1、心 脏 核 医 学,核 医 学 科 张卫方,Nuclear cardiology,女性,70岁,间断胸闷2个月。高血压 20年。糖尿病10年。 临床心电图提示ST-T改变 运动平板试验(),nuclear cardiology,心肌灌注显像 (Myocardial perfusion imaging),Main procedures,Myocardial perfusion imaging (status of the myocardium and coronary perfusion) Cardiac positron emission tomography (Detection of my
2、ocardial viability) Infarct-avid imaging (detection of acute myocardial infarction) Radionuclide ventriculograghy (status of heart function),Myocardial perfusion imaging,心肌细胞对某些放射性阳离子选择性的摄取,摄取的多少与该部位冠脉血流量成正比 局部心肌缺血、细胞坏死或瘢痕形成放射性减低或缺损区,故为 ,“冷区显像”,心脏解剖,正常冠脉的储备很强,耗氧增加时,冠脉血流可增至原来的45倍,保持氧供需平衡。 冠脉狭窄至50,静息时
3、冠脉血流仍保持正常。 冠脉狭窄,运动负荷时,狭窄或闭塞冠脉不能相应扩张,相对缺氧缺血 心绞痛 心电图改变 局部血流灌注的相对减低,冬眠心肌(hibernate myicardium) 长时间冠脉血流减少,心肌节段性室壁运动减低,而心肌细胞存活,但心肌灌注、收缩力减弱。 降低心脏功能适应冠脉供血不足的状态,机体预防心肌不可逆损伤的一种内源性保护机制。 冠脉恢复血供,冬眠心肌的功能可恢复。,Thallium 201chloride( 201 Tl) Technetium99m sestamibi( 99m TcMIBI) 99m Tc-tetrofosmin 82Rb, 13N-NH3 , 15O
4、-H2O,Imaging agents,201TlCl(氯化亚铊) 加速器生产,t1/2=72h,心肌显像利用6980kev特征x线 与k+相似均为一价阳离子,主要通过Na-K ATP酶系统主动转运进入心肌细胞 摄取及清除速度与冠脉血流量正相关。,负荷像,延迟像,Ischemia,Infarction Severe ischemia,99mTc -MIBI( 99mTc sestamibi) 正一价99mTc的络和物,进入细胞的量与局部冠脉血流量有关。进入心肌细胞的线粒体内,无明显心肌清除和再分布,负荷像,静息像,Ischemia,Infarction Severe ischemia,99mT
5、c-tetrofosmin(P53) 优点是标记过程简单,已被FDA通过用于临床。 Rb-82 与钾离子类似,主要通过Na-K ATP酶系统主动转运进入心肌细胞,T1/2 72秒,STRESS TEST 静息状态:代偿扩张,心肌氧的供需平衡,心功能正常,心肌血流灌注显像正常。 运动负荷:负荷增加,冠脉不能有效扩张,灌注区血流量明显低于正常区域。 (收缩力和顺应性降低,心脏功能在运动负荷后不能增强,甚至反而降低,可检测冠状动脉的储备功能,从而达到早期诊断冠心病的目的),STRESS TEST,1)Exercise stress:次极量踏车试验 2)Pharmaceutical stress:潘生
6、丁;腺苷;多巴酚丁胺,Endpoint and indications for terminating a stress test,运动达次极量195-年龄。 或出现以下情况,ECG出现ST段水平比运动前或下斜形下移0.1mv 严重的心绞痛 血压下降严重心律失常 病人无法忍受,Pharmaceutical stress 腺苷:与A2 腺苷受体结合,扩张冠状动脉,正常冠脉扩张,狭窄的冠脉不能有效扩张。 潘生丁,抑制腺苷脱氢酶的活性,减少内源性腺苷的分解。 多巴酚丁胺:正性肌力药物,增强心肌收缩力。,Imaging protocols,99mTc-MIBI:先行负荷显像, 隔日行静息显像。 201
