心血管系统核医学

门电路心肌灌注显像
• 以病人自身心电图R波作为触发信号，将一个心 动周期的影像均分为8或16等分，逐个采集，并将 相同位相的数据迭加，重建形成一个心动周期8或 16帧的影像 • 该8或16帧的影像循环播放可展示为心肌舒张、收 缩的循环电影。可供观察左室心肌的血流灌注情 况和心室壁活动并可获取众多心功能参数。 • 优点:减低心脏搏动产生的图象边缘模糊 可以同时获得心肌血流灌注、心肌 活 力、室壁运动、射血功能和收缩 协调性等参数
• 静息显像 心肌梗塞诊断
• 运动--再分布显像
负荷心肌灌注显像
stress myocardial perfusion imaging
• 静息状态下正常冠状动脉（狭窄程度<50%） 与明显狭窄的冠状动脉（狭窄程度85%左右） 血流基本相同，心肌摄取心肌灌注显像剂均匀 而可表现为正常影像 • 但在负荷状态下，正常冠状动脉的血流量增加 2～2.5倍，由于狭窄的冠状动脉血流量不增加 或不能增加至相同量，在影像上表现为局部摄 取显像剂相对减少，显示放射性稀疏或缺损区 • 负荷试验增加心肌灌注显像的诊断阳性率，具 有临床实用价值 • 可以使用运动负荷，也可以使用药物负荷
五、临床应用
⒈心肌缺血的诊断(Myocardial ischemia) 特征： • 可逆性缺损型 特点： • 左心室显像 • 无创伤性
极坐标 靶心图
运 动 静 态 心尖区、下壁心肌缺血改变
⒉ 心肌梗塞的诊断
(Myocardial infarction)
特征： 不可逆缺损型 特点：• 显示部位、大小、范 围 • 不能鉴别急性与陈旧性心梗
急性下后壁心肌梗塞
⒊心肌梗塞伴周围缺血的诊断
4.室壁瘤的诊断
5.评价冠状动脉治疗效果 冠状动脉旁路手术（bypass） 经皮腔内冠状动脉成型术（PTCA） 心梗溶栓疗效观察
心梗溶栓 治疗前 心梗溶栓 治疗后
6.心肌病的鉴别诊断
心肌代谢显像
• 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，静脉注入病 人体内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 到心肌代谢影像。 • 目前可以应用SPECT进行心肌脂肪酸代谢显像， 也可以应用PET进行心肌脂肪酸代谢显像和心 肌葡萄糖代谢显像。
机理
早期冠心 运 动 ↓
运动--再分布显像
休息
有活力细胞摄取201 TI ↓ 临近细胞
201
冠脉狭窄缺血 摄取201 TI↓ 运动负荷影像 局部 缺损
TI弥散
↓ 延迟（静ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ）影像 原缺损 区填充
心脏介入试验
• 冠状动脉狭窄部位心肌在静息状态下尚能维持 其血供。但在运动或药物负荷下，不能象正常 部位一样扩张以使心肌血流增加3～5倍，从而 显示心肌缺血病变。负荷试验提高了诊断心肌 病变的敏感性和特异性 • 负荷的方法有运动负荷和药物负荷等。次极量 运动负荷和潘生丁（dipyridamole）、腺苷、 多巴酚丁胺药物负荷是目前临床上最常使用的 方法 • 目前心肌灌注显像都要常规进行负荷和静息试 验
运动负荷试验
exercise stress test
• 运动负荷试验方案 • 可采用活动平板、自行车功量计或二阶 梯运动试验。可根据各实验室具体情况 决定运动负荷试验方案，多采用次极量 运动试验。其中Bruce设计的次极量运动 试验方案使用最广泛。
Bruce次极量运动试验
• 患者准备：运动前记录血 压、心率和心电图，建立 通畅的静脉通道。 • 运动介入:运动负荷递加程 式见表。 • 注射显像剂：达到预期最 大心率的85%时，立即注 射心肌灌注显像剂，并在 最大负荷下继续运动2min。
