰度或颜色，无明显的分界线。②时相直方图：为心室时相度数的频率分布图，纵坐标代表分布的频率，横坐标为时相度数(0～360°)；正常情况下，心室峰高而窄，心房及大血管峰低且较宽，两峰的时相度数相差近180°，心室峰底的宽度称为相角程(phaseshift)，反映心室最早收缩与最晚收缩时间之差，其参数是反映心室协调性的重要指标，正常心室相角程<65°。③振幅图：是以不同颜色反映心脏各部位收缩幅度的大小，灰度高提示幅度大，正常左心室收缩幅度明显大于右心室及心房、大血管，局部室壁运动障碍时则表现为病变处灰度减低(图9-14和彩图9-14)。④时相电影：将心脏各部位开始收缩的时间以一种显著标志（如黑色或白色)依次进行动态显示，即可直观地观察心肌激动传导的过程；如果有传导异常或室壁运动障碍，则其收缩的顺序和颜色就会发生改变。

图9-14

时相分析（上排为振幅图和时相图，下排为血池影像和时相直方图)

四、临床价值（一)心肌缺血的早期诊断

冠心病心肌缺血患者，静息状态时心脏功能指标多为正常，可能仅表现为舒张期功能的异常，如果心肌缺血较严重时也可表现为静息时心室收缩功能和室壁运动障碍，尤其是室壁运动障碍是诊断冠心病更特异的指标。在负荷试验后，大多数有明显冠状动脉病变或心肌缺血的患者，由于心室的储备功能受损，心脏功能参数多有不同程度的改变，表现为负荷试验后EF绝对值升高不明显(<5％)，甚至减低，节段性室壁运动异常、局部射血分数减低以及时相图相角程增宽等，舒张期功能指标变化将更加明显，其敏感性约为90％，并随着成功的治疗而改善。（二)冠心病的病情程度与预后估计

心脏功能测定能准确反映病情的严重程度和预测心脏事件的发生。通常运动负荷后LVEF下降与冠脉造影的严重程度成正比，对于症状较轻，没有左心室功能障碍的冠心病患者，门控心室显像时出现明显的运动诱发心脏缺血征象可以提供独立的预后信息，特别是有一支或二支血管病变，而运动负荷门控心室显像出现左心室功能受损和严重缺血的患者，其未来的心脏事件发生率较高。心肌梗死后的预后与梗死大小有关，并可通过LVEF和室壁运动异常的范围和程度反映出来。较大的梗死多伴有明显的LVEF减低与广泛性室壁运动异常；而较小的梗死则可能仅有局灶性的室壁运动异常，LVEF可能正常或仅轻度减低，甚至这些指标均为正常。一般前壁梗死比下壁梗死LVEF减低更明显。有资料报道，心肌梗死早期以及在溶栓治疗前及溶栓期间，测定LVEF是反映病情程度和预后的重要指标，在梗死后最初24h，LVEF≤30％的患者中，50％发生心衰或死亡，其死亡率较EF值>30％患者的9倍。相反，较高LVEF值的患者，急性期死亡率仅为2％。在心肌梗死的恢复早期，出院前静息LVEF为40％或更低者，将有力地指示进一步心脏事件或死亡可能，其年死亡率随LVEF的下降呈指数上升。（三)室壁瘤

可见心室影像形态失常，室壁瘤部位呈局限性向外膨出，心动电影显示有反向运动，局部射血分数减低，心室轴缩短率呈负值；时相分析见附加的“室壁瘤”峰，相角程明显增宽。对心尖及前壁室壁瘤的诊断符合率达95％，亦可用于判断手术后疗效和鉴别左心室真性与假性室壁瘤。（四)心脏传导异常

时相分析可以显示心肌激动的起点和传导的途径，对判断其传导异常有重要价值。当束支传导阻滞时，表现为阻滞的心室时相延迟，时相图上色阶发生改变，相角程增宽，左、右心室峰分界清楚，甚至心室峰出现双峰。预激综合征时表现为预激的起点和旁路部位时相提前，时相图色阶改变，相角程有不同程度的增宽，其诊断符合率约为90％。通过时相电影显示能更直观地显示传导异常的部位、范围及程度。（五)心血管疾病疗效评价

