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放射性核素显像在心血管病的应用
何作祥 史蓉芳 一、 心肌血流灌注显像 正常心肌细胞具有选择性地摄取某些碱性或非碱性离子的能力。心肌对它们的 摄取量主要取决于局部心肌血流量。当冠状动脉狭窄或阻塞,导致心肌缺血或坏死时,心肌对它们的摄取减少或不摄取。T1-201是临床应用最早、最广泛的心肌血流灌注显像剂。正常心肌于运动高峰时摄取T1-201最多,以后,T1-201从心肌洗脱,放射性活度逐渐减少;缺血心肌由于局部血流减少,在运动高峰时T1-201摄取降低,在运动试验后即刻显像,表现为节段性的放射性稀疏或缺损区。但是,因为缺血心肌T1-201清除减低,所以,3-4小时后再显像时,局部放射性活度可能与正常心肌接近,表明为"再分布";梗塞的心肌或瘢痕组织对T1-201无摄取功能,在运动试验后即刻和 3-4小时"再分布"显像均表现为放射性稀疏或缺损区,或无"再分布"。近年来,TC-99m标记心肌显像剂被应用于临床。与T1-201相经,TC-99m标记的MIBI、Tetrofosmin的主要特点是,它们没有明显的再分布,因此,对于诊断心肌缺血,需要分别在负荷试验时和静息状态下注射TC-99mMIBI或Tetrofosmin。由于TC-99m的供应比T1-201方便得多,因此,它们特别适合于发展中国家和地区。在我国,绝大多数医院应用Tc-99m标记的MIBI、Tetrofosmin进行心肌显像。 心肌显像需要伽玛照相机、单光子发射型计算机断层仪(SPECT)或正电子断层显像仪(PET)。心肌显像包括平面显像和断层显像两种类型。心肌断层显像比平面显像有更高的准确性,是临床上应用最多的。由于PET的费用比较贵,它的临床应用受到很大限制。近年来,由于Tc-99m标记的心肌显像剂和多探头SPECT的应用,门控心肌断层显像被应用于临床。它可以同时估价心肌灌注、心室局部室壁运动和测定左室射血分数1. 1. 冠心病的诊断 心肌血流灌注显像是通过正常与缺血心肌的血流灌注的差别,反映心肌缺血的 有无以及它的范围和程度。一般来说,冠状动脉即使狭窄到70%,在静息状态下,也不至于引起心肌缺血;在运动试验时,正常的冠状动脉血流量可增加2-3倍,而狭窄的冠状动脉不能随生理负荷增加的需要,相应增加心肌血流量,造成心肌氧的供需的不平衡。这时,心肌灌注显像则显示放射性稀疏或缺损。因此,应用放射性核素心肌显像诊断冠心病,单纯应用静态心肌显像是不适合的,通常需要与运动试验相结合(表-1)。在不能进行运动试验的患者或运动试验不适合的患者,可以进行药物负荷试验(表-2),如潘生丁、腺苷2、多巴酚丁胺3等。 自1973年,T1-201心肌灌注显像临床应用以来,它在冠心病诊断上的价值已得到了充分的肯定。心肌灌注显像已是国际上公认的诊断冠心病的最可靠的无创性的检测方法,它明显地优于心电图(ECG)运动试验。文献报道了4000例患者的运动试验、再分布心肌灌注显像肉眼分析与冠状动脉造影诊断冠心病的结果。在这些研究中,心肌灌注显像诊断冠心病的灵敏度平均为82%,特异性平均为88%。在同一患者组,运动试验ECG的灵敏度为50-80%4。刘秀杰等曾报道了阜外医院50例运动试验T1-201心肌灌注显像与冠状动脉造影的对比,运动试验T1-201心肌显像对于诊断冠心病的敏感性为94%,特异性为82%4a。根据心肌平面或断层图像的心肌灌注缺损的部位,还可以判断冠状动脉狭窄的部位。Tc-99m标记MIBI5-9或Tetrofosmin10:11;12 心肌显像与T1-201心肌灌注显像检测冠心病的准确性是相近的。