物理診斷學(xué):第三節(jié)　心血管系統(tǒng)核醫(yī)學(xué)

心血管系統(tǒng)核醫(yī)學(xué)是核醫(yī)學(xué)發(fā)展最快的領(lǐng)域。隨意電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的開(kāi)發(fā)心及放射藥物的進(jìn)展，特別是單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層（Single photon Emission Computed Tomography簡(jiǎn)稱(chēng)SPECT)儀器的廣泛應(yīng)用，使得心血管系統(tǒng)放射核素檢查日臻完善，形成了具有系統(tǒng)基礎(chǔ)理論和臨床實(shí)踐的核心臟病學(xué)（Nuclear Cardiology)，為心臟疾病患者特別是冠心病的診斷、病變范圍和程度的估價(jià)、療效監(jiān)測(cè)以及預(yù)后判斷提供了可靠的無(wú)創(chuàng)性檢查方法，并使活體研究人體心臟生理及代謝過(guò)程成為可能，為心血管疾病的病理生理研究提供了新的手段。

目前心臟核醫(yī)學(xué)檢查項(xiàng)目很多，主要分為心血池動(dòng)態(tài)顯像和心肌顯像兩大類(lèi)。

一、心血池動(dòng)態(tài)顯像及心室功能測(cè)定

應(yīng)用放射性核素心血池動(dòng)態(tài)顯像測(cè)定左右心室功能，包括整體心動(dòng)和局部室壁運(yùn)動(dòng)、收縮功能和舒張功能、已廣泛應(yīng)用于臨床。心血池動(dòng)態(tài)顯像包括利用放射性核素心血管造影進(jìn)行的首次通過(guò)法和平衡法門(mén)電路心血池顯像。

1.首次通過(guò)法（First Pass)

[原理和方法]

首次通過(guò)法是利用放射性核素心血管造影所顯示的左、右心室血池的短暫影像，觀察心室容積的變化以達(dá)到測(cè)定心功能的目的。放射性核素以“彈丸”方式靜脈注射后，將隨血流進(jìn)入右心房→右心室→肺動(dòng)脈→肺→左心房→左心室→主動(dòng)脈，循環(huán)全身。由于首次通過(guò)法采集數(shù)據(jù)的時(shí)間非常短，故必須使用靈敏度高的r相機(jī)，按表格方式以每秒20-50幀的高速度采集顯像劑首次通過(guò)心臟的信息、歷時(shí)約30秒鐘，并采用容量較大的計(jì)算機(jī)處理所獲得的信息。

以“彈丸”方式注射的放射性核素，可以根據(jù)檢查目的不同有多種選擇：如欲將首次通過(guò)與心肌灌注顯像結(jié)合進(jìn)行，可選擇^99mＴc標(biāo)記甲氧基異丁基異睛（^99mTc－MIBI)；若將首次通過(guò)法與平衡法門(mén)電路心血池顯像相結(jié)合，則以選擇^99mTc體內(nèi)標(biāo)記紅細(xì)胞為宜：如欲反復(fù)注射觀察運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)等對(duì)心功能的影響，^99mTc－DTPA則為最佳選擇。^99mTc－DTPA注射后迅速?gòu)哪I臟排出，第二次注射時(shí)血液本底不致過(guò)高。注射性核素的用量一般為555-740MBq（15-20mCi)。

[結(jié)果分析]

首次通過(guò)法測(cè)量的主要指標(biāo)基本上同平衡法門(mén)電路心血管造影，包括左室射血分?jǐn)?shù)（LVEF)、右室射血分?jǐn)?shù)（RVEF)、左室容積測(cè)定、舒張期充盈率、前1/3EF以及局部室壁運(yùn)動(dòng)估價(jià)等。由于左、右心房和心室的顯像時(shí)間有差別。各自影像互不干擾因此理論認(rèn)為本法求得左右心室的功能參數(shù)（特別是右心功能參數(shù))更為可靠，在左右心分流定量分析上彌補(bǔ)了平衡法的不足。但由于本法“彈丸”注射技術(shù)要求嚴(yán)格，儀器設(shè)備條件限制，多數(shù)醫(yī)院不以此為常規(guī)，而是作為平衡法的補(bǔ)充。

2.平衡法門(mén)電路心血池顯像（ERNA)

[原理和方法]