应用核素显像测定心脏功能，不仅方法简便、对病人无创伤和痛苦、可以重复检查，而且其结果准确可靠，重复性好。因此，可用于心血管疾病药物或手术治疗前后心功能的定量评价及疗效监测。（六)充血性心力衰竭

当临床上出现不可解释的心力衰竭时，左心室功能异常而右心室功能正常的证据有助于排除\t"/kecheng/2013/_blank"原发性心肌病，这种情况下，首先应考虑到缺血性心肌病、\t"/kecheng/2013/_blank"高血压性心脏病或\t"/kecheng/2013/_blank"主动脉瓣疾病。当然，左心室功能障碍的进一步发展，也可形成继发性\t"/kecheng/2013/_blank"肺动脉高压，并进一步导致右心室功能障碍。舒张期功能测定对于心力衰竭患者的心室功能估计是一个重要手段，在充血性心力衰竭的患者中，近半数患者舒张期功能异常，并随着治疗后心力衰竭的好转而改善。但舒张期充盈参数的变化与年龄有关，在没有疾病的情况下，其异常充盈率与年龄增长呈正比。（七)心肌病的辅助诊断

扩张型心肌病心室显像表现为整个心腔明显扩大，形态失常，室壁运动呈广泛性减低，心室整体功能不同程度下降。时相图或振幅图上呈现“补钉(patchy)”样或“花斑”样改变。一般情况下，有整体功能障碍的双心室增大患者多为非缺血性心脏病，而节段性室壁运动异常且右心室功能相对完好者支持缺血性心肌病的诊断。肥厚型心肌病的典型改变为左心室腔变小变形，肥厚的心肌壁影使左心室血池周围形成一圈显像剂分布空白区，尤其是左、右心室之间更明显，但LVEF正常或增高，呈高动力收缩功能，特别是1/3EF增高，射血期延长，约80％以上的患者舒张期快速充盈功能受损，顺应性降低，PFR和1/3FR下降。门电路心室断层显像还可见左心房扩大。（八)慢性阻塞性肺病与肺心病

伴有左心室正常的右心室功能障碍和心腔扩大通常见于慢性阻塞性肺病，而与左心衰有关的肺血管充血通常都合并有左心室增大或功能异常。由于右心室射血分数(RVEF)高度依赖于后负荷，故在右心室本身无疾病的慢性阻塞性肺病(COPD)患者，静息时RVEF低于35％是指示肺动脉高压一个相对敏感的指标。在COPD或肺心病患者，大多有RVEF减低，且右心室功能障碍与肺通气功能损伤程度和低氧血症有关。（九)化疗对心\t"/kecheng/2013/_blank"脏毒性作用的监测

许多化学药物尤其是抗肿瘤药物，对心脏具有严重的毒副作用，引起充血性心力衰竭和心室功能紊乱，最终导致病人死亡。核医学方法已经成为评估和监测心脏损害、指导停药时间和用药累积剂量的重要手段，而且其结果重复性好。最常用的监测指标为LVEF，但舒张期功能障碍的监测可能是反映心脏毒性作用更灵敏的指标。通常可以在临床症状出现之前发现心脏中毒的情况，且心脏功能损害程度与使用药物的累计剂量密切相关，许多临床医师允许在化疗停止之前EF值降至45％以下，而不低于30％。

