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PETSPECT核素心肌显像对存活心肌检测的研究进展

2020-09-17 213 上传者：管理员

摘要：核素心肌显像是心脏功能检查的方法之一,可以对心肌存活进行评估,了解缺血或梗死心肌的具体情况。正电子发射断层成像术(PET)及新型半导体单光子发射计算机断层成像术(SPECT)心肌血流绝对定量分析,为冠状动脉微循环病变的诊断提供重要依据,对缺血性心脏病及特殊人群心肌缺血的早期诊断、临床分级及治疗具有重要意义。

关键词：
冠状动脉疾病
单光子发射计算机断层成像术
存活心肌
心血管
正电子发射断层成像术
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冠心病可以通过药物或手术介入治疗,改善血流灌注情况,从而缓解患者症状。对于严重的缺血性心肌病是否要进行血运重建依然未达成共识。并非所有患者介入治疗后临床症状能得到改善,部分临床症状改善及心功能提高的患者的共同特点是,存活心肌数量多及存活心肌面积占心室百分比高[1,2]。对于大部分心肌细胞已经坏死的缺血性心肌经再血管化治疗后,缺血部分的心肌功能不会有很大改善,还增加了对其他心肌的损害,因此了解梗死区域心肌细胞是否存活及存活心肌的面积对患者治疗方案的确定有极大指导意义[3]。

1、存活心肌的检测方法

随着研究的深入,得知在坏死区域内还可能有存活心肌(顿抑心肌、冬眠心肌及伤残心肌)。检测存活心肌方法有心肌声学造影、正电子发射断层成像术(PET)、单光子发射计算机断层成像术(SPECT)及心脏MRI等。

2、PET心肌显像

PET利用细胞内生化途径来评估心肌组织的代谢活性,它将心肌灌注数据与各种放射性示踪剂结合起来评估心肌代谢。PET心肌代谢成像主要依赖于18F-FDG的葡萄糖代谢。核素心肌显像在评估存活心肌的数量和面积及患者治疗方法的选择上具有极大指导作用[4,5,6]。有临床研究用18F-FDGPET评估心肌存活[7],表明心肌代谢显像对于冠状动脉旁路移植术的筛选及预后都具有重要意义。处在冬眠状态的心肌经过血运重建术后,临床症状明显改善,患者预后较好[8]。严重左心室功能障碍者也可采用核素心肌代谢显像,对存活心肌及左心室重构情况进行评估[9]。PET心肌代谢显像是评价心肌存活的“金标准”[10],已被证实在临床中具有很高的可操作性[11,12]。研究表明,PET灌注和代谢的不匹配程度与血管重建之间存在相互作用,当血管重建时,较高的不匹配会产生较少的主要突发事件。当不匹配程度很小(<7%)时,血管重建的益处较少。当不匹配增加到左心室7%以上时,血管重建的风险降低。对于严重冠状动脉疾病患者旁路移植术前行PET检查显示灌注和代谢不匹配程度较大时,其生存率明显高于接受药物治疗的患者。因此,严重的冠状动脉疾病患者的存活心肌数量对治疗方案的选择具有重要意义。在血运重建决策过程中还需要考虑的其他重要因素包括肾功能恶化和左室射血分数(LVEF),这与血运重建的不匹配效益有交互作用,这些发现已被Meta证实分析[13]。

慢性冠状动脉完全闭塞(CTO)患者如何选择最佳的治疗策略依然是一个挑战,PET可以对存活心肌数量及范围进行评估,了解左室整体收缩功能,得到心室重构参数,这对于评估患者NYHA心功能的预后具有非常重要的价值[14]。有研究通过PET探测左心室室壁瘤存活心肌并对患者预后做出评估,这对室壁瘤患者治疗方案确定具有很大意义[15]。梗死瘢痕面积比例越多,血运重建术后心功能改善情况越不明显。存活心肌数量及面积较多者,患者预后较好。