心肌血流灌注显像
( Myocardial Perfusion Imaging )
一 原理
201
正常心肌
TL
99m
Tc-MIBI
放射性摄取↑ 心肌显影
血 流 量 心肌活性
冠脉狭窄 心肌缺血 摄取↓ 冠脉阻塞 心肌坏死
放射性缺损稀疏
“冷区”显像
二 显像剂
201TI
99m
Tc -MIBI
三 显像方法
其它心脏受体显像
• 除了11C-merahydroxyephedrin，18Ffluorodopa，18F-fluorometaraminol等用 PET作受体显像外， 11C标记的拟交感神 经羟基麻黄素（HED）、18F标记的氟间 羟胺（FMR）和M-受体的配体均可用于 心肌受体显像。应用123I标记的心得静 （PIN）可用于β1受体显像。
•
•
检查方法
• 检查前病人准备 –检查前至少禁食4~6h以上，最好能隔夜禁 食（禁食12小时以上）。 –测定空腹血糖水平，在注射18F-FDG时要确 保病人的空腹血糖浓度在正常范围内， 120mg/dl以下为最佳，若 >150mg/dl考虑应 用胰岛素。注射FDG前后，嘱咐病人注意休 息并尽量保持放松状态，避免不必要的运动 和言谈。
123I-MIBG心肌肾上腺能受体显像
原理和显像剂
MIBG（metaiodobenzylguanidine）是去甲肾上腺 素类似物，通过与去甲肾上腺素相同的机制被交感神 经末梢摄取并储存于囊泡中。 123I标记的MIBG被用来研究心肌交感神经系统的功 能。123I-MIBG作为肾上腺素的类似物而被摄取和储存， 但不能被儿茶酚胺-O-甲基转移酶或单胺氧化酶代谢， 因而在细胞内几乎不被代谢。123I-MIBG经特异的第一 摄取途径（uptake 1）摄取并储存在突触前囊泡内， 可以显示心肌内交感神经受体的体内分布。在正常情 况下123I-MIBG被心肌均匀摄取，证明心肌交感神经支 配的完整性。
四 断层显像影像
短 轴 断 层
垂直长轴断层
水平长轴断层
① 短轴断层图像 (Short Axis Slices)
前壁 间 壁 下后壁 侧 壁
②垂直长轴断层影像
(Vertical Long Axis Slices) 前壁
心尖区 后壁 下壁
③水平长轴断层影像
(Horizontal Long Axis Slices) 心尖区 间 壁 侧 壁
原理和显像剂
• • 葡萄糖是心肌主要供能物质之一。 18F标记的脱氧葡萄糖(18F-deoxyglucose, 18F-FDG) 结构类似于葡萄糖，其分子结构中 第二位碳链上的羟基脱去一个氧。 18F-FDG静脉注射后进入糖代谢旺盛的组织， 在己糖激酶的作用下磷酸化生成6-磷酸-脱氧 葡萄糖（FDG-6-P），后者不能参与葡萄糖的 进一步代谢而滞留于细胞内。 获得葡萄糖代谢影像并可定量其代谢过程。
心血管核医学
MYOCADIAL NUCLEAR MEDICINE
简要介绍
• 具有无创伤性、简便、影像与功能相结合、 着重体现功能状态的特点 • 核心脏病学（nuclear cardiology） • 用于心血管疾病的诊断 • 功能状况的研究和分类 • 提供有关疾病危险程度和预后评估 • 指导临床治疗和判断预后。
④极坐标靶心图 (Polar Bullseye Plot)
前壁 间壁 前壁 心尖 侧壁 RCA 下壁
LAD
LCX
运动
静态
异 常
缺血心肌靶心图
上图：原始靶心图 下图：变黑靶心图
四、异常图像分析
异常类型
运动像
静态像
临床意义 心肌缺血 心肌梗塞 严重缺血 心肌梗塞 ＋ 缺血
可逆性缺损
不可逆缺损
混合型缺损