五、与心电图和超声显像的比较心电图负荷试验其敏感性、特异性和预测疾病的能力都非常有限，其优点是经济、简便。在许多病例帮助不大，如患有LBBB，以前有过心肌梗死、PTCA、CABG历史，使用了\t"/kecheng/2013/_blank"地高辛、抗心律失常等药物以及不能运动或有瓣膜病变等情况时。超声心动图也能像心电图一样在静息状态和运动后即刻进行左心室功能测定，但不能在运动的过程中进行。超声心动图对于瓣膜或\t"/kecheng/2013/_blank"心包疾病、\t"/kecheng/2013/_blank"心脏肿瘤以及测定心腔容积、室壁厚度、肺动脉压等优于核素显像。负荷超声心动图也能通过确定收缩期心肌厚度的减低探测缺血。超声显像的缺点是准确性欠佳，不能很好确定其心内边界，易受观察者和操作者的影响，难以区别缺血与疤痕组织和不能做踏车运动。\t"/kecheng/2013/_blank"多巴酚丁胺负荷超声心动图检查，主要用于不能达到最大运动的患者，可以诱发缺血局部的功能障碍。据报道，其探测冠心病的敏感性和特异性分别为76％和89％，与心肌灌注显像相似，通过观察LV节段的功能障碍还可用于估计心肌活性。假阳性结果见于小血管病、瓣膜或心肌病及左室舒张期功能异常，此外，下壁、下后壁及侧壁由于部位较深其超声信号差受其限制。

第三节

心脏负荷试验心脏负荷或介入试验(cardiacstressorinterventionaltest)是心血管核医学中一项重要的辅助试验，也是提高显像诊断敏感性及特异性的基本手段。通常分为生理运动负荷试验(exercisestresstest)和药物负荷试验两类，其两类方法的效果基本相同，但不同的负荷方法其正常心肌节段血流增加程度不一样；通常用潘生丁和腺苷介入血流增加可达4倍，多巴酚丁胺可达3倍，运动负荷约3～5倍。但运动负荷试验的优点是可以附带提供一些有用的临床和生理学参数，如运动负荷量、最大心率、运动诱发的缺血症状、心电图变化以及血压反应等。

一、运动负荷试验(一)原理

运动负荷试验的目的是为了增加心脏的代谢需求，测试冠状循环随着心脏血流需求不断增加的适应能力以及是否诱发心肌缺血。正常冠状动脉有较强的储备能力，当躯体剧烈运动时，全身血容量增加，心脏负荷加重，心肌耗氧量增大，并通过神经体液调节，使冠状动脉扩张，血流量增加，心肌收缩功能增强。而在冠状动脉狭窄时，静息状态下，动脉狭窄区的心肌仍能维持其供血，因此，心肌显像时其显像剂分布与正常区可能无明显差异或仅轻度减低，但在运动负荷的情况下，供血正常的心肌血流呈3～5倍增加，显像剂摄取也随之增多，而冠脉狭窄区的心肌，则不能随运动相应的增加血液灌注，使病变区与正常区心肌的显像剂分布差异增大，有利于显示缺血病灶和鉴别缺血病变是可逆性还是不可逆性。故在临床上，对冠心病心肌缺血的诊断常常需要做心脏负荷试验，以提高诊断心肌缺血的敏感性和特异性。但这种心脏血流储备功能受损与冠状动脉狭窄的严重程度有密切关系，如果系90％以上的冠状动脉狭窄，则负荷试验后狭窄区与非狭窄区之间将产生较大的血流差别，心肌灌注显像也将显示出分布缺损；而程度较轻的狭窄则负荷后狭窄与非狭窄区血流的差别相对较小。(二)运动方案

最常用的有踏车运动，也可采用平板运动。运动负荷试验的方案有多种，最广泛使用的方案是由Bruce设计的方案。通常是采用分级式次极量踏车运动,一般从25～30W开始，每3min增加20～30W重量，直达到预计最大心率的85％(190－年龄)时，或病人出现心绞痛、衰竭、呼吸困难、心律紊乱、血压下降、心电图ST段下移>1mm等情况时，立即给病人从预先建立的静脉输液通道中注射心肌显像剂，然后在最大负荷量情况下继续运动30～60s。通常注射99mTc-MIBI740MBq(20mCi)后1h进行断层或平面显像(近年多主张15min显像)，如应用201TlCl则注射74～111MBq(2～3mCi)后10min行运动负荷心肌显像，3h后作延迟或再分布显像。