7、Tl:负荷注药10 min后行负荷显像, 35 h后行延迟显像。 判断心肌存活延长至24小时观察有无再分布,Imaging methods,心肌断层显像 门控心肌断层显像,Imaging methods,短轴,垂直长轴,水平长轴,影像分析,1.断层影像 重建 短轴 short axis slices 水平长轴 horizontal long axis slices 垂直长轴 vertical long axis slices 2.靶心图 bullseye plot 3.肺/心比值(LHR) 4.门控影像,定性诊断,诊断Tomogram异常标准: 两个不同轴向相应节段、连续2层以上出现异常的放射
8、性减低或缺损区。,Diagnostic patterns(异常类型): 1. Reversible defect 2. Nonreversible defect 3. Mixed style 4. Patch style,Reversible defect,Nonreversible defect,Mixed style,极坐标靶心图 polar bullseye plot,以心尖short axis tomogram为中心,由心尖至心底各层短轴影像以同心圆形式依次套排成二维bullseye plot,以不同的颜色或灰阶显示室壁各部位放射性计数。 计算机自动将相对计数值低于正常均值减2.5个标
9、准差的区域用黑色表示,称为blackout bullseye plot。,定量诊断,Bullseye plot上可清楚显示冠状动脉的供血区,可以根据心肌灌注缺损区所在节段对冠脉病变进行定位。,计算机自动将相对计数值低于正常均值减2.5个标准差的区域用黑色表示,称为blackout bullseye plot。,变黑区可以估测心肌缺血或梗塞面积,各层叠加可计算缺损区的体积,肺/心比值(LHR),201TlCl 显像 肺平均计数/左心室平均计数 0.35-0.45 多支病变、LAD严重狭窄,左室功能失调,壁僵硬,充盈压 , 肺201Tl摄取增加 LHR 提示高危状态,门控心肌断层显像,Gated
10、tomography,可分别得到舒张末、收缩末及反映室壁增厚、室壁运动极坐标靶心图。还可计算左室舒张末及收缩末容量、每搏出量及EF值,Clinical application,1. Detecting coronary artery disease Myocardium ischemia Myocardium infarction,心电图: 准确性、特异性6070,定位欠准确。,超声心动: 简便、易行。观察心脏大小、功能、瓣膜、心肌病变有较大优势。冠心病的诊断特异性较差。,因,果,冠状动脉造影,有创、有一定的禁忌证。PTCA、CABG时其是必要手段。 对于斑块稳定,心肌血流细胞功能难以检测。狭
11、窄的病生理意义到底如何? CAG正常,心肌缺血能否排除?,CT Angiography,“CTA有较高阴性预测价值,若CTA未见狭窄病变,一般可不进行有创检查。但CTA对狭窄病变及程度的判断仍有一定限度,特别是当有钙化存在时,会显著影响狭窄程度的判断,而钙化在冠心病患者中相当普遍,因此仅能作为参考” 高润霖院士,冠心病的诊断,(1)心肌缺血: Reversible defect (2)心肌梗死: Nonreversible defect (3)心梗伴周围缺血:Mixed style,心肌缺血的诊断,负荷,静息,负荷,静息,心肌梗塞的诊断,心肌梗塞的诊断:ECG 酶学 CK、TNT等,老年人症状
12、及心电图不典型时 急性心梗合并左束支传导阻滞和心室肥厚 肺心病出现Q波 梗塞后缺血灶的检出,帮助进一步治疗。,负荷,静息,心肌梗塞伴缺血的诊断,Clinical application,2.Risk stratification and prognosis 3.Expected outcome after PCI 4.Assistant diagnosis of ventricular aneurysm 5. Myocardial viability,负荷心肌显像正常: 心脏事件年发生率1% 多支病变,缺血区大、严重: 心脏事件年发生率612倍于正常,存活心肌:冬眠心肌 (hibernatio
