1、l心血管核医学心血管核医学l 心血管核医学是心脏病学和核医学的一个交叉分支学科心血管核医学是心脏病学和核医学的一个交叉分支学科l 用于冠心病诊断、冠脉病变程度和范围的评价、心肌存活用于冠心病诊断、冠脉病变程度和范围的评价、心肌存活的评估、预后和疗效的判断。其灵敏度与特异性均可达的评估、预后和疗效的判断。其灵敏度与特异性均可达90%左右左右l 心肌炎和心肌病的辅助诊断心肌炎和心肌病的辅助诊断背景背景l 2020世纪世纪70 70 年代早期开始，美国核素心肌显像的临床应用年代早期开始，美国核素心肌显像的临床应用每年以大于每年以大于15%15%的速度上升，的速度上升，20032003年全美国所进行的
2、负荷年全美国所进行的负荷核素心肌显像已超过核素心肌显像已超过900900万例次万例次l ACC/AHA/ASNCACC/AHA/ASNC指南中提出把核素心肌显像等无创伤性检查指南中提出把核素心肌显像等无创伤性检查手段作为冠状动脉造影的手段作为冠状动脉造影的“把门人把门人”以降低冠状动脉造以降低冠状动脉造影阴性率，减少医疗花费影阴性率，减少医疗花费l 我国冠心病的发病率呈持续上升趋势，但核素显像的开展我国冠心病的发病率呈持续上升趋势，但核素显像的开展不足，全国的心肌灌注显像病例估计每年不到不足，全国的心肌灌注显像病例估计每年不到10 万例。万例。心电图运动实验仍是主要手段心电图运动实验仍是主要手
3、段主要内容主要内容心肌灌注显像心肌灌注显像Myocardial Perfusion Imaging，MPI原理原理l正常心肌细胞可摄取某些正一价放射性阳离子，从而使正常心肌细胞可摄取某些正一价放射性阳离子，从而使心肌显影，并且心肌聚集放射性多少与心肌血流灌注量心肌显影，并且心肌聚集放射性多少与心肌血流灌注量正相关正相关l坏死心肌和缺血心肌摄取能力丧失或局部血流灌注减低坏死心肌和缺血心肌摄取能力丧失或局部血流灌注减低而出现放射性分布缺损或稀疏区而出现放射性分布缺损或稀疏区介入试验原理介入试验原理作用及分类作用及分类l 主要用于诊断心肌缺血主要用于诊断心肌缺血 运动负荷试验运动负荷试验 exerc
4、ise stress test 药物负荷试验药物负荷试验 pharmaceutical stress testexercise stress testpharmaceutical stress testl潘生丁，腺苷：潘生丁，腺苷：血管扩张剂，静脉注射后正常冠脉血流血管扩张剂，静脉注射后正常冠脉血流量增加量增加3-43-4倍，已狭窄冠脉则不能扩张，扩大了正常心倍，已狭窄冠脉则不能扩张，扩大了正常心肌和缺血心肌血流量的差别肌和缺血心肌血流量的差别l多巴酚丁胺：多巴酚丁胺：作用于心脏作用于心脏1 1受体受体,使心率加快、心肌收使心率加快、心肌收缩力增强，心肌耗氧量增加缩力增强，心肌耗氧量增加显像剂
5、显像剂l SPECT心肌灌注显像剂心肌灌注显像剂 201TL 99mTc-MIBI 99mTc-tetrofosmin 99mTc-teboroximel PET心肌灌注显像剂心肌灌注显像剂 15O-H2O，13N-NH3、82Rb201TLl 由加速器生产，它的生物特性近似由加速器生产，它的生物特性近似K+l 首次通过心肌的摄取率为首次通过心肌的摄取率为85%，l 被局部心肌摄取量及随后被清除的速度均与该部位心肌血流被局部心肌摄取量及随后被清除的速度均与该部位心肌血流量呈正相关。量呈正相关。“再分布再分布”现象现象l 一次静脉注射后能获得负荷和静息心肌灌注显像一次静脉注射后能获得负荷和静息心