二、药物负荷试验临床上，约有三分之一的患者，因为各种原因不能接受心脏运动负荷试验，如年老体弱者或患有关节炎、周围血管疾病、主动脉疾病、过度肥胖、肌肉病变、病窦综合征等情况时，需要评价心脏贮备功能和诊断冠心病时，药物负荷试验(pharmacologicalstresstest)是最佳的选择。(一)原理

药物负荷试验的基本原理与运动负荷试验相同，不同的是利用药物(冠状动脉扩张剂)来扩张冠状动脉，达到增加心肌血流的作用。潘生丁的作用是通过抑制细胞对腺苷的吸收，使得可激活特异性受体的内源性血管扩张剂－腺苷在组织或血液中的浓度增高，利用腺苷强有力的扩张冠状动脉作用，增加冠脉血流量。因此，腺苷与潘生丁的作用很相似。多巴酚丁胺是一种增强心肌收缩力的药物，通过作用于心肌β1受体，使心率增快、收缩压升高、心肌收缩力增强、心肌耗氧量增加，达到与运动符合试验相类似的作用。(二)试验方法

检查前一天停用潘生丁及氨\t"/kecheng/2013/_blank"茶碱类药物。在注射介入药物前及过程中均应常规记录血压、心率及心电图等指标。1.潘生丁(dipyridamole)试验

按0.56mg/kg体重加入5％葡萄糖溶液中(稀释成5mg/ml浓度)静脉缓慢注射，4min内注射完(0.142mg/kg/min)。在输注结束后4min可以达到最大扩管作用，然后注射心肌灌注显像剂。其显像剂剂量与显像时间同运动负荷试验。2.腺苷(adenosine)试验

按0.14mg/kg/min剂量静脉缓慢滴注，共滴注6min，在第3min时于对侧肘静脉注射心肌灌注显像剂。3.多巴酚丁胺(dobutamine)试验

开始按5μg/kg/min静脉滴注，以后逐级增加用量至10～20μg/kg/min，每级维持3～5min，最大可达40μg/kg/min。当达到预计心率时或其它终止指标时（同运动试验)，静脉注射心肌灌注显像剂，并再继续滴注多巴酚丁胺1min。

第四节

心肌细胞活性测定

一、存活心肌的认识心肌缺血后，随着缺血发生的速度、范围、程度及其侧支循环建立的不同，其心肌细胞的损害可能出现三种不同的结局：一是坏死心肌，即不可逆性心肌损害；二是冬眠(hibernating)心肌，由于严重的冠状动脉狭窄或部分闭塞血管的再开放所致的长期低灌注缺血状态下，局部心肌通过自身的调节反应减低细胞代谢和收缩功能，减少能量消耗，以保持心肌细胞的存活，当血运重建治疗后，心肌灌注和室壁运动功能可完全或部分恢复正常；三是顿抑(stunning)心肌，心肌在短暂的（2～20min)急性缺血再灌注之后，心肌细胞虽未发生坏死，但已发生了结构、功能及代谢的变化，心肌得到有效的血流再灌注后，其功能不能立即恢复，且缺血的时间越长，心脏功能恢复的时间也越长，冠脉血流的贮备功能越差，恢复越慢；顿抑心肌与冬眠心肌不同，一般不需要血运重建治疗。临床上区别三种心肌损害，对于制定治疗决策方案、评价疗效和预后估计均有重要的临床价值。用于检测心肌活性(myocardialviability)的方法较多，但普遍认为，PET心肌葡萄糖代谢显像是目前最准确的方法，称为“金标准(goldenstandard)”。但由于设备及检查费用昂贵，难以广泛使用。而应用SPECT心肌血流灌注显像改良法也是判断心肌细胞活性的简便有些方法。