13、n myocardium) 在静息状态即存在严重缺血的心肌,心肌细胞的收缩功能受损,但心肌细胞膜完整,仍保留有一定的代谢活动,缺血解除后心肌细胞收缩功能可以恢复。 心肌活性(viability)测定的意义: 预测冠脉血运重建后左室收缩功能能否改善。,判断存活心肌方法,(1)201TL 24 h延迟显像 (2)201TL再注射显像 (3)99mTc-MIBI硝酸甘油介入显像 (4)乏氧心肌组织显像 (5)18F-FDG心肌代谢显像-“金标准”,其它心脏疾病 1. 心肌病的鉴别诊断: (1)扩张型心肌病: 心腔大,室壁薄,“花斑”样改变 (2)肥厚型心肌病: 室壁对称或不对称增厚,心腔变小 (3)
14、缺血性心肌病: 心腔扩大,呈节段性放射性缺损 2. 川崎病冠脉受累情况的判断:,又名皮肤黏膜淋巴结综合症,28月小儿好发,全身血管炎,急性热性发疹性疾病,多侵犯冠脉,冠脉瘤、狭窄、或血栓,甚至心梗,心肌代谢显像 (myocardial metabolism imaging),心肌细胞根据血浆中底物浓度不同利用不同的能源物质 空腹 进食(糖负荷)-胰岛素 -glucose主要能量底物 缺血心肌氧供 -游离脂肪酸氧化 - glucose 氧化、无氧酵解,血糖胰岛素低游离脂肪酸能量底物,脂肪酸代谢显像:11C-palmitic 游离脂肪酸的示踪剂 有氧代谢显像: 11C-乙酸乙酰辅酶A -三羧酸循环
15、 氨基酸代谢显像:13N-谷氨酸,11C(T1/2 20.4 min)、 13N (T1/2 10 min),了解,葡萄糖代谢显像,18F-FDG(18F-fluorodeoxyglucose) 氟代脱氧葡萄糖,存活心肌的检测:判断心肌存活的“金标准” 将心肌灌注影像与18F-FDG影像比较分析,perfusion imaging (99Tcm-MIBI) metabolism imaging (18F-FDG),Mismatch Match,defect,defect,defect,Fill in,alive,scar,84,血流灌注明显减低,代谢基本正常或增高。提示下壁和后壁心肌存活。,血
16、流灌注明显减低,代谢与之匹配。提示前壁、心尖心肌梗死无存活。,心肌脂肪酸显像,Infarct-avid imaging (急性心肌梗死灶显像),放射性药物选择性浓聚在急性坏死的心肌组织中 显像剂: 骨显像剂: 99mTc-PYP、 99mTc-MDP 与Ga的沉积有关。 非骨显像剂:111In, 99mTc-antimyosin (抗肌凝蛋 白抗体)。可进入坏死 心肌细胞内,与肌凝蛋白结合。,了解,异常影像:Hot spot imaging,12h开始显影, 48-72h最浓, 1w后减低,临床应用,急性心肌梗塞的诊断(111In-AM特异性较高 ) 急性心梗预后的判断 急性心肌炎的辅助诊断(
17、 111In-AM 弥漫性) 心脏移植后排异反应的检出,1、心肌灌注显像的基本原理及临床应用。注意不同显像剂在显像原理和方法上的区别。 2、心脏负荷试验意义是什么? 3、心肌细胞活性测定的方法、原理及临床意义。,Answer them!,review,心肌灌注显像(门控) 心肌代谢显像 心肌梗塞灶显像,心室显像及心功能测定 Cardiac Ventricular Imaging and Ventricular Function Measurement,首次通过法 First pass ventricular imaging 平衡法 Equilibrium ventricular imaging
18、,93,原理和方法,显像剂:99mTc-RBC 体位:前位、左前斜45,左侧位 多门电路采集(Multiple Gated,MUGA),97,Multigated acquisition,ventricular volume curve,影像分析与结果判断,1)局部室壁运动分析 心动电影(定性) 轴缩短率(定量)正常20% 2)左心室容积曲线分析及功能测定 EF(射血分数,Ejection Fraction) PFR(高峰充盈率, Peak Filling Rate) 3)时相分析 Phase Analysis,LAO,心动电影,LL,ANT,Abnomal types of regional
