核医学在心血管病方面的应用（二）
宋丽萍
辽宁锦州医学院附属第一医院
核医学科
18F-FDG 心肌代谢显像（评价心肌存活的金标准）
目的：评价存活心肌
原理：在正常情况下，非酯化的脂肪酸是心脏能量代谢的主要底物。但是，血浆中长链脂肪酸浓度的相对增高抑制心肌对葡萄糖的利用，在血浆脂肪浓度低下的时候，葡萄糖成为心脏的主要能量来源。葡萄糖进入心肌细胞是通过易化的载体介质的弥散，在异位酶的催化下，葡萄糖被磷酸化。在缺血的心肌，能量代谢从脂肪酸和葡萄糖的有氧氧化转向无氧糖酵解。
PET显像最常用的显像药物 18FDG 氟-18-2-脱氧-D-葡萄糖
CH2OH
O
OH
18F
OH
OH
CH2OH
O
OH
OH
OH
OH
2-18F-2-脱氧-D-葡萄糖 葡萄糖
18FDG & 葡萄糖
正常情况下
脂肪酸、葡萄糖均是心肌代谢的主要底物。
空腹时
血浆胰岛素水平下降，心肌细胞摄取G?，脂肪酸利用增加。
进食状态下
血浆胰岛素水平增高，脂质代谢被抑制，血浆脂肪酸水平下降，葡萄糖成为心肌细胞的主要代谢底物。
缺血状态下
脂肪酸有氧氧化受抑制，无氧代谢条件下，葡萄糖就成为唯一可利用的能源物质参与糖酵解。
18F-FDG显像用于诊断心肌缺血时：
通常是在空腹条件下，空腹条件下缺血心肌摄取18F-FDG，正常心肌组织以脂肪酸代谢为主，因而缺血心肌与正常心肌放射性对比增加，缺血心机显示相对放射性浓聚。
检测梗塞区中存活心肌时
多在葡萄糖负荷下进行，适量的葡萄糖负荷可刺激机体分泌适量胰岛素，增强存活心肌的18F-FDG摄取，因而存活心肌与坏死心肌对比度增加，存活心肌放射性浓聚，而坏死心肌无明显放射性分布。
?在18F-FDG注射前1小时，禁食状态下口服葡萄糖（或少量进食），测血糖。若血糖高，则给予胰岛素。若血糖低，再给少量葡萄糖。使血糖维持在7.2~8.9mmol/L之间。此时主要能量底物为葡萄糖，心肌18F-FDG摄取增加。
?对糖尿病患者应用胰岛素将血糖调至7.2 ~ 8.9mmol/L 之间。
葡萄糖负荷法
无糖尿病患者口服葡萄糖调节血糖
血糖：2.8~3 .9mmol/L，口服50~75克葡萄糖
血糖：4.0~6 .7mmol/L，口服20~30克葡萄糖
血糖：6.8~7 .1mmol/L，口服15~20克葡萄糖
血糖：7.2~7 .8mmol/L，口服5~10克葡萄糖
血糖：7.9~8 .8mmol/L，为静脉注射FDG的最佳时机，此时静脉注射18F-FDG 7~8mCi，一小时后显像。
当血糖> 8 .9mmol/L，给与胰岛素（Insulin）
血糖浓度 胰岛素
血糖：8.9~11 .0mmol/L（160~199mg/dl) 4~8Iu
血糖：11.0~13 .9mmol/L（200~250mg/dl) 10~12Iu
血糖：14.0~16 .6mmol/L（251~300mg/dl) 12~16Iu
血糖：16.7~22 .2mmol/L（301~400mg/dl) 20~24Iu
图像分析
通常将心肌灌注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与否判断心肌活性。
血流灌注代谢显像模型有三种：
?血流与代谢显像心肌的放射性分布均匀，提示为正常。
?血流灌注减低，而葡萄糖利用正常或增加，是心肌存活的证据
?局部心肌血流与葡萄糖的利用呈一致性减低，二者匹配，为心肌疤痕和不可逆损伤的标志。
临床应用
?主要检测存活心肌，为患者行PTCA或
冠状动脉搭桥手术前提供预后的依据。
?评价PTCA或冠状动脉搭桥术的疗效。
心肌灌注代谢显像匹配
心肌灌注代谢显像匹配
心肌灌注代谢显像均正常
心肌灌注代谢显像不匹配
心肌灌注代谢显像不匹配
门电路心血池显像
平衡法心血池显像（心血池显像）定义
静脉注入能在血液循环内暂时存留而不逸出血管的放射性核素或其标记物，经过15至20分钟在血液循环中稀释混合达到平衡后，可在血液内呈均匀分布。由于在心血池内有较高的放射性，使用SPECT便可显示心脏大血管的影像，故称为平衡法心血池显像。
什么叫门电路？
是一种触发电路：即通过这种电路与?相机相连结采集信息。在心动周期的某一时相，触发?相机的示波器，使闪光成像称为开门，这种触发电路称为门电路。
