心血管核医学(cardiovascular-nuclear-medicine)

1心血管核医学2心血管核医学(cardiovascularnuclearmedicine)是应用放射性核素对心血管疾病进行诊断、鉴别诊断、疗效观察和预后评价的核医学分支学科。包括心肌灌注显像、心肌代谢显像、急性心肌梗死显像、心脏神经受体显像、心血池显像及心室功能测定等。3第一节心肌灌注显像心肌灌注显像(myocardialperfusionimaging)是通过SPECT或PET等显像仪器，利用心肌血流灌注显像剂的示踪特性，获得在特定条件下的心肌血流灌注影像，以此了解心肌的供血和存活情况，达到诊断和鉴别诊断，以及预后和疗效观察的目的的一种显像技术。4原理具有正常血供和功能的心肌组织能选择性摄取某些碱性离子或核素标记化合物，应用显像仪器进行心肌平面或断层显像，就能使这部分心肌显影，而血供较差的心肌组织、坏死和瘢痕组织可轻度显影（稀疏）或不显影（缺损），从而达到评价心肌血供和诊断心肌疾病的目的。5●平面显像●断层显像●门电路心肌显像●负荷心肌显像心肌显像的分类6显像剂◆SPECT类显像剂：201Tl、99mTc-MIBI)、99mTc-tetrofosmin(p53)、99mTc-N-NOET、99mTc-teboroxime。◆PET类显像剂：82Rb、13N-NH3和15O-H2O。7显像方法▲平面显像▲断层显像▲门控心肌断层显像8910适应证1.冠心病心肌缺血的早期诊断；2.心肌梗死的评价；3.心肌细胞活力的判断；4.冠状动脉搭桥术或成形术前病例选择和术后疗效评估；5.探测冠状动脉成形术后再狭窄；6.心肌病的诊断与鉴别诊断。11二、图像分析（一）正常影像☆前壁、前间壁及心尖区：左前降支。☆侧壁：左回旋支。☆下壁、后壁：右冠状动脉★心肌节段与冠状动脉供血的关系12（二）异常图像及解释1．可逆性缺损2．部分可逆性缺损3．固定缺损(fixeddefects)4．反向再分布(reverseredistribution)13可逆性缺损14固定缺损(fixeddefects)15左心室各壁心肌血流灌注未见明显异常，左心室收缩功能正常。16（三）心肌灌注影像的定量评价1．缺血程度分级0＝正常1＝轻度或可疑减低2＝中度减低3＝严重减低172．心肌计数密度测定法3．极坐标靶心图分析4．圆周剖面曲线分析1819临床价值（一）冠心病心肌缺血的评价1．心肌显像与冠状动脉造影结果的比较2．冠心病心肌缺血的诊断3．冠状动脉疾病的危险度分级4．负荷心肌灌注显像对冠心病的预测价值5．协助血运重建(revascularization)治疗病例的选择20（二）心肌梗死的评价1．急性心肌梗死的诊断2．急性胸痛的评估3．指导溶栓治疗4．急性心肌梗死预后的早期估计（三）缺血性心脏疾病治疗后的疗效评估21心肌缺血冠脉搭桥术前后心肌影像比较（心肌断层影像）22（四）其它心脏疾病1．心肌病的诊断或鉴别诊断2．心肌炎的诊断3．微血管性心绞痛23性别：男年龄：14y病室：N5床位：12住院号：730339诊断：病毒性心肌炎24第二节心脏负荷试验一、运动负荷试验二、药物负荷试验25一、运动负荷试验在运动负荷的情况下，供血正常的心肌血流呈3～5倍增加，显像剂摄取也随之增多，而冠脉狭窄区的心肌，则不能随运动相应的增加血液灌注，使病变区与正常区心肌的显像剂分布差异增大，有利于显示缺血病灶和鉴别缺血病变是可逆性还是不可逆性。26二、药物负荷试验药物负荷试验的基本原理与运动负荷试验相同，不同的是利用药物(冠状动脉扩张剂)来扩张冠状动脉，达到增加心肌血流的作用。(一)原理27(二)试验方法1.潘生丁(dipyridamole)试验2.腺苷(adenosine)试验3.多巴酚丁胺(dobutamine)试验28第三节心肌细胞活性测定一、存活心肌的认识心肌细胞损害的三种不同结局：1.坏死心肌2.冬眠(hibernating)心肌3.