文献报道,潘生丁负荷试验心肌SPECT显像诊断CAD的灵敏度为89%,特异性为78;腺苷负荷试验心肌SPECT显像的灵敏度为88,特异性为85。多巴酚丁胺负荷试验对于诊断CAD,也有较高的灵敏度和特异性。由此可见,药物负荷试验心肌灌注显像与运动试验心肌灌注显像诊断冠心病的准确性没有明显的差别。近年来,一些临床研究表明,衰减校正、门控心肌灌注断层显像可以提高心肌灌注显像诊断冠心病的特异性13。 2.急性心肌梗塞 在临床症状典型、酶学检查异常和心电图改变明显的患者,诊断急性心肌梗塞是不困难的。因此,心肌显像不是诊断急性心肌梗塞的首选检查方法,特别是对于急性心肌梗塞可能性大的患者。但是,大约10%的急性心肌梗塞患者的临床症状、酶学检查和心电图改变不典型。对于相当一部分因急性胸痛而就诊的患者,因为临床上不能除外急性心肌梗塞,因此,对这些患者必须留观。另据报道,在因急性胸痛而到急症室就诊的患者中,其中,相当一部分患者的胸痛是由于非心脏的原因所引起的。近年来的一些研究显示,在急诊室,进行静态心肌灌注显像对于急性胸痛患者的临床处理具有很重要的价值14-19。静态心肌灌注显像异常的患者,需要进一步的诊断和治疗;静态心肌灌注显像正常可以除外急性心肌梗塞和不稳定性心绞痛,这些患者可以安全地回家,在必要时,再进行负荷试验心肌灌注显像来确定有无心肌缺血或明显的冠状动脉狭窄。 心肌灌注显像在急性心肌梗塞患者的应用还有:检测心肌梗塞后的心肌缺血,估价心肌活力和估价心肌梗塞患者的预后。长期以来,有创性的冠状动脉造影和冠状动脉再血管化被认为是心肌梗塞患者的最有效的诊断、治疗方案。最近,美国的一项多中心临床试验(VANQWISH)结果清楚地表明,应用心肌显像的心肌缺血指导的"保守性"诊断、治疗方案是安全、有效的20。 3.心肌活力的估价 放射性核素显像是临床上应用最广泛的估价心肌活力的方法。在放射性核素显像中,静态-再分布T1-201显像21和负荷试验-再注射T1-201心肌显像22是最常用的。对于静态Tc-99mMIBI或Tc-99m tetrofosmin心肌显像估价心肌活力的价值,尚有些争论23。1993年,何作祥等报道了硝酸酯增加T1-201心肌SPECT显像估价心肌活力的灵敏度24。继后,一些作者对硝酸酯心肌显像估价心肌活力进行了研究,报道了类似的结果25。与静态显像相比,硝酸酯Tc-99mMIBI 心肌灌注显像明显地增强了检测心肌活力的灵敏度。一些研究显示,硝酸酯心肌显像对于预测冠状动脉再血管化后局部室壁运动的改善具有较高的准确性26。总之,常规心肌灌注显像方法简便、费用相对便宜,是临床上估价心肌活力的比较可靠、实用的方法23。 (表-3,4) 4.预后的判断 心肌灌注显像估价预后的价值已得到了广泛的临床证明33 。大量的临床资料表明,心肌灌注显像正常预示病人的预后良好,心脏事件的发生率小于每年1%33,与正常人群相似。即使冠状动脉造影显示冠状动脉狭窄的存在,心肌灌注显像正常的患者的预后也是很好的34-39。心肌显像也可以判断处于"高危险状态"的冠心病患者。这些患者的心肌显像的表现为:多发性的可逆性灌注缺损累及二个或多个冠状动脉血管床,在定量分析为大面积的灌注缺损;运动试验后肺对T1-201的摄取增加;运动试验后左心室心腔-过性扩大。在确诊的或可疑冠心病患者,心肌灌注显像显示的心肌灌注缺损的节段数或范围和可逆性灌注缺损的程度是心脏事件的独立预测因子。Ladenheim等40报道:运动试验耐力好,达到预期最大心率的85%,灌注显像无异常者,心肌梗塞或其它严重并发症的发生率仅为每年0.3%;而运动试验耐力差,3个或更多个节段的心肌灌注异常,心脏事件的发生率高达每年26%-78%。