19、 wall motion,正常 运动减低 无运动 反向运动,轴缩短率,正常20,室壁运动异常的类型,1. 弥漫性室壁运动减低: 扩张性心肌病,心衰。 2. 局限性室壁运动减低: 冠心病(心肌梗死或严重缺血) 室壁瘤(反向运动),Time activity curve (ventricular volume vutve),Parameters of ventricular systole function(收缩功能参数) 左或右心室射血分数(ejection fraction,EF) EF(%) =(EDV-ESV)/EDV*100 LVEF50%, RVEF40% 运动后上升5 高峰射血率(P
20、ER) 1/3射血分数(1/3EF) 局部EF值,左心室局部EF值,Parameters of ventricular diastole function(舒张功能参数),高峰充盈率(peak filling rate,PFR) 左室PFR 2.1 1/3充盈率(1/3FR),象素( Pixel),time,counts,Phase analysis 时相分析,时间-放射性曲线 傅立叶转换(fourier transform)-正弦或余弦拟合,将时间函数转变为角度函数。获得每个像素的两个参数。 时相(像素开始收缩的时间)-时相图 -时相电影 -时相直方图 收缩振幅-振幅图,振幅图:反映心脏收缩
21、的强度 时相图:反映心脏开始收缩的同步性协调性 时相直方图:房、室时相度数频率分布图 时相电影:将心室各pixel区时相出现的顺序显示于心动周期各系列影像相应的部位上,显示,收缩开始的先后顺序-反映激动传导过程。,a 振幅图 b 时相图 相角程65-70 c 时相直方图,时相电影,临床应用,1、冠心病心肌缺血的诊断 运动负荷:次极量踏车试验 (85%预期最大心率,195 年龄),或 a. ST段水平或下斜型压低1mm; b. 严重心绞痛; c. 血压下降; d. 严重心律失常。,冠心病心肌缺血的表现,EF值上升5%或下降; PFR上升幅度低于正常人; 局部室壁运动或功能减低; 局部时相延迟。,
22、2、评价左右室的功能,EF值 PFR,1/3 PFR 相角程 室壁运动,3.室壁瘤的诊断(诊断符合率95%)反向运动;时相延迟,振幅下降,室壁瘤峰 4.传导异常的诊断:束支传导阻滞,室壁瘤,心肌病,心室显像及心功能测定的优缺点,优点: 1.受操作者主观性影响小,重复性好; 2.获得反映左室功能的指标多。 缺点: 1.心脏解剖结构显示不满意; 2.操作复杂,价格高。,核心脏病学新进展 (分子影像学进展),心脏神经受体显像 粥样硬化斑块显像 心肌细胞凋亡显像 乏氧心肌组织显像,心脏神经受体显像,研究最多的有123IMIBG(间碘苄胍),心脏交感神经能受体显像,MIBG在检测心力衰竭中的应用; 估价
23、心衰的严重程度,比LVEF敏感 测定内科药物治疗的效果与反应 预测发生室性心律失常心脏猝死的风险,,autonomic nervous system assessment,核素斑块显像 从活体生化的角度显示动脉内斑块的生化成份与功能的变化,目前有以下的工作: 标记LDL,氧化LDL,人免疫球蛋白抗体显像 标记斑块内平滑肌细胞抗体显像; 与斑块中巨嗜细胞、单核细胞、平滑肌细胞上嘌呤受体结合显像。,心肌细胞凋亡显像,核素标记的Annexin V,可以进行细胞凋亡显像,检测某种疾病导致的细胞凋亡异常反应,在心血管的应用,主要诊断急性心肌梗死、急性心肌炎以及心脏移植后排异反应的监测。,血管生成显像,1.平衡法门控心室显像的原理? 2.何为心室容积曲线? 3.门控心室显像在冠心病方面是如何应用的?室壁瘤如何诊断?,Answer them!,参考文献,核医学 (长学制教材) 临床核医学(潘中允) 美国核心脏病学杂志 Journal of Nuclear Cardiology Textbook of nuclear medicine (James H.),