6、肌灌注显像201TL再分布再分布 Redistributionl正常心肌于负荷高峰时摄取正常心肌于负荷高峰时摄取201Tl最高，以后逐渐洗脱最高，以后逐渐洗脱l缺血心肌在负荷时局部血流减少，摄取缺血心肌在负荷时局部血流减少，摄取201Tl减少，显像时呈现减少，显像时呈现局部放射性稀疏或缺损；但由于局部放射性稀疏或缺损；但由于201Tl从缺血心肌的洗脱明显低从缺血心肌的洗脱明显低于正常心肌，且在缓慢摄取，因此于正常心肌，且在缓慢摄取，因此34小时后再次显像时缺血小时后再次显像时缺血心肌的放射性分布接近正常心肌，这种现像被称之为心肌的放射性分布接近正常心肌，这种现像被称之为“再分布再分布”l是心肌
7、缺血的特征性表现是心肌缺血的特征性表现l201Tl 24 h延迟显像，延迟显像，201Tl再注射显像再注射显像，201Tl静息静息延迟显像可延迟显像可增加缺血心肌的检出率。增加缺血心肌的检出率。99mTc-MIBI l 由钼锝发生器生产，首次心肌的摄取率为由钼锝发生器生产，首次心肌的摄取率为65%l 在心肌的分布与局部心肌血流呈正比在心肌的分布与局部心肌血流呈正比l 没有明显再分布，负荷与静息需要两次注药没有明显再分布，负荷与静息需要两次注药l 物理性能好，半衰期短，可以给予较大剂量，图像质量好物理性能好，半衰期短，可以给予较大剂量，图像质量好 201TL99mTc-MIBI 物理半衰期物理半
8、衰期74h6.02h射线能量射线能量（KeV）69-80140辐射吸收剂量辐射吸收剂量（GY/MBq）全身全身72，肾，肾432全身全身4，肠肠42允许使用剂量允许使用剂量(MBq)74-148740-925影像质量影像质量欠佳，不能门控欠佳，不能门控好，可以门控好，可以门控再分布再分布有有无无开始显像时间开始显像时间10分钟分钟1-1.5小时小时灵敏度，特异性灵敏度，特异性好好与与201TL类似类似来源来源加速器加速器发生器发生器201Tl与与99Tcm-MIBI的比较的比较方法方法l 断层显像：通常自右前斜位断层显像：通常自右前斜位4545至左后斜位至左后斜位45 45，5 5-6 6o
9、o 采采集集1 1帧，帧，共采集共采集3030-3636帧帧，采用滤波反投影法重建为短轴，采用滤波反投影法重建为短轴（SASA）、垂直长轴）、垂直长轴(VLA)(VLA)和水平长轴和水平长轴(HLA)(HLA)图像图像l 门电路断层显像：利用门控技术门电路断层显像：利用门控技术同时获得心脏的心肌血流同时获得心脏的心肌血流灌注和室壁运动情况，获得左室射血分数灌注和室壁运动情况，获得左室射血分数图像分析图像分析l定性分析定性分析 断层影像：断层影像：短轴短轴(SA)，垂直长轴垂直长轴(VLA)，水平长轴，水平长轴(HLA)l定量分析定量分析 靶心图靶心图 心室收缩功能参数心室收缩功能参数前壁前壁前
10、间壁前间壁后壁后壁后间壁后间壁前侧壁前侧壁后侧壁后侧壁近基底近基底前壁前间壁后壁后间壁前侧壁后侧壁定性分析定性分析 短轴位，短轴位，short axis,SA前壁前壁前间壁前间壁下壁下壁后间壁后间壁前侧壁前侧壁后侧壁后侧壁前壁前间壁下壁后间壁前侧壁后侧壁近心尖近心尖垂直于心脏长轴由心尖向基底部垂直于心脏长轴由心尖向基底部前壁前壁下壁下壁心尖心尖后壁后壁前壁下壁后壁心尖定性分析定性分析 垂直长轴，垂直长轴，vertical long axis,VLA平行于心脏长轴而垂直于膈面由室间隔向侧壁方向平行于心脏长轴而垂直于膈面由室间隔向侧壁方向心尖心尖后侧壁后侧壁前间壁前间壁后间壁后间壁前侧壁前侧壁心尖