Pollock等41报道,临床资料和平面心肌灌注显像参数相结合比临床资料和冠状动脉造影参数相结合能提供更重要的预后资料。Iskandrian等42发现,即使患者已经有了冠状动脉造影的结果,运动试验T1-201心肌SPECT仍提供递增的预后资料。 5.介入治疗的适应症的选择及术后疗效的判断 介入治疗前,心肌灌注显像被广泛地应用于评价心肌缺血的范围和程度以及心肌活力。介入的心肌灌注显像可以估价冠状动脉旁路移植术、经皮冠状动脉腔内成形术(PTCA)等介入疗效43。在临床上,心肌灌注显像的主要临床应用是估价介入治疗后的心肌缺血,如检测冠状动脉旁路移植术后"搭桥的"或自身的冠状动脉病变、经皮冠状动脉腔内成形术后的冠状动脉再狭窄等。 6.心肌病的鉴别诊断 原发性扩张型心肌病为弥散性的心肌退行性变,间质内可有灶性纤维化,因此,心肌显像可见放射性分布不均匀,同时有心腔扩大,心室壁变薄等表现,心肌灌注缺损通常为"不可逆性的"缺损。缺血性心肌病为冠状动脉严重粥样硬化的结果,因而心肌显像的表现以按冠状动脉血管床分布的节段性缺损为主。肥厚性心肌病的心肌呈普遍性肥厚,心室腔变小。非对称性肥厚性心肌病可见某一室壁心肌增厚,放射性浓聚,而其他部位则表现相对放射性稀疏。 【1】【2】【3】【4】【5】下一页 返回 放射性核素显像在心血管病的应用 何作祥 史蓉芳 二、心室整体和节段功能测定 应用放射性核素心室造影测定左、右心室功能,包括整体收缩、舒张功能与局部室壁运动,已被广泛地应用于临床。一般认为,在正常人,静态左室射血分数大于50%,右室射血分数大于45%。运动试验时,正常人的射血分数升高应大于5%(绝对值),如运动试验时,射血分数的升高小于5%即为运动试验不正常。左室舒张期功能的指标有:高峰充盈率,高峰充盈时间,平均充盈率及心房收缩相等。左室高峰充盈率反映了快速充盈期的变化,是被广泛应用的指标。但高峰充盈率的异性低,它与左室的负荷、射血分数及等多种因素有关。 静态射血分数对急性心肌梗塞患者的预后的估测是有价值的。我院测定了68例急性心肌梗塞病人发病48小时内的左室射血分数,并定期随诊到242天,其中5例死亡。射血分数小于30%者,半年内死亡率31%;射血分数大于30%者,无一例死亡。Rocco等报道,在射血分数正常的患者,急性心肌梗塞的死亡率为每年2-4%;而在射血分数20%-30%的患者,年死亡率为12%;在射血分数小于20%的患者,年死亡率高达47%。1983年,Jones等44报道了运动试验左室射血分数的预后意义,运动试验中,射血分数降低组比对照组死亡率高20%。美国国立卫生研究所(NIH)报道,三支血管病变、运动试验中出现ST段降低和射血分数减低的冠心病患者,4年死亡率为29%;而对照组(三支血管病变、运动试验中无心肌缺血表现者)的死亡率为0%,因此,运动试验射血分数对估价冠心病患者的预后是有价值的45。 放射性核素心血管造影对室壁瘤的诊断有很大价值。左心室室壁瘤多发生在左室前壁和心尖部位,电影显示可见局部有反向运动,收缩末期边界超越舒张末期边界;位相分析可见局部位相明显延迟,而与心房、大血管位相同步,称为"反相"。本法对心尖及前壁室壁瘤的诊断准确率达95%,也可判断室壁瘤切除术的疗效。 【1】【2】【3】【4】【5】下一页 返回 放射性核素显像在心血管病的应用 何作祥 史蓉芳 三、心肌代谢显像 在生理状态下,棕榈酸占循环脂肪酸原25-30%,它在血液中与清蛋白结合,是心肌能量代谢的主要底物。正常情况下,心肌的总的能量产物的40-80%来自脂肪酸氧化,其中大约一半来自棕榈酸的氧化。心肌对C-11-棕榈酸的摄取是通过被动扩散,在心肌细胞内,脂肪酸从清蛋白上转移到细胞内的载体蛋白上,以原形存在或被硫脂化。