一 显像原理：
本法以R波作为门电路的触发信号，启动?相机。将R-R间期分成若干段（每段约15到60 ms)，一般是一个心动周期分成16-64段，计算机以R波为起点，进行自动、连续、等时的采集一个心动周期内的连续信息，并将收集和储存的每段信息，与前一个心动周期内的信息的相应段信息叠加，可构成一个综合的心动周期的心血池系列影像，故称为多门电路采集。
多门电路心血池显像原理示意图
二 适应症
?观察心脏及大血管的形态大小与功能状态。
?评价左右心室功能变化。
?评价冠心病患者的心功能状态、病变受累的范围、程度和预后判断及药物或手术治疗的疗效判定。
?室壁瘤的定位和大小的评估。
?肥厚性心肌病与扩张性心肌病的诊断和鉴别诊断。
?心瓣膜病病人瓣膜置换术前后左、右心室功能变化。
三 显像方法
（一）显像剂 99mTc-RBC（体内标记红细胞）
（二）影像采集
?给病人联接心电图电极，应用SPECT分别进行前位、
30~45°左前斜位、70°~75°左前斜位（左侧位）平面采集
?每个心动周期采集16~64帧
?共采集300~500个心动周期
?采集结束后，应用门电路心血池计算机软件进行图像处理，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。
四、结果与分析
（一） 心功能各项参数的计算
LAO30?45o的系列图像中，找出左、右心室分界最明显的一帧，用计算机ROI技术可获取左右心室心动周期的时间-放射性曲线。由于心室内的放射性计数与心室内的血量成正比，即与心室容积成正比，因此该曲线实为心室的容积曲线。
曲线在时相上分为射血期和充盈期。起始部的放射性反映舒张末容积（EDV），曲线最低点的放射性表示收缩末期容积（ESV），根据此曲线可算出各项的心功能参数。
心室容积曲线
1、心脏收缩功能的指标
EF、局部EF、CO、SV、ER等，WHO推荐的正常值：静息状态下，左室射血分数?50%，右室射血分数?40%，运动负荷实验绝对值至少应高于静息状态值的5%以上。
EF是目前临床上最常用的心功能指标，在反映心室泵功能方面较心排血量等参数敏感，早期心肌收缩功能的参数还有1/3ER，
2、心室舒张功能指标
PFR、TPFR、1/3FR、1/3FF等
3、心室容量负荷的指标
心室舒张末容量（EDV）和心室收缩末容量（ESV）是重要的心脏功能指标
（二）局部室壁运动观测及局部EF值
是核心脏病学优势诊断项目，有时它比整体心室功能测定更有意义。
室壁活动类型示意图
（三） 时相分析
应用傅立叶变换的基本原理，对心血池中各心动周期每一象素的T-A曲线进行正弦或余弦的拟合，可以获得心室局部（每个象素）开始收缩的时间（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时相图、振幅图、时相电影、时相直方图。
时相图：
心收缩时，不同部位的心肌壁发生收缩的时间不同。如以360?代表一个心动周期，不同的灰度（色阶）代表其间的不同时期，灰度越高时相读数越大。将心的各个区域按其出现时相的灰度还原于心血池影像中，则可得到一幅以不同灰度显示的心血池影，即相位图。
左右心室同时收缩、心房与心室开始收缩时间差为180度，因此房室分界清晰，左右心室灰度基本一致。
正常相位图：
相位直方图：
为心室相素区的相位频率分布图
正常时相直方图
振幅图：
系反映心肌收缩力大小的一种图像显示。其收缩力大小以不同的灰度表示，灰度越高代表收缩力越大。
正常振幅图
正常时相图及振幅图
五 临床应用的评价
（一）冠心病诊断的应用
LVEF 是临床上广泛应用于反映左室整体收缩功能的指标，它是左心室收缩功能、前后负荷的综合性指标。但EF值的降低对冠心病的诊断缺乏特异性，凡是导致心肌储备功能下降的因素，均可呈现EF的下降。
局部EF对诊断冠心病有意义。
左室舒张功能测定对冠心病的诊断目前颇受重视。
（二）室壁瘤的诊断
真性室壁瘤和假性室壁瘤
? 真性室壁瘤：在穿壁性心肌梗塞的基础上，梗塞区的心肌组织坏死，在其修复的过程中由结缔组织所代替，梗塞区的室壁变成无收缩力的薄弱纤维瘢痕区，瘤壁主要由室壁纤维瘢痕构成，故不易破裂。
? 假性室壁瘤：瘤壁由心包膜构成，实质是心肌梗塞急性期室壁已破裂。