和首次通過(guò)法不同，“平衡法”是指放射性核素經(jīng)靜脈注射后，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間在血液循環(huán)充分稀釋達(dá)到平衡后進(jìn)行的心血池顯像，最常用的顯像劑為^99mTc體內(nèi)標(biāo)記紅細(xì)胞，標(biāo)記的具體步驟是受試者靜脈注射氯化亞錫1mg，20分鐘后再靜脈注入99mTcO4-555～740MBq（15-20mCi)，即完成了體內(nèi)標(biāo)記。

由于放射性核素在體內(nèi)充分稀釋?zhuān)�每個(gè)心動(dòng)周期的時(shí)間僅約0.8秒，在這樣短的時(shí)間內(nèi)不可能在心前區(qū)采集到足夠的信息。用受檢者自身的心電R波作為信號(hào)，觸發(fā)啟動(dòng)r照相機(jī)自動(dòng)、連續(xù)、等時(shí)地采集心血池影像，這種技術(shù)稱(chēng)為生理信號(hào)的門(mén)電路技術(shù)。一般在一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)采集24幀影像連續(xù)采集300-400個(gè)心動(dòng)周期后，由計(jì)算機(jī)把相同時(shí)間的影像迭加起來(lái)，最后顯示出一個(gè)整合后的有代表性的心動(dòng)周期的心血池系列影象，[圖16-3-1]這一系列影像可以在熒光屏上象電影一樣連續(xù)顯示。為了觀察室壁各節(jié)段的運(yùn)動(dòng)情況，需要分別進(jìn)行前位、左前斜45°、左側(cè)位三個(gè)體位的采集。

圖16-3-1心電門(mén)控幀模式數(shù)據(jù)采集示意圖

為了估計(jì)冠狀動(dòng)脈的儲(chǔ)備應(yīng)激能力，有些受檢者需要做運(yùn)動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)。劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，心臟做功增加、冠狀動(dòng)脈內(nèi)徑擴(kuò)張使血流量增加3～5倍、病變的冠狀動(dòng)脈在心臟負(fù)荷增加時(shí)不能象正常冠狀動(dòng)脈那樣有效擴(kuò)張，其灌注區(qū)的血流量低于正常，導(dǎo)致局部心肌供氧不足發(fā)生收縮力和順應(yīng)性降低，并且破壞了整個(gè)室壁收縮和舒張的協(xié)調(diào)性，整體心功不能象正常人那樣增強(qiáng)。有時(shí)反而降低，臨床上用此法早期診斷輕度冠心病。運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的常用方法是次極量踏車(chē)試驗(yàn)。先進(jìn)行靜息狀態(tài)下的平衡法門(mén)電路心電池顯像然后進(jìn)行踏車(chē)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)心率達(dá)到最大心率的85％（190減年令數(shù))或出現(xiàn)心絞痛，心電ST段下降≥1mm等情況時(shí)，再進(jìn)行采集（通常只采集左前斜45°體位)，采集過(guò)程中維持運(yùn)動(dòng)量不變。

對(duì)于不能進(jìn)行有效運(yùn)動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)的病人,也可以用藥物試驗(yàn)進(jìn)行介入,常用藥物為潘生丁。潘生丁是一種冠狀動(dòng)脈擴(kuò)張劑,靜脈注射0.568mg/kg后,正常冠狀脈血流量可增加3-4倍,病變冠脈不能有效擴(kuò)張,導(dǎo)致所支配節(jié)段心肌缺血缺氧。

[結(jié)果分析]

（1)局部室壁運(yùn)動(dòng)（Regional Wall Motion)分析

心動(dòng)電影顯示可直接觀察心臟室壁運(yùn)動(dòng)。正常人心臟室壁運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是各個(gè)節(jié)段舒縮協(xié)調(diào)均勻，靜息狀態(tài)下心室軸縮短率>25％。局部室壁運(yùn)動(dòng)分為正常，運(yùn)動(dòng)低下，無(wú)運(yùn)動(dòng)和反向運(yùn)動(dòng)四種類(lèi)型。反向運(yùn)動(dòng)指正常心肌收縮時(shí)，病變部位反而向外擴(kuò)張，表明病變部位心肌失去主動(dòng)收縮與舒張功能，是心肌梗塞室壁瘤形成的特征。

（2)心室容積曲線(xiàn)

根據(jù)左前斜45°心血池系列影像，計(jì)算機(jī)處理后可生成左、右心室心動(dòng)周期的時(shí)間－放射性曲線(xiàn)。由于心室內(nèi)放射性計(jì)數(shù)與心室內(nèi)血容量成正比即與心室容積成正比，因此該曲線(xiàn)即為心室容積曲線(xiàn)（圖16-3-2)根據(jù)此曲線(xiàn)可以計(jì)算出很多心臟功能參數(shù)：