二、心肌代谢显像估计心肌活性心肌具有利用多种能量底物的能力，其中葡萄糖和脂肪酸是心肌细胞代谢的重要能量底物。将这些底物应用放射性核素进行标记，给病人静脉注射后将被心肌细胞迅速摄取，应用ECT即可行心肌代谢断层显像。目前用于心肌代谢显像最常用的显像剂有两类，一是发射正电子的核素，主要有18F、11C、15O和13N等，需使用PET或带符合线路的双探头SPECT进行显像；另一类为发射单光子的核素，如123I等，可应用SPECT显像。正常人禁食状态下，脂肪酸是心脏主要能量来源，心肌摄取18F标记的脱氧葡萄糖(18F-deoxyglucose,18F-FDG)减少，显影不清，而脂肪酸代谢显像则清晰；在葡萄糖负荷下（进餐后)，血浆葡萄糖和胰岛素水平上升，血浆脂肪酸水平降低，则心脏主要利用葡萄糖作为能源物质，因此，心肌葡萄糖代谢显像清晰。禁食和运动状态下，缺血心肌可摄取FDG，而正常和坏死心肌则不摄取。而在葡萄糖负荷下，正常和缺血心肌都摄取FDG。（一)葡萄糖代谢显像

葡萄糖是心肌作功的重要能量来源物质，18F-FDG是当前最常用和最重要的葡萄糖代谢显像剂，FDG心肌代谢显像也是判断心肌细胞存活准确而灵敏的指标，当心肌灌注缺损区或无功能心肌壁18F-FDG摄取正常或增高时，提示心肌细胞存活；而无FDG摄取则提示心肌坏死。通常将心肌灌注显像与葡萄糖代谢显像结合起来分析，并根据血流与代谢显像匹配(match)与否判断心肌活性。在两种显像方法中，其基本的血流-代谢显像模型有三种：一是血流与代谢显像心肌的显像剂分布均匀，提示为正常；二是血流灌注减低，而葡萄糖利用正常或相对增加，这种血流-代谢不匹配模型在有心室功能障碍的患者，是心肌存活的有力证据（图9-15和彩图9-15)；三是局部心肌血流与葡萄糖的利用呈一致性减低，呈二者匹配图像，为心肌疤痕和不可逆损伤的标志。在缺血过程中，能量的产生由游离脂肪酸的氧化转变为葡萄糖，故其葡萄糖利用率增加，18F-FDG显像缺血区显像剂摄取增高。而在不可逆性损伤的心肌节段，组织中葡萄糖的利用与血流量呈平行性降低，因而，在缺血性心脏病患者，18F-FDG显像对鉴别低灌注状态但仍存活的组织与不可逆性损害的组织是非常有用的。

图9-15

存活心肌血流灌注与葡萄糖代谢不匹配影像检查前受检者一般需禁食6小时以上。在显像前1h，非糖尿病患者口服葡萄糖50～75g，糖尿病患者使用胰岛素将血糖控制在120～160mg之间，这样可以减少循环中脂肪酸水平，增加心肌细胞对18F-FDG的摄取。先行透射显像，然后做发射显像，采用静脉弹丸式注射18F-FDG，立即动态采集动脉血或动脉化的静脉血，用于定量测定利用率。

(二)心肌脂肪酸代谢显像

心肌脂肪酸代谢显像(myocardialfattyacidmetabolismimaging)常用的显像剂为11C-棕榈酸(11C-palmitate,11C-PA)、123I标记游离脂肪酸等。正常心脏禁食状态下和运动时，乳酸水平上升，乳酸作为心肌的主要的能量来源。此时将放射性核素标记游离脂肪酸静脉注射后，能迅速被心肌细胞所摄取，参与心肌的脂肪酸代谢过程，左心室心肌11C-PA摄取均匀。而心肌缺血患者，当冠状动脉狭窄>70％时，心肌对11C-PA的摄取减少，清除缓慢，因此，心肌脂肪酸利用的异常变化，对心肌缺血性病变的早期诊断以及心肌梗死区存活心肌的判断等具有重要的临床价值。在心肌缺血情况下，脂肪酸代谢显像与葡萄糖代谢显像的影像特征有较大差异，缺血区脂肪酸代谢显像呈局灶性缺损，而18F-FDG显像同一部位则显像剂摄取增高，表明物质代谢已由脂肪酸转变为葡萄糖代谢。（三)有氧代谢显像

