1、核医学在心血管系统的应用,放射性核素应用于心血管疾病的研究已有几十年的历史。近年来，由于核医学仪器和低能半衰期核素的应用，特别是电子计算机的广泛应用，使核素在心血管疾病上应用发展迅速，由于灵敏度高，操作简单，安全，无创且可重复检查，故已成为诊断早期冠心病、心肌梗死及评价心脏功能的重要方法。,X-CT vs ECT,SPECT工作原理,CT原理图,心肌 灌注显像Myocardial perfusion imaging,原 理 正常或有功能的心肌细胞可选择性摄取某些显像药物，其摄取量与心肌血流灌注量成正比。而局部心肌缺血、损伤或坏死时，摄取显像剂功能降低甚至丧失，则出现局灶性显像剂分布稀疏或缺损，
2、据此可判断心肌缺血的部位、程度、范围，并提示心肌细胞的活性(viability)。,显 像 剂 1.SPECT显像剂： 201TL： 生物学特性类似K+，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，因此心肌对201Tl的摄取不仅与局部心肌血流量呈正相关，也是存活心肌细胞存在完整细胞膜的标志。 T1/2 73小时，进入心肌呈动态分布，通过弥散被清除，3小时后达到平衡。 优点：是一次静脉注射后能获得负荷和静息心肌灌注影像，分别反映在负荷状态下局部心肌血流灌注情况和心肌的活性。,99m Tc-MIBI:（甲氧基异丁基异腈） 1） 是一种脂溶性、正一
3、价的小分子化合物。 2) 优点：99mTc 的物理特性佳，半衰期（ T1/2 6h），影像质量更高，允许使用较大剂量，可进行门控心肌断层显像，在了解心肌血流灌注的同时，观察心室功能和局部室壁运动等。,13N-NH3（氨水）、82Rb（铷）、15O-H2O（15O水）等.共同特点:心肌首次摄取率高，分别为100%、83%及59%，这几种核素的物理半衰期很短，分别为9.96 min、1.26 min、2.07 min，静脉注射后需即刻进行显像，可一日内多次重复检查。其中13N-NH3半衰期相对较长，可以满足负荷试验显像的要求，应用较为广泛。,2.PET显像剂,显像方法 1.心肌断层显像： 静脉注射
4、201TlCl 23 mCi后10min或99mTc-MIBI 20 mCi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SPECT进行断层采集，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，采集20 30s/帧。专门断层处理软件断层重建，可获得左心室心肌短轴、水平长轴和垂直长轴断层图像。2. 门控心肌灌注断层显像 3PET心肌灌注显像,负荷试验（stress test） 心脏具有很强的代偿功能，即使冠状动脉存在明显狭窄（如70% 80%），依靠其自身的调节作用（如侧支循环），仍能使静息状态下心肌灌
5、注显像无明显异常。 但在负荷状态下，如运动、药物致心肌耗氧量增加，均可使正常冠状动脉的血流量明显增加（一般增加3 5倍），而病变的冠状动脉由于不能相应扩张，血流量不能增加或增加量低于正常的冠状动脉，致使正常与缺血心肌显像剂分布出现明显差异，提高对病变的检出率。 对于可疑有冠心病或心肌缺血患者，需常规进行负荷试验心肌灌注显像和静息心肌灌注显像。,负荷试验方法 1）运动负荷试验(exercise stress test ）:踏车、平板。 2）药物负荷试验(pharmacological stress test)：潘生丁、 腺苷、 多巴 酚丁胺 。 两者对正常心肌血流增加的效果有些不同：运动负荷约增
6、加35倍，双密达莫和腺苷（adenosine）介入可达4倍，多巴酚丁胺（dobutamine）达3倍。,图像分析（Image analysis）(1) 断层(Tomographic Imaging) 短轴（short Axis） 垂直长轴（Vertical Long Axis） 水平长轴(Horizontal Long Axis),正常三个层面,短轴,水平长轴,垂直长轴,正常：左室心腔、心底无放射性、心 尖部及间隔膜部放射性可降低 及缺损（短轴呈反“C”形）， 静息右室不显影。异常：二个不同方向、连续二层、相 同部位放射性分布降低或缺损 （defect）。,（2） 靶心图（pallor Bul