最初冠状动脉疾病主要关注心外膜冠状动脉是否狭窄及堵塞,临床往往依靠冠状动脉造影(CAG)显示冠状动脉狭窄>70%即认为可引起心肌缺血,但是心肌缺血与冠状动脉解剖上的狭窄并非完全一致,冠状动脉微血管病变也可导致心肌缺血。心肌灌注显像视觉或半定量分析是以显像剂摄取最高的心肌节段作为参考,但如果显像剂摄取最高的心肌节段是病变血管供应部位,这样会无形中忽略一部分冠状动脉疾病。所以近来心脏PET/CT心肌灌注显像在心肌血流绝对定量分析的应用受到重视,其对冠状动脉微血管病变及缺血性心脏病患者提供重要的诊断价值,但其也具有自身的局限性,其无法确定心外膜大血管的狭窄还是冠状动脉微循环病变,这时就要结合CAG共同分析。PET/CT可测定心肌血流量(MBF)及冠状动脉血流储备(CFR)。CFR是负荷与静息MBF比值。CFR正常范围是3～5,CFR<2表示心肌灌注储备不足。PET心肌灌注显像测量CFR及MBF,可以对非阻塞性CMVD的早期诊断和临床干预起重要作用[16]。

3、SPECT心肌灌注显像

在临床应用中,SPECT依旧占据着主要地位,SPECT心肌灌注显像有静息显像和负荷显像。心肌负荷灌注显像分为药物负荷和运动负荷,其中药物负荷常用药物有腺苷,多数研究表明药物负荷具有显著优势[17]。药物负荷显像被相关指南推荐用于冠状动脉疾病的诊断和治疗。新负荷药物(热伽腺苷)开始用于临床[18]。

随着示踪剂的不断开发和研究,SPECT的发展可能会有更大的空间。门控心肌灌注显像采用门电路技术可连续断层采集,还可获得LVEF、舒张末期容积(EDV)、收缩末期容积(ESV)及室壁运动图像,门控心肌灌注显像可鉴别无运动或运动不明显的梗死节段和正常运动因软组织干扰产生灌注缺损的正常节段[19]。相位分析的机械收缩同步性参数与超声心动图的LVEF、E/A、E/E有很好相关性[20]。心肌灌注显像对于冠心病的诊断价值已经得到肯定[21],部分研究表明,运动负荷显像在诊断冠心病方面的灵敏度更高一些[22]。张琳等[23]通过实验得出:对LVEF>45%怀疑心肌缺血的患者,运动负荷能更好反映患者真实情况。研究提出了99m-TcMIBISPECT负荷心肌灌注显像在冠状动脉临界病变危险分层中具有很大价值,其可以评价冠状动脉病理生理情况,评估心肌缺血面积,对患者治疗具有指导意义[24]。无症状糖尿病患者发生无症状心肌缺血的概率很高[25],SPECT心肌灌注显像心肌缺血与病死率和心血管不良事件的高风险相关[26]。心肌灌注显像还能提供LVEF、EDV、ESV等,可以作为无创性手段更好对冠心病患者分级,使患者获得更多益处[27]。

门控单光子发射计算机断层成像心肌灌注显像(GSMPI)可同时实现对心肌灌注缺损及心室功能的定量评价,心肌灌注显像会得到更好应用[28]。近年来,新型半导体心脏专用单光子发射型计算机断层显像仪的出现推动了心脏核医学进一步发展,其采用碲锌镉(CZT)晶体结构,与普通的碘化钠SPECT相比,空间分辨率及灵敏度都有所提高,扫描时间缩短,患者接受的辐射剂量减低。马荣政等[29]采用多针孔CZT心脏专用SPECT仪(CZT-SPECT)行心肌动态SPECT显像,在图像处理过程中经完整物理校正同样能准确提供心肌血流绝对定量测定的信息,因此SPECT同样可用于冠状动脉微血管病变诊断,对于缺血性心脏病患者及特殊人群心肌缺血患者的早期诊断和治疗具有重要意义。PET是心肌血流测定的金标准,但由于价格较高,临床应用具有一定限制,随着新型半导体SPECT的发展,其在心肌血流绝对定量分析的应用会越来越广泛。