11C-乙酸(11C-acetate)已被用于心肌有氧代谢显像。在心肌中，乙酸首先通过合成酶被转化为乙酰辅酶Ａ，然后在线粒体内经三羧酸循环氧化为11C-CO2，因此，11C-CO2的清除反映了心肌的血流和代谢状态，可用于直接估计心肌有氧代谢。在静息状态下，静脉注射11C-乙酸后血液清除曲线的初始部分其衰减常数与心肌耗氧量呈线性关系，通过对曲线进行动力学分析，能准确反映心肌耗氧量和人体线粒体氧化通量。给予多巴酚丁胺后，心肌对11C-乙酸的摄取均匀地增加。在心肌梗死患者，心脏对11C-乙酸的摄取和清除均减慢，表明局部心肌耗氧量减低。11C-乙酸心肌显像在心肌活性研究中的补充作用在于区别急性心肌梗死患者存活与非存活的心肌，在此种情况下，心肌顿抑可能是占优势的，因此，其整个心肌的氧化代谢参数可能比18F-FDG更准确。此外，由于11C-乙酸不受底物活性的影响，故在伴有糖尿病的慢性冠状动脉疾病患者，可能比18F-FDG更有用，因为使用11C-乙酸显像不需要进行有关血清胰岛素水平测定和给予胰岛素后进行系列血清葡萄糖滴定测量。

三、心肌灌注显像法估计心肌活性应用常规的方法(如99mTc-MIBI运动/静息显像或201Tl运动/再分布显像)虽然能够很好地诊断心肌缺血，但明显低估了心肌细胞的活性。在常规的静息心肌显像表现为不可逆性缺损的心肌中，约有一半的患者，血运重建术后左室功能障碍有明显改善，表明心肌仍然存活。因此，相继建立了许多改进后的心肌灌注显像法，以提高存活心肌的检出率。(一)检查方法1.硝酸\t"/kecheng/2013/_blank"甘油介入99mTc-MIBI心肌显像

应用\t"/kecheng/2013/_blank"硝酸甘油介入99mTc-MIBI心肌显像法可以明显提高存活心肌的检出率。介入后原缺损区有放射性充填，则表明细胞存活。其方法是先行常规99mTc-MIBI心肌静息显像，隔日后行介入显像，给患者舌下含服\t"/kecheng/2013/_blank"硝酸甘油片0.5～1.0mg，监测血压、心率和心电图变化，5min后静脉注射99mTc-MIBI740MBq，1h后行心肌断层显像。2.201Tl再分布/延迟显像

在运动显像和3～4h的再分布显像后，再行18～24h的延迟显像，如延迟像原缺损区有放射性充填，提示心肌存活。3.

201Tl再次注射(reinjection)法

在负荷显像和2～4h的延迟显像后，再次立即静脉注射201Tl37MBq，15min后作静息心肌显像。也可于不同日在静息状态再次注射201Tl74MBq，15min后进行显像，观察有否充填，也是判断心肌存活有效的方法。4.99mTc-MIBI心肌显像摄取比值测定

应用ROI计算梗死周边带与非梗死区显像剂摄取的比值，当比值<30％时，心肌细胞存活的可能性较小，30％～70％时为存活的缺血心肌，>70％为正常。(二)方法评价

根据选择的病例和方法不同，其存活心肌的检出率亦有较大差异，应用201Tl显像时，注射显像剂后初期主要反映心肌的血流灌注，而晚期（12～24h)的分布则主要反映心肌的活性。在2～4h的201Tl延迟显像有固定缺损的病例中，大约有30％～50％的患者24h再分布显像或静息状态再次注射201Tl后可以出现“晚期充填(latefilling-in)”或“静息充填(restfilling-in)”，提示心肌仍然存活，通过血运重建治疗后室壁功能可以恢复，而不可逆性损害的心肌，则将不能改善心室功能。但因24h再分布显像的图像质量欠佳，故静息时再次注射201Tl法较为理想。目前基本公认，99mTc标记药物结合硝酸甘油等介入试验显像与201Tl也具有同等价值。