11、前间壁后间壁前侧壁后侧壁心尖前间壁后间壁前侧壁后侧壁心尖心尖前间壁前间壁后间壁后间壁前侧壁前侧壁后侧壁后侧壁近隔面近隔面上部上部定性分析定性分析 水平长轴，水平长轴，horizontal long axis,HLA平行于心脏长轴由膈面向上平行于心脏长轴由膈面向上前壁下壁后壁心尖 VLA SA HLA问题问题1：各个轴面分别可观察哪个室壁？各个轴面分别可观察哪个室壁？SA：观察前壁，下、后壁，间壁，侧壁：观察前壁，下、后壁，间壁，侧壁VLA：观察心尖，前壁，下、后壁：观察心尖，前壁，下、后壁HLA：观察心尖，间壁，侧壁：观察心尖，间壁，侧壁 前壁前间壁下/后壁后间壁前侧壁后侧壁心尖前间壁后间壁前
12、侧壁后侧壁问题问题2：各个室壁分别由什么轴面观察？各个室壁分别由什么轴面观察？观察前壁、下后壁：观察前壁、下后壁：SA、VLA观察间壁、侧壁：观察间壁、侧壁：SA、HLA观察心尖：观察心尖：VLA、HLA后侧壁 VLA SA HLA后侧壁心尖、部分前壁、前间壁心尖、部分前壁、前间壁问题问题3：以下图像哪个室壁血流灌注减低？以下图像哪个室壁血流灌注减低？stressstressstressrestrestrestSAVLAHLA1.首先判断是什么图像、什么轴面；首先判断是什么图像、什么轴面；2.每个轴面、每层图像都要仔细观察。每个轴面、每层图像都要仔细观察。stressreststressres
13、t极坐标靶心图极坐标靶心图 变黑靶心图变黑靶心图 前壁前壁下壁下壁后壁后壁基底部基底部间壁间壁侧壁侧壁基底部基底部基底部基底部基底部基底部心尖心尖定量分析定量分析 靶心图靶心图定量分析定量分析 左室收缩功能参数左室收缩功能参数l左冠状动脉前降支左冠状动脉前降支(LAD)：左室前壁、前间壁左室前壁、前间壁l左冠状动脉旋支左冠状动脉旋支(LCX)：左室侧壁左室侧壁l右冠状动脉右冠状动脉(RCA)：右室、左室下壁、后间壁右室、左室下壁、后间壁冠状动脉的供血区域冠状动脉的供血区域INPOAPPOLCXLADRCD冠状动脉支配的室壁节段冠状动脉支配的室壁节段负荷负荷-静息态心肌灌注显像异常所见静息态心肌
14、灌注显像异常所见l可逆性缺损可逆性缺损 reversible defectl不可逆性缺损不可逆性缺损 nonreversible defectl混合性缺损混合性缺损 partly reversible defectl“花斑花斑”样改变样改变两个不同断层轴面的相应节段上，连续两层两个不同断层轴面的相应节段上，连续两层或两层以上出现异常的放射性减低或缺损区或两层以上出现异常的放射性减低或缺损区l Stress image缺损，缺损，rest image 又出现显像剂分布或填充又出现显像剂分布或填充l 应用应用201TL显像时，这种随时间的改善称为显像时，这种随时间的改善称为redistributi
15、onl Ischemiareversible defectSAVLAHLA心尖、下后壁、前间壁可逆性缺损：心肌缺血心尖、下后壁、前间壁可逆性缺损：心肌缺血判断是什么图像、什么轴面判断是什么图像、什么轴面回答两个问题：回答两个问题：1.哪个室壁节段血流灌注异常；哪个室壁节段血流灌注异常；2.是否可逆是否可逆l 在在stress和和rest（或（或delay）image都存在缺损而没有变化都存在缺损而没有变化l 心肌梗死或疤痕组织，严重心肌缺血心肌梗死或疤痕组织，严重心肌缺血nonreversible defect广泛心尖、前壁不可逆性缺损：心肌梗死广泛心尖、前壁不可逆性缺损：心肌梗死低估心肌低估