例如 EF（％)=EDC-ESC/EDC-BG×100

式中EDC為舒張末期計(jì)數(shù)，ESC為收縮末期計(jì)數(shù)、BG為本底計(jì)數(shù)，WHO推薦EF正常值為：靜息狀態(tài)下LVEF>50％，RVEF>40％，運(yùn)動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)EF值應(yīng)比靜息狀態(tài)上升5％以上。

圖16-3-2心室容積曲線(xiàn)

用類(lèi)似公式可以計(jì)算出前1/3收縮期的平均射血率（1/3ER)，心室各個(gè)分區(qū)的局部EF值，以及反映舒張期功能的高峰充盈率（PFR)和1/3充盈率（1/3FR)等心功參數(shù)。

（3)時(shí)相分析（Phase Analysis)

心血池影像的每一個(gè)象素都可以生成一條時(shí)間－放射性曲線(xiàn)，對(duì)曲線(xiàn)進(jìn)行正弦擬合，就能獲得每個(gè)象素開(kāi)始收縮時(shí)間和振幅兩個(gè)參數(shù)，并重建成振幅圖時(shí)相圖和時(shí)相直方圖。振幅圖反映心臟各種位收縮幅度的大小，時(shí)機(jī)圖顯示心臟各部位開(kāi)始收縮的時(shí)間，以不同的色階表示之，形象地顯示心肌激動(dòng)傳導(dǎo)的起點(diǎn)和路徑，正常左右心室各部位收縮基本同步，兩室顏色基本一致而均勻。而束極傳導(dǎo)阻滯和預(yù)激綜合癥等傳導(dǎo)異常的疾病在時(shí)相分析時(shí)都有相應(yīng)的異常表現(xiàn)，對(duì)傳導(dǎo)異常的診斷符合率可達(dá)90％。相位分析還可以用于檢測(cè)心內(nèi)人工心臟起搏器發(fā)放沖動(dòng)的部位及其傳導(dǎo)模式，有助于判斷療效和進(jìn)行必要的調(diào)整。

二、心肌灌注顯像www.med126.com

心肌顯像分二類(lèi)：一類(lèi)是有功能的心臟細(xì)胞對(duì)放射性藥物選擇性攝取并濃聚，從而使正常心肌顯影而病損區(qū)不顯影。心肌攝取示綜劑的量與局部心肌血流灌注量成正比，故稱(chēng)心肌灌注顯像。另一類(lèi)是放射性標(biāo)記化合物只被壞死心肌所濃聚，正常心肌不吸收，用于診斷急性心肌梗塞。故稱(chēng)為心肌梗塞灶顯像。由于臨床上常用的是心肌灌注顯像，這里僅就心肌灌注顯像作介紹。

[原理和方法]

²⁰¹Tl－氯化亞鉈和^99mTc標(biāo)記的異睛類(lèi)化合物靜脈注射后，能被心肌細(xì)胞攝取而使心肌顯像，心肌每個(gè)部位聚集放射性的多少與該部位冠狀動(dòng)脈血流灌注量正相關(guān)。心肌硬塞和心肌缺血分別表現(xiàn)為病灶處放射性缺損和放射性減低。輕度冠心病人由于冠狀動(dòng)脈儲(chǔ)備能力和側(cè)枝循環(huán)的建立，心肌缺血在靜息狀態(tài)下往往被掩蓋，心肌灌注顯像可表現(xiàn)為正常，對(duì)于此類(lèi)病人，須進(jìn)行介入試驗(yàn)（運(yùn)動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)或潘生丁試驗(yàn))使心肌缺血充分顯露。