四、心肌乏氧显像估计心肌活性乏氧显像能直接提供组织低氧但存活的证据，不仅能用于心肌梗死的早期诊断，还能迅速区分存活、缺血和梗死心肌，为临床诊断和治疗决策提供重要的信息。某些高电子亲和力的化合物，如放射性标记的硝基咪唑(nitroimidazole)是评价心肌活性为目的显像剂，这种亲脂性化合物弥散通过细胞膜并在细胞浆中还原成基团(radical)形式。当细胞内氧丰富时，硝基咪唑则对基团阴离子起反应，产生超氧化物和无变化的硝基咪唑，然后弥散至细胞外；当细胞内缺氧时，不能产生再氧化，此时，硝基咪唑基团阴离子进一步还原成nitrous化合物形式，并与细胞内的聚合分子呈不可逆性共价结合而滞留在细胞内。因此，利用放射性核素标记的硝基咪唑滞留于乏氧组织中可以进行显像。目前，研究的乏氧显像剂主要有99mTc-PnA0-2-硝基咪唑和99mTc-HL91(99mTc-BnAO)，尤其是后者显像效果更佳，现处于临床研究阶段。

五、心肌活性与冠心病的疗效和预后随着冠状动脉血运重建技术在冠心病治疗中的应用越来越广泛，心肌细胞存活的研究显得更为重要。在心肌梗死患者，术前准确预测心肌血流灌注减低区及室壁活动消失区心肌是否存活，关系到再通术后局部心室功能能否恢复的重要依据。1．疗效预测

已有资料表明，代谢活性的存在是心肌存活的最可靠标志，以代谢/血流不匹配的特征对于冠脉血运重建术后收缩功能改善的阳性预测值为78％～85％，其阴性预测值达78％～92％。尤其是心肌灌注显像呈缺血改变，葡萄糖代谢显像有摄取的冬眠心肌节段，冠脉血运重建治疗的效果最佳，局部室壁运动异常的心肌节段射血分数可迅速得到恢复；而葡萄糖摄取减低的心肌节段，术后心室功能改善则不明显。2．预后估计

18F-FDG代谢显像对冠心病左心室功能障碍患者的预后估计亦有重要价值，有学者研究发现，代谢/血流显像不匹配的患者接受血运重建手术治疗后，心脏事件发生率明显低于药物治疗患者(8％vs41％)，而代谢/血流匹配的患者两种治疗方法心脏事件的发生率没有明显差异，提示有存活心肌的患者，手术治疗的效果优于药物治疗（表9-1)。表9-1

冠心病患者心肌活性与治疗方法对预后的影响研究者病例数有活性心肌无活性心肌药物治疗血管再通治疗药物治疗血管再通治疗Eitzman等836/181/262/240/14Dicarli等937/173/263/331/17Lee等13710/214/492/402/19总计31323/568/1017/973/50死亡率

41％8％7％6％引自：FransJTH,etal.NuclearCardiology.In:BraunwaldE.Heartdisease.5thed.Philadelphia.WBSaundersCompany,1997,273-308

第五节

急性心肌梗死显像

某些标记化合物静脉注射后能迅速被急性梗死的组织所摄取，使急性梗死的心肌以“热区”显示，而正常心肌及陈旧性梗死的心肌则不显影，故也称为亲心肌梗死显像(infarct-avidimaging)或心肌热区显像(myocardialhotspotimaging)。在多数患者，急性心肌梗死的诊断可以根据简便而低花费的检查如心电图和心脏酶谱分析等获得，仅有少数通过常规方法不能确诊的患者需要应用心肌显像帮助诊断。亲心肌梗死显像是利用急性梗死的心肌组织具有选择性地浓聚某些放射性药物的特点，通过显像使梗死灶显影，而正常心肌不显影，从而达到诊断急性心肌梗死的目的。目前这类显像剂主要有两类：一是骨显像剂，常用的有99mTc-焦磷酸盐（99mTc-pyrophosphate,