顿抑(stunning)心肌29冬眠心肌由于严重的冠状动脉狭窄或部分闭塞血管的再开放所致的长期低灌注缺血状态下，局部心肌通过自身的调节反应减低细胞代谢和收缩功能，减少能量消耗，以保持心肌细胞的存活，当血运重建治疗后，心肌灌注和室壁运动功能可完全或部分恢复正常。坏死心肌为不可逆性心肌损害30顿抑心肌心肌在短暂的（2～20min）急性缺血再灌注之后，心肌细胞虽未发生坏死，但已发生了结构、功能及代谢的变化，心肌得到有效的血流再灌注后，其功能不能立即恢复，且缺血的时间越长，心脏功能恢复的时间也越长，冠脉血流的贮备功能越差，恢复越慢；顿抑心肌与冬眠心肌不同，一般不需要血运重建治疗。31二、心肌代谢显像估计心肌活性心肌具有利用多种能量底物的能力，其中葡萄糖和脂肪酸是心肌细胞代谢的重要能量底物。将这些底物应用放射性核素进行标记，给病人静脉注射后将被心肌细胞迅速摄取，应用ECT即可行心肌代谢断层显像。32目前用于心肌代谢显像最常用的显像剂有两类，一是发射正电子的核素，主要有18F、11C、15O和13N等，需使用PET或带符合线路的双探头SPECT进行显像；另一类为发射单光子的核素，如123I等，可应用SPECT显像。33（一）葡萄糖代谢显像葡萄糖是心肌作功的重要能量来源物质，18F-FDG是当前最常用和最重要的葡萄糖代谢显像剂，FDG心肌代谢显像也是判断心肌细胞存活准确而灵敏的指标，当心肌灌注缺损区或无功能心肌壁18F-FDG摄取正常或增高时，提示心肌细胞存活；而无FDG摄取则提示心肌坏死。34心肌灌注与葡萄糖代谢显像结合分析有三种情况：1.血流与代谢显像均正常，提示无缺血改变。2.血流灌注明显减低，而葡萄糖利用正常或相对增加，提示心肌缺血但存活。3.心肌血流与葡萄糖代谢均明显减低，提示心肌疤痕和不可逆性损伤。35血流灌注明显减低，代谢基本正常或最高。提示下壁和后壁心肌缺血但存活。36(二)心肌脂肪酸代谢显像心肌脂肪酸代谢显像(myocardialfattyacidmetabolismimaging)常用的显像剂为11C-棕榈酸(11C-palmitate,11C-PA)、123I标记游离脂肪酸等。正常心脏禁食状态下和运动时，乳酸水平上升，乳酸作为心肌的主要能量来源。此时将放射性核素标记游离脂肪酸静脉注射后，能迅速被心肌细胞所摄取，参与心肌的脂肪酸代谢过程，左心室心肌11C-PA摄取均匀。37★冠状动脉狭窄70％时，心肌对11C-PA的摄取减少，清除缓慢，可据此作出缺血心肌的诊断；★心肌缺血时，脂肪酸和葡萄糖代谢显像的影像特征有较大差异，缺血区脂肪酸代谢显像呈局灶性缺损，而18F-FDG显像同一部位则显像剂摄取增高，表明物质代谢已由脂肪酸转变为葡萄糖代谢，同时也提示心肌存活。38（三）有氧代谢显像11C-乙酸(11C-acetate)已被用于心肌有氧代谢显像。在心肌中，乙酸首先通过合成酶被转化为乙酰辅酶Ａ，然后在线粒体内经三羧酸循环氧化为11C-CO2，因此，11C-CO2的清除反映了心肌的血流和代谢状态，可用于直接估计心肌有氧代谢。39在静息状态下，静脉注射11C-乙酸后血液清除曲线的初始部分其衰减常数与心肌耗氧量呈线性关系，通过对曲线进行动力学分析，能准确反映心肌耗氧量和人体线粒体氧化通量。给予多巴酚丁胺后，心肌对11C-乙酸的摄取均匀地增加。在心肌梗死患者，心脏对11C-乙酸的摄取和清除均减慢，表明局部心肌耗氧量减低。40三、心肌灌注显像法估计心肌活性应用常规的方法(如99mTc-MIBI运动/静息显像或201Tl运动/再分布显像)虽然能够很好地诊断心肌缺血，但明显低估了心肌细胞的活性。在常规的静息心肌显像表现为不可逆性缺损的心肌中，约有一半的患者，血运重建术后左室功能障碍有明显改善，表明心肌仍然存活。41(一)检查方法1.硝酸甘油介入99mTc-MIBI心肌显像2.201Tl再分布/延迟显像3.201Tl再次注射(reinjection)法4.99mTc-MIBI心肌显像摄取比值测定42(二)方法评价目前基本公认，99mTc标记药物结合硝酸甘油等介入试验显像与201Tl也具有同等价值。