16、心肌细胞活性细胞活性l Stress image放射性缺损，放射性缺损，rest or redistribution image显像剂摄取增加，但仍低于正常水平，或缺损区明显显像剂摄取增加，但仍低于正常水平，或缺损区明显缩小缩小l 心肌梗死与心肌缺血并存心肌梗死与心肌缺血并存partly reversible defectStressRestStressRest心尖、部分前壁、前间壁部分可逆性缺损：心肌梗死伴缺血心尖、部分前壁、前间壁部分可逆性缺损：心肌梗死伴缺血l Stress image及及rest or redistribution image上均上均表现为表现为“花斑花斑”样散在样散在
17、放射性稀疏或缺损区放射性稀疏或缺损区l 多见于心肌病或心肌炎多见于心肌病或心肌炎“花斑花斑”样改样改变变Case 1：部分前壁、前侧壁可逆性缺损：心肌缺血部分前壁、前侧壁可逆性缺损：心肌缺血Case 2：下、后壁不可逆性缺损：心肌梗死下、后壁不可逆性缺损：心肌梗死StressRest临床应用临床应用l冠状动脉造影是诊断冠心病的金标准，但有创，且只能反映冠状动脉造影是诊断冠心病的金标准，但有创，且只能反映毫米级以上的较大血管的形态变化，不能直接反映冠脉循环毫米级以上的较大血管的形态变化，不能直接反映冠脉循环末端心肌血流灌注状况及冠脉储备能力末端心肌血流灌注状况及冠脉储备能力lMPI可显示心肌局部
18、血流灌注情况，结合介入试验可判断是可显示心肌局部血流灌注情况，结合介入试验可判断是否存在心肌缺血，是公认的诊断冠心病可靠的无创性检测方否存在心肌缺血，是公认的诊断冠心病可靠的无创性检测方法法l敏感性和特异性均在敏感性和特异性均在90%左右左右l与冠脉造影可以互为补充与冠脉造影可以互为补充1.冠心病的早期诊断冠心病的早期诊断stressreststressrestl心肌梗塞的定位、面积大小及范围的确定心肌梗塞的定位、面积大小及范围的确定l不能鉴别急性梗塞及陈旧梗塞不能鉴别急性梗塞及陈旧梗塞l 冠心病的严重程度及预后并非总和冠脉狭窄程度成正比冠心病的严重程度及预后并非总和冠脉狭窄程度成正比 l M
19、PI对预后和危险度分级优于冠脉造影对预后和危险度分级优于冠脉造影2.危险度分级及预后估测危险度分级及预后估测Acampa W,The Journal of Nuclear Medicine，2005l 低危：运动低危：运动MPI正常，心脏事件发生率与正常人群相似，预正常，心脏事件发生率与正常人群相似，预后良好，无需血管重建术后良好，无需血管重建术l 高危：运动高危：运动MPI显示多支病变、缺血区大于显示多支病变、缺血区大于2个节段，缺血严个节段，缺血严重，预后不良，需行血管重建术重，预后不良，需行血管重建术l 中危：介于二者之间，可以先接受药物治疗，密切观察，如中危：介于二者之间，可以先接受药
20、物治疗，密切观察，如有加重趋势及时行血管重建术有加重趋势及时行血管重建术MPI将冠心病患者分为低危、中危和高危将冠心病患者分为低危、中危和高危3.评价梗死区内存活心肌评价梗死区内存活心肌l 适应征：心肌缺血或梗死区有存活心肌适应征：心肌缺血或梗死区有存活心肌l 术后影像恢复正常或改善说明重建术成功术后影像恢复正常或改善说明重建术成功l 安全无创，利于随访安全无创，利于随访4.血管重建术适应征的筛选和疗效评价血管重建术适应征的筛选和疗效评价短轴示心尖部的室腔内径大于基底部，长轴示室壁瘤部位不显影，影像呈短轴示心尖部的室腔内径大于基底部，长轴示室壁瘤部位不显影，影像呈扩散形（倒扩散形（倒“八八”字