99mTc-PYP)，其被急性梗死心肌摄取的机理可能是由于急性心肌梗死后，钙离子迅速进入病灶，并在坏死心肌细胞的线粒体内形成羟基磷灰石结晶沉积下来，而99mTc-PYP通过与该结晶进行离子交换或化学吸附或者与钙离子相似的方式而聚集在不可逆性损害，但仍有残留血液灌注的心肌细胞内，从而使梗死病灶显影。另一类显像剂为放射性核素标记抗肌凝蛋白单克隆抗体，心肌肌凝蛋白是心肌结构蛋白的重要组分之一，具有两条重链和四条轻链，当急性心肌坏死时，受损心肌的细胞膜通透性增高，细胞膜的完整性受损，轻链可以释放到血液中，而分子量大的重链则留在坏死的心肌细胞内，此时若给病人静脉注射111In或99mTc标记的抗肌凝蛋白单克隆抗体(antimyosinMcAb)，则其标记物可以透过受损的细胞膜而与肌凝蛋白重链（即抗原)特异性地结合，使梗死灶显影。99mTc-PYP显像对于急性心肌梗死的探测的灵敏度取决于梗死后显像的时间，通常在发生胸痛后4～8h即可出现阳性，5天内可持续显影，48～72h阳性率最高，两周左右转为阴性，在发病后两周内的阳性率为95％左右，特异性大于90％（图9-16)。该法还有助于急性心肌梗死灶大小及预后的估计，不稳定性心绞痛、心肌炎以及心脏移植患者的评价。应用111In-抗肌凝蛋白单克隆抗体显像是早期探测心脏移植术后患者排异反应的有效方法，当出现排异反应时，心肌可出现显像剂异常摄取。

图9-16

99mTc-PYP急性心肌梗死显像（上排为出现胸痛后第一天可疑阳性、第三天为强阳性、两周时为阴性，下排为左前斜位)

第六节

下肢静脉显像与深静脉血栓探测急性深静脉血栓(deepvenousthrombosis,DVT)是最常见的血管疾病，在这些病人中，约有10％的患者并发肺栓塞，而90％以上的肺栓塞病例栓子来源于下肢。核医学显像对于探测下肢静脉血栓是特别有价值的方法。（一)99mTc-大颗粒聚合白蛋白（MAA)下肢深静脉显像

双侧踝关节扎止血带阻断静脉回流，由双足背静脉同时等速注入等量99mTc-MAA进行动态显像，或自下而上进行全身显像，获得从胫静脉到下腔静脉的连续影像，5min后作延迟显像。下肢静脉采集结束后，最好再加做肺显像，同时获得常规肺灌注影像，以了解有否肺栓塞情况。正常情况下两侧下肢静脉同步注射后，动态显像可见两侧下肢静脉放射性呈同步上行，呈现连续而清晰的血管影，分布对称而较均匀，入腹后向上汇合成下腔静脉，松开止血带后的延迟影像，局部无显像剂滞留，肺显像无显像剂分布稀疏或缺损。根据静脉血管病变程度不同，可表现为静脉血管完全性梗阻、不完全性梗阻和下肢静脉功能不全（下肢浅静脉曲张、增粗或扭曲等)。如果同时伴有肺栓塞时，可见肺灌注缺损。99mTc-MAA静脉显像是一种用于DVT筛查的无创伤性方法，对于下肢的DVT诊断准确性达80％～90％，敏感性达90％以上。（二)99mTc标记红细胞静脉显像

99mTc标记红细胞或人血清白蛋白(HSA)血池静脉动态显像是一种通过影像形态学的异常直接显示静脉系统的简便、无创伤性检查。在肢体部位，血池显像优先显示深静脉系统，因为与较小的动脉通道或表浅静脉相比，深静脉系统是一个容纳总血容量中大部分血液的低压隔室。在DVT患者，静脉显像时有血块的静脉因其通道的血量减少而呈现异常或中断，有时还可见到静脉充血和侧支循环通道的形成。该法结合临床表现对DVT诊断的平均敏感性和特异性为89％和84％。（三)111In标记自身血小板显像

111In-血小板显像对于活动性DVT的诊断是一种灵敏而特异的方法，但是大约15％～50％的患者需作18～24h的延迟显像才能获得诊断结果，特别是有静脉淤积血栓症患者。另外，正在接受\t"/kecheng/2013/_bla