7、lseye Plot） 短轴断面按同心圆方式排列，从心尖到心底各层面依次套在外圈，据放射性分布可直视心肌血流灌注异常部位、范围和严重程度。,冠状动脉具有节段性供血的特点：如左室前壁、前侧壁、前间壁和心尖的供血来自左前降支（left anterior descending,LAD），后侧壁的供血来自左回旋支（left circumflex，LCX），下壁、后壁、后间壁和右室供血主要来自右冠状动脉等，而靶心图与冠状动脉供血区相匹配，通过分析靶心图上各节段心肌对显像剂的摄取量，可明确“罪犯”（病变）血管之所在。,99Tc-MIBI 心肌显像,Stress & rest,abnomal,Stress&
8、rest,一致-normal,左室心肌放射性分布不规则-花斑样改变。,扩张型心肌病可见心腔明显扩大，心室壁变薄，同时伴随下后壁放射性分布缺损,前壁、下壁局限性放射性分布稀疏，降低,上排：心肌负荷血流灌注断层显像 下排：静息心肌血流灌注断层显像 负荷状态：左室心肌下后壁放射性分布严重降低 静息状态：放射性分布有所改善 诊断：左室心肌下后壁血流灌注严重降低。,左室心肌下后壁放射性分布稀 疏 降低，提示有心肌缺血,After Heart transplant 2 years,临床应用（Clinical Application） （一）冠心病心肌缺血,1.心肌缺血诊断,2.冠心病危险度分级,是目前发展
9、迅速的应用领域通过危险性分析预测冠心病、鉴别心脏病致死的危险性、非致命性心肌梗塞的危险性和发生心脏事件危险性患者。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(cardiac events)发生的危险性是非常有效的,运动-静息心肌灌注显像对冠状动脉 介入治疗术后的长期预后价值,冠状动脉造影-冠状动脉有否狭窄等形态学改变 但不能反映心肌局部的血流灌注与心肌细胞的活性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,冠心病心肌缺血的评价,3冠心病的预测 负荷心肌灌注显像有助于冠心
10、病概率的预测。 年轻无症状者显像阳性的预测价值仅为36。 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)，则显像阳性的预测价值可达99。对冠状动脉疾病的概率约为4070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或运动心电图阳性但无症状的患者。,4冠心病治疗疗效的评价 在血运重建治疗过程中具有重要作用：协助病例的选择。术前可逆性缺损的节段，术后90%恢复正常，而不可逆性缺损节段中仅有部分改善；两个以上的心肌节段有可诱导的缺血，提示适合于血管再通治疗。监测CABG病人有无围手术期心肌梗死。确定治疗后冠状动脉狭窄解除与否
11、，有无残存心肌缺血，是否需要再次手术治疗。病变冠状动脉有无再狭窄。约30% 50%患者在6个月后可能出现再狭窄,（二）心肌梗死,1急性心肌梗死的诊断 心肌灌注显像对急性心肌梗死诊断的灵敏度高达98%以上。 通常在心肌梗死后6 h几乎均表现为灌注异常。其定位诊断心肌梗死的灵敏度高于心电图。,2.急性胸痛的评估,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，而常规心电图检查的敏感性和特异性很低国外一些医院设有胸痛中心（chest-pain center），常规进行心肌灌注显像, 有可能成为筛查急性胸痛患者的重要而经济的方法。,3指导溶栓治疗 4. 早期估计预后,（三）存活心肌的判断,可
12、逆性缺损： 缺血心肌细胞存活。不可逆性缺损：梗塞心肌细胞坏死。 冬眠心肌细胞存活、严重缺血、 无收缩功能，延迟至24小时 后仍可再灌注（充盈），功 能可恢复，有冠脉再通治疗 机会。 区别方法：再注射法和硝酸甘油介入99mTc-MIBI显像。,（四）心肌病扩张性心肌病：心腔扩大、心肌变薄、放射性分布 不规则稀疏“花斑“样改变。肥厚性心肌病：心腔变小、心肌增厚，尤其间壁非 对称性。,心肌显像与相关诊断技术的比较,心肌显像 VS. 心电图（ECG）： 心电图优点: 经济、简便，可作为临床大多数心血管病患者的常规初筛试验。 但许多病例ECG对冠心病的诊断帮助不大，如患有LBBB，以前有过心肌梗死、PT
13、CA、CABG历史，使用了地高辛、抗心律失常等药物以及不能运动或有瓣膜病变等情况时。ECG也不能反映心脏功能状态。 而核素心肌显像虽然比较准确，但其技术条件要求相对复杂，在基层小医院难以普及开展,心肌显像 VS.冠状动脉造影,冠状动脉造影反映：血管本身，并不能反映心肌局部的血流灌注及其心肌细胞的活性，因此两种检查各有自己独特的优势，分别反映了不同的方面，二者之间不是相互取代，而是相互补充的关系。,应用多层螺旋CT进行冠状动脉造影是近几年来发展较快的技术，由于同样具有无创性的优势引起临床的广泛关注。但CT冠状动脉造影其实质上还是显示冠脉血管本身，而不是心肌的灌注与活性，其结果类似于X线心血管造影