4、PET与SPECT的比较

目前美国心脏病学学院和美国心脏协会关于心力衰竭管理的指导方针指出,对于那些已知冠状动脉病变的初发心力衰竭无心绞痛患者,除非患者没有资格进行任何类型的血运重建(Ⅱa),都应利用核素心肌显像检测心肌缺血和存活心肌,这也同步说明了核素心肌显像的重要性[30]。在当今时代,SPECT技术在评估心肌存活率方面依旧具有重要地位,心脏计算机断层扫描也有助于评估心肌病患者的冠状动脉。随着PET成像的发展,人们对利用PET检测存活心肌的兴趣越来越大,这是因为PET的图像质量的提高和数据准确性更高,特别是对于肥胖患者,18F-氟脱氧葡萄糖(FDG)PET具有更高的阳性和阴性预测值、更少的辐射暴露、更快捷的协议扫描方案。PET不受心律失常的限制,可安全地应用于危重患者、晚期肾病患者、体内安装起搏器等金属嵌件的患者。Beanlands等[31]研究得出PET具有更高的灵敏度和准确性。Knesaurek等[32]临床试验表明:PET的分辨率及灵敏度更高。汪娇等[33]对比研究了PET和SPECT在评估存活心肌方面参数差异和影响因素,前者心肌图像质量明显优于后者。

18F-FDGPET和99mTc-MIBISPECT核素心肌显像两者在一定意义上具有互相补充作用。张颖等[34]通过联合18F-FDGPET和99mTc-MIBISPECT核素心肌显像对小型猪室壁瘤模型研究,对室壁瘤周围不同部位心肌代谢和灌注情况进行研究,为室壁瘤的发生过程提供新的方向。李树恒等[35]利用双核素显像研究CTO中侧支循环与心肌放射性核素显像关联,得出侧支循环维持心肌灌注、存活及左室功能。Tsai等[36]对PET及SPECT进行对比研究,得出结果:SPECT也可准确评估心肌存活。在诊断冠状动脉微血管病变中,PET及SPECT心肌灌注显像均可测定MBF及CFR,对于缺血性心脏病及特殊人群的心肌缺血的诊断提供重要依据,但PET心肌灌注显像价格较高,SPECT降低了示踪剂和扫描仪的成本,部分学者认为SPECT在一定程度上可以替代PET。

5、检测存活心肌的意义

在核素心肌显像中存活心肌数量较多的患者,经血运重建术后心功能得到改善,自身预后较好[37,38]。对严重冠状动脉疾病患者评估存活心肌的数量及面积,可预判患者是否能从血运重建中获益,并及时选择血运重建术或药物治疗,尽早拯救存活心肌,恢复局部心肌血流灌注,这样可减轻患者经济负担及对正常心肌不必要的伤害。

6、总结

核素心肌显像(PET、SPECT)在心脏病诊断方面中具有自己独特价值。核素心肌显像预测患者是否受益于血管重建,这对治疗方案的选择具有重要意义。对于一些严重的冠状动脉疾病治疗策略的选择时,可以对患者先行心肌核素显像,对患者心肌的具体情况以及心功能的相关参数进行评估,从而确定最佳治疗方案。在考虑价格、技术以及未来发展趋势及患者具体临床情况时,可以考虑利用SPECT显像在一定程度上替代PET显像。另外PET或SPECT心肌血流量绝对定量分析对冠状动脉微血管病变的诊断提供重要诊断依据,并依据CFR判断冠脉血流储备情况,对缺血性心肌病及特殊人群的心肌缺血的早期诊断具有重要作用。随着新型半导体SPECT的出世,在一定程度上可代替PET心肌血流绝对定量分析。

参考文献：

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