21、），门控显像可见室壁瘤部位有反向运动字），门控显像可见室壁瘤部位有反向运动5.室壁瘤的诊断室壁瘤的诊断心腔扩大，心室壁弥漫性变薄，放射性分布不均匀，呈散在的、小斑块状心腔扩大，心室壁弥漫性变薄，放射性分布不均匀，呈散在的、小斑块状稀疏，正常区与异常区相互交叉，不呈心肌节段性分布稀疏，正常区与异常区相互交叉，不呈心肌节段性分布,即即“花斑花斑”样变样变化化6.心肌病的鉴别诊断：心肌病的鉴别诊断：扩张型心肌病扩张型心肌病室间隔放射性浓聚，还常见于心尖部，常伴有心腔缩小室间隔放射性浓聚，还常见于心尖部，常伴有心腔缩小肥厚型心肌病肥厚型心肌病心肌代谢显像心肌代谢显像Myocardial metabol
22、ic Imagingl 心肌可利用游离脂肪酸、葡萄糖、乳酸、丙酮酸、心肌可利用游离脂肪酸、葡萄糖、乳酸、丙酮酸、酮体、氨基酸等作为能量来源。其中脂肪酸和葡酮体、氨基酸等作为能量来源。其中脂肪酸和葡萄糖是心肌细胞代谢最主要的能量物质。这些能萄糖是心肌细胞代谢最主要的能量物质。这些能量物质标记以放射性核素，静脉注射入病人体内量物质标记以放射性核素，静脉注射入病人体内后能被心肌细胞迅速摄取，并按照其代谢状况在后能被心肌细胞迅速摄取，并按照其代谢状况在心肌内分布，使用核医学成像仪就可得到心肌代心肌内分布，使用核医学成像仪就可得到心肌代谢影像谢影像心肌代谢显像心肌代谢显像l 葡萄糖代谢显像（葡萄糖代谢显
23、像（18F-脱氧葡萄糖脱氧葡萄糖）l 脂肪酸代谢显像（脂肪酸代谢显像（11C-棕榈酸）棕榈酸）l 有氧代谢显像（有氧代谢显像（11C-乙酸）乙酸）l 氨基酸代谢显像（氨基酸代谢显像（13N-谷氨酸）谷氨酸）心肌葡萄糖代谢显像心肌葡萄糖代谢显像l 空腹时游离脂肪酸是正常心肌的主要能量底物空腹时游离脂肪酸是正常心肌的主要能量底物l 而进餐后正常心肌细胞则主要利用葡萄糖而进餐后正常心肌细胞则主要利用葡萄糖l 葡萄糖是缺血心肌的唯一能源葡萄糖是缺血心肌的唯一能源l 坏死心肌所有代谢活动均停止坏死心肌所有代谢活动均停止原理原理l18F-脱氧葡萄糖（脱氧葡萄糖（18F-deoxyglucose，FDG）是
24、葡萄糖类似）是葡萄糖类似物，与葡萄糖一样能被己糖激酶催化，变成物，与葡萄糖一样能被己糖激酶催化，变成18F-FDG-6-P，由于由于18F-FDG-6-P不是糖酵解的底物，不参与进一步代谢，不是糖酵解的底物，不参与进一步代谢，而以而以18F-FDG-6-P的形式滞留在心肌细胞内的形式滞留在心肌细胞内示意图示意图1818F-FDGF-FDGHexokinaseHexokinase1818F-FDG-6-POF-FDG-6-PO4 4Trapped in cellTrapped in cell GlucoseGlucoseFructose-6-POFructose-6-PO4 4PyruvateP
25、yruvateAnaerobic Anaerobic respirationrespirationCitric Acid Citric Acid cyclecycleH H2 2O COO CO2 2Glucose-6-POGlucose-6-PO4 4显像方法显像方法l 空腹空腹18F-FDG显像（缺血心肌）显像（缺血心肌）l 葡萄糖负荷葡萄糖负荷18F-FDG显像（存活心肌）显像（存活心肌）l 胰岛素负荷胰岛素负荷18F-FDG显像（糖尿病患者存活心肌）显像（糖尿病患者存活心肌）临床应用：检出存活心肌临床应用：检出存活心肌l 心肌灌注显像的不可逆缺损会低估心肌细胞的活性心肌灌注显像的不可逆