14、，只是没有创伤性而已，CT冠脉造影在显示某些冠脉血管可能比常规造影更清晰。因此与核素心肌显像属于两类完全不同的技术，同样也是反映不同的信息。,心肌显像VS.CT冠脉成像,通常运动负荷后左心室EF下降程度与冠脉造影所示的严重程度成正比，对于症状较轻，无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。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。,心肌活力检测（Detection of myocardial viability）,临床诊断心肌梗死患者，心电图出现病理性Q波，但并不表明心
15、肌细胞均为不可逆性坏死，事实上仍有一半以上的心肌存活（Survival），经血管再通治疗后，仍可改善心室收缩功能、缓解症状、提高生存率。心肌存活检测，对冠心病血运重建治疗方案的制定、疗效评价和预后估计有重要临床意义。,一、 心肌损害类型1、 可逆性缺损缺血 (ischemia) ： 心肌细胞存活。2、 不可逆性缺损梗塞（infarct）： 心肌细胞坏死，血管再通治疗无效，无 手术指征。冬眠（hibernating）：心肌细胞存活，严重缺血，无收缩功能， 经一定时间后仍可再灌注（充盈），功 能可恢复，有冠脉再通治疗机会。顿仰（stunning）： 短暂急性缺血后，心肌细胞仍存活，一 旦血流得到改
16、善，功能可逐步恢复，一 般不需血运重建手术治疗。 （心肌损害各种类型可混合存在）,二、 SPECT显像1、201Tl运动-再分布-24小时延迟。2、201Tl运动-再分布-再注射。3、静息-硝酸酯类介入99mTc-MIBI。 含服硝酸甘油、静滴硝酸异山梨酯等。 （显像有放射性充填为细胞存活）4、99mTc-MIBI心肌室壁段相对摄取率。梗死周边带与非梗死区放射性摄取比值，70%为正常；30%为心肌坏死。5 、门控心肌显像（同时测定心室功能）。,三、心肌灌注和代谢显像（SPECT和PET） 灌注显像常低估54%心肌细胞活力。具有代谢活动是反映心肌细胞存活最可靠的方法，代谢显像是评价心肌存活的金标
17、准。,1、 方案 （1）201Tl/99mTc-MIBI SPECT 和18F-FDG/11C-乙酸 PET. （2）13N-NH3（灌注）和18F- FDG（代谢）PET. （3）125I-BMIPP、123I-IPPA（脂肪酸衍生物）SPECT.,2、 显像分析 心肌灌注和代谢影像评价,四、双核素DISA显像（双核素同时采集法） 1、显像剂 99mTc-MIBI和18F-FDG 2、 方法（1）静息（测血糖）静注99mTc-MIBI-20分钟后脂餐-40分钟时血糖符合要求后-静注18F-FDG-再40分钟后DISA采集。,（2）血糖要求在7.77-8.88mmol/l(140-160mg/
18、dl)间。 若7.77mmol/l(50 反映心室每搏射血效率 1/3EF 前1/3射血分数 前1/3射血期射出血量占心室 21.05.0 EDV比值 反映快速射血期射血效率1/3ER 前1/3射血率 前1/3射血期的平均射出率 1.970.43 反映心室收缩早期功能 ( EDV/s )PER 高峰射血率 心室射血期的容积最大变化速率 3.230.48 TPE 高峰射血时间 心室开始收缩到高峰射血的时间 18244 (ms)* 以上指标主要反映心室收缩功能;以下反映舒张功能 *PFR 高峰充盈率 心室舒张期的容积最大变化速率 3.360.551/3FR1/3充盈率 前1/3充盈期的平均充盈率 1.710.42 TPF 高峰充盈时间 心室开始充盈到高峰充盈的时间 18123 (ms) * 以下指标反映心室舒缩协调性 *AVE 平均相角 心室内各处开始收缩的平均时间 SD 时相标准差 所有象素时相角度的离散程度 9.862.34PSH 相角程 心室内最早收缩时间与最晚之差 65,心肌缺血的检测,冠状动脉造影：是诊断冠心病的“金标准” 心肌血流的供应 心肌细胞的功能状态 冠状动脉狭窄的生理意义（范围、程度、 功能状态） 造影正常是否可以排除冠心病？ （小血管、微血管病变；内皮细胞功能功能障碍引起的血管收缩的异常反应等）,心电图、超声,敏感性和特异性定位问题,