C-11-乙酸被用于心肌正电子断层显像(PET)显像估价心肌有氧代谢。在心肌细胞内,乙酸首先通过一个合成酶被转化为乙酰辅酶A,后者经三羧酸循环氧化为C-11-C02。因此,C-11-C02的清除反映心肌的血流和代谢状态。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,在缺血的心肌,心肌能量代谢从脂肪酸和葡萄糖的有氧氧化转向葡萄糖的无氧酵解。F-18-脱氧葡萄糖(FDG)被广泛地用于心肌PET显像估价心肌的葡萄糖代谢。PET灌注/代谢显像被公认为是估价心肌存活的最可靠的方法,特别是对于心肌梗塞、心室功能严重受损的患者。在冠状动脉狭窄患者,血流灌注减低、FDG摄取正常或相对增加(灌注-代谢不匹配)标志心肌缺血但仍然存活;血流灌注减低、FDG摄取亦减低(灌注-代谢匹配)标志心肌缺血但仍然存活;血流灌注减低、FDG摄取亦减低(灌注-代谢匹配)标记心肌细胞不再存活46;47。一些研究表示,PET灌注/代谢显像预测冠状动脉狭窄患者在冠状动脉再血管后心室功能变化的阳性预见率为73-85%,阴性预见率为74-92%23,而且,对于判断患者的预后具有重要的价值(表-5)。但是,由于心肌PET代谢显像的费用昂贵,而且技术相对复杂,不可能常规临床应用。应用SPECT进行FDG代谢显像可能使FDG代谢显像得到较广泛的临床应用。 近年来,一些发射单光子的放射性核素标记的脂肪酸被应用于人体心肌代谢显像,如I-123标记IPPA52;53、BMIPP54等,这此放射性药物的应用可能使心肌代谢显像得到更广泛的临床应用。 【1】【2】【3】【4】【5】下一页 返回 放射性核素显像在心血管病的应用 何作祥 史蓉芳 四、放射性核素下肢深静脉造影 经足背静脉放射性药物,如Tc-99m大颗粒聚合人血清白蛋白(MAA),通过动态和延迟的静脉显像,可以显示示踪剂 从腓静脉 蝈静脉 股静脉 髂静脉 下腔静脉回流的全过程,用以判断有无下肢深静脉梗阻或侧支循环形成。在正常情况下,深静脉显影,浅静脉通常不显影,无侧支循环,无明显放射性储留。与X线静脉造影对比,放射性核素静脉造影探测下支深静脉血栓的准确性为85-90%,对于盆腔和股静脉血栓的诊断准确最高,是一种可靠的、无创性的检测下肢深静脉血栓的方法。 【1】【2】【3】【4】【5】下一页 返回 放射性核素显像在心血管病的应用 何作祥 史蓉芳 五、心脏神经受体显像 心脏对血压或精神紧张的反应是通过自主神经系统和心脏受体,如胆碱能和肾上腺能受体来实现的,胆碱能受体包括烟碱和毒蕈碱受体;肾上腺能受体包括肾上腺受体。受体系统的异常可以通过标记受体激活剂或拮抗剂的心脏受体显像来检测。 F-18-FMR和C-11-HED都是代谢稳定的,去甲肾上腺素假性神经递质。应用F-18-FMR或C-11-HED可以获得清晰的心脏的肾上腺能神经分布的图像。C-11-HED是目前唯一被获准临床应用的节前交感神经PET显像的显像剂,可应用于估价人全权的心脏交感神经。节后神经原显像剂有:C-11螺环哌啶酮(MQNB),一种毒蕈碱受体拮抗剂;C-11-CGP-12177,一种亲水性去甲肾上腺素受体拮抗剂。后者已被临床上用于PET显像估价肾上腺素能受体。 I-123或I-131标记的去甲肾上腺素类似的物间碘苄胍(MIBG),可与心肌细胞的 β1受体结合,从而,显示心脏中该受体的分布。MIBG显像可以应用伽玛照相机或SPECT来进行,已被应用于估价心肌病、心律失常和心力衰竭等。 参考文献 1. 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