²⁰¹Tl在進(jìn)入心肌細(xì)胞之后通過(guò)彌散過(guò)程從心肌清除，清除的速度也與冠狀動(dòng)脈血流灌注正相關(guān)。利用這一特性，靜脈注射一次便可完成靜息顯像和介入試驗(yàn)。具體方法是：在運(yùn)動(dòng)負(fù)荷達(dá)到要求時(shí)，靜脈注入²⁰¹Tl64－111MBq（2～3mci)，5分鐘后進(jìn)行心肌顯像，獲得運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下負(fù)荷影像；然后囑受檢者休息，3小時(shí)后在靜息狀態(tài)下重復(fù)顯像獲得靜息影像。²⁰¹Tl作為心肌灌注顯像劑已有十多年歷史但由于²⁰¹Tl價(jià)格昂貴，射線(xiàn)能量偏低半衰期偏長(zhǎng)，人們開(kāi)始尋找以^99mTc標(biāo)記的化合物，^99mTc－甲氧基異丁基異睛（^99mTc－MIBI)彌補(bǔ)了²⁰¹Tl的不足，已在國(guó)內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。但由于^99mTc－MIBI沒(méi)有象²⁰¹Tl那樣的“清除，再分布”過(guò)程，用^99mTc－MIBI做心肌顯像時(shí)，須在靜息狀態(tài)顯像前和進(jìn)行介入試驗(yàn)時(shí)分別靜脈注射，劑量為555-740MBq（10－20mci)。注射后1－3小時(shí)進(jìn)行心肌顯像。

[影像分析]

（1)平面影像靜息狀態(tài)下一般只左室顯像，影像呈馬蹄形或卵園形，心腔及心底部大血度匯集處放射性缺如。心尖部由于心肌較薄，也可有不同程度的放射性減低，右心室心肌很薄且冠狀動(dòng)脈血流灌注量也較少，通常不顯影或隱約顯影。根據(jù)采集時(shí)的體位不同，所顯示的心肌節(jié)段亦不同。前位顯示前壁，心尖和下壁；左前斜45°顯示前間壁、下壁、心尖和后壁，左側(cè)位顯示前壁、心尖、下壁和后壁。冠狀動(dòng)脈左前降支主要灌注左室前壁，前側(cè)壁和間壁，左旋支主要灌注左室后壁和后側(cè)壁，右冠狀動(dòng)脈主要灌注右室心肌和左室下壁。根據(jù)所見(jiàn)放射性減低的部位可對(duì)冠狀動(dòng)脈病變進(jìn)行定位。

（2)斷層影像由SPECT的旋轉(zhuǎn)探頭圍繞心臟所采集的信息，經(jīng)計(jì)算機(jī)特殊軟件處理后，按心臟本身的長(zhǎng)軸筆短軸從三個(gè)方向重建圖像：①短軸斷層。是垂直于心臟長(zhǎng)軸從心尖向心底依次斷層的影像，左室各壁呈封閉環(huán)狀，清楚地顯示前壁、側(cè)壁、間壁、下壁和后壁。②水平長(zhǎng)軸斷層，是平行于心臟長(zhǎng)軸由膈面向上的依次斷層影像，顯馬蹄形，能清晰顯示心尖以及側(cè)壁和間壁；③垂直長(zhǎng)軸、是平行于心臟長(zhǎng)軸則間壁向左的依次斷層，呈馬蹄形。和水平長(zhǎng)軸一樣能清晰顯示心尖區(qū)，還能較好地顯示前壁及下、后壁。與平面顯像相比較，斷層影像能清楚地顯示左室心肌的每一節(jié)段，沒(méi)有重迭，有利于發(fā)現(xiàn)較小范圍深在的病變，病變的定位也較準(zhǔn)確。[圖16-3-3]

圖16-3-3心肌斷層bhskgw.cn/shiti/影象節(jié)段模式圖

AN 前壁 AL 前側(cè)壁 PL 后側(cè)壁 IN 下壁 As 前間壁

Ps 后間壁 PO后壁 AP 心尖

臨床應(yīng)用

1.冠心病的診斷放射性核素心肌顯像，特別是SPECT斷層顯像可提供心肌缺血和心肌梗塞的位置、范圍的準(zhǔn)確信息，直接反映冠狀動(dòng)脈形態(tài)改變所引起的結(jié)果－心肌灌注血流量的改變，對(duì)冠心病的診斷具有獨(dú)特價(jià)值。若以冠狀動(dòng)物阻塞>50％為冠心病的診斷標(biāo)準(zhǔn)，心肌灌注顯像（斷層)的靈敏度及特異性均達(dá)90％左右。由于心肌灌注顯像是一種可靠的非創(chuàng)傷性的檢查手段，故受到臨應(yīng)醫(yī)生和病人的歡迎。

2.冠狀動(dòng)脈血流重建術(shù)的選擇和療效監(jiān)測(cè)，心肌灌注顯像可區(qū)分缺血但能存活的心肌組織和壞死的心肌組織、故可在術(shù)前預(yù)測(cè)血運(yùn)重建術(shù)的前程。術(shù)后監(jiān)測(cè)冠狀動(dòng)脈再狹窄的發(fā)生。