43四、心肌乏氧显像估计心肌活性★乏氧显像剂主要有99mTc-PnA0-2-硝基咪唑和99mTc-HL91(99mTc-BnAO)。▲原理：细胞内氧丰富时，硝基咪唑产生超氧化物和无变化的硝基咪唑，易弥散至细胞外；细胞内缺氧时，不能产生再氧化，硝基咪唑进一步还原成nitrous化合物形式，并与细胞内的聚合分子呈不可逆性共价结合而滞留在细胞内，从而可显示乏氧的心肌组织。44第四节急性心肌梗死显像某些标记化合物静脉注射后能迅速被急性梗死的组织所摄取，使急性梗死的心肌以“热区”显示，而正常心肌及陈旧性梗死的心肌则不显影，故也称为亲心肌梗死显像(infarct-avidimaging)或心肌热区显像(myocardialhotspotimaging)。45显像剂主要有：1.骨显像剂：常用的有99mTc-焦磷酸盐（99mTc-pyrophosphate,99mTc-PYP）2.放射性核素标记抗肌凝蛋白单克隆抗体46★机理：急性心肌梗死后，钙离子迅速进入病灶，并在坏死心肌细胞的线粒体内形成羟基磷灰石结晶沉积下来，而99mTc-PYP通过与该结晶进行离子交换或化学吸附或者与钙离子相似的方式聚集在不可逆性损害，但仍有残留血液灌注的心肌细胞内，从而使梗死病灶显影。99mTc-焦磷酸盐的显像机理及应用47★机理：急性心肌坏死时，心肌细胞膜通透性增高，完整性受损，轻链可释放入血，重链则留在坏死的心肌细胞内，静脉注射的111In或99mTc标记的抗肌凝蛋白单克隆抗体可透过受损的细胞膜与肌凝蛋白重链特异性地结合，使梗死灶显影。抗肌凝蛋白单克隆抗体显像的机理及应用4849第五节心脏神经受体显像◆应用放射性核素标记的神经受体配体及其类似物所进行的心肌显像称为心脏神经受体显像。◆常用的显像剂有123I或131I标记的NE类似物间位碘代苄胍(MIBG)，123I-心得静(β1-受体），11C－羟基麻黄素(11C-HED)、18F氟间羟胺(FMR)和M-受体的配体等。心脏受体显像能反映心脏神经功能的完整性、神经元的分泌功能及活性。50临床意义1．充血性心力衰竭2．特发性心肌病3．急性心肌梗死4．其它方面的应用51第六节心脏功能测定心室功能测定门电路心肌断层显像平衡门电路心室显像核听诊器（非显像类）52（一）平衡门电路法心室显像★以心电Ｒ波为显像仪器门控装置的触发信号，按设定的时间间隔连续采集心室的影像，通过多个（300～400）心动周期影像的叠加，获得R-R间期内一系列的图像，并以此进行影像数据分析，获得一系列评价心室功能的指标和参数。一、主要方法及原理5354（二）首次通过心室显像★将显像剂作“弹丸(bolus)”式静脉注射后，立即启动具有高灵敏的γ相机进行快速心血管动态照相，然后通过专用软件和感兴趣区勾画出左或右心室，获得显像剂首次通过左、右心室的系列影像及心室容积曲线，由此可以得到有关心功能的参数。5556二、适应证1.冠心病心肌缺血的早期诊断;2.各种心血管疾病需了解左或右心室功能者;3.心血管病手术或药物治疗后疗效评价;4.左、右束枝传导阻滞的诊断;5.预激综合征的诊断;6.左心室室壁瘤的诊断;7.监测某些化学药物对心脏的毒性作用。57三、结果与分析（一）心室功能参数1.反映心室收缩功能的参数：•左或右心室射血分数(ejectionfraction，EF)•心输出量(cardiacoutput，CO)•每搏容量(strokevolume，SV)•高峰射血率(PER)•1/3射血分数(1/3EF)582.心室舒张功能参数：高峰充盈率(peakfillingrate,PFR)高峰充盈率时间(timeofpeakfillingrate,TPFR)1/3充盈率(1/3FR)1/3充盈分数(first-thirdfillingfraction,1/3FF)593.反映心室容量负荷的参数收缩末期容积(end-systolicvolume,ESV)舒张末期容积(end-diastolicvolume,EDV)，★