26、缺损会低估心肌细胞的活性l 冬眠（冬眠（Hibernation）心肌）心肌l 顿抑（顿抑（stun）心肌）心肌l 心肌存活心肌存活:血流灌注减低的心肌节段，摄取血流灌注减低的心肌节段，摄取18F-FDG正常，或相对增加，即血流、代谢不匹配正常，或相对增加，即血流、代谢不匹配（mismatch）l 梗死或瘢痕梗死或瘢痕:血流灌注减低的心肌节段不摄取血流灌注减低的心肌节段不摄取18F-FDG,即血流即血流-代谢匹配代谢匹配(match)如何判断存活心肌如何判断存活心肌金标准金标准下、后壁，间壁血流灌注减低，摄取下、后壁，间壁血流灌注减低，摄取FDG正常，即血流、代谢不匹配：心肌存活正常，即血流、代
27、谢不匹配：心肌存活Case 1:判断是什么图像、什么轴面判断是什么图像、什么轴面回答两个问题：回答两个问题：1.哪个室壁节段血流灌注异常；哪个室壁节段血流灌注异常；2.代谢显像是否与之匹配代谢显像是否与之匹配下后壁血流灌注减低，不摄取下后壁血流灌注减低，不摄取FDG，即血流、代谢匹配：心肌梗死，即血流、代谢匹配：心肌梗死Case 2:Case 3:MPI:各室壁有不同程度的血流灌注减低各室壁有不同程度的血流灌注减低FDG显像：心尖及部分下后壁不摄取显像：心尖及部分下后壁不摄取FDG：心肌梗死：心肌梗死 前壁、间壁、侧壁摄取前壁、间壁、侧壁摄取FDG：心肌存活：心肌存活99m-18Cardiac
28、 ventricular imaging and measurement of cardiac function原理和方法原理和方法多门电路采集多门电路采集 multigated acquisitionR波为起点，自动、连续、等时并于每波为起点，自动、连续、等时并于每一心动周期采集一心动周期采集16-32帧影像，共采集帧影像，共采集500-700个心动周期个心动周期观察局部室壁运动观察局部室壁运动弥漫性室壁运动减低：扩张型心肌病和各种原因所致心力衰竭弥漫性室壁运动减低：扩张型心肌病和各种原因所致心力衰竭局限性室壁运动减低：冠心病局限性室壁运动减低：冠心病反向运动（矛盾运动）反向运动（矛盾运动）
29、:室壁瘤室壁瘤心室容积曲线分析心室容积曲线分析时相图时相图 phase image时相直方图时相直方图 phase histogram振幅图振幅图 amplitude image时相时相分析分析临床应用临床应用 早期负荷后早期负荷后EF上升上升5%或下降，或下降，PFR上升程度明显低于上升程度明显低于正常，局部室壁运动异常和相角程增宽正常，局部室壁运动异常和相角程增宽 CAD选择手术时机，估计预后，评价药物和手术疗效选择手术时机，估计预后，评价药物和手术疗效示踪剂选择性地被急性梗死心肌所摄取，梗死区显示示踪剂选择性地被急性梗死心肌所摄取，梗死区显示放射性浓集区，正常心肌不显影。又称放射性浓集区
30、，正常心肌不显影。又称心肌热区显像心肌热区显像(myocardial hot spot imaging)l利用放射性核素标记的配体与受体特异性结合的原理，利用放射性核素标记的配体与受体特异性结合的原理，在分子水平显示心脏受体分布、密度和亲和力在分子水平显示心脏受体分布、密度和亲和力l肾上腺素能受体（肾上腺素能受体（1受体）受体）：123I-MIBG、11C-HEDl毒蕈碱受体（毒蕈碱受体（M受体）受体）l心梗、不稳定性心绞痛、心肌炎、扩张性心肌病和糖尿心梗、不稳定性心绞痛、心肌炎、扩张性心肌病和糖尿病患者心肌等等病患者心肌等等思考思考l 1.心肌灌注显像、代谢显像及介入试验的原理心肌灌注显像、代谢显像及介入试验的原理l 2.心肌灌注显像的主要的临床应用有那些心肌灌注显像的主要的临床应用有那些l 3.核医学如何判断存活心肌？与其他影像学的比较核医学如何判断存活心肌？与其他影像学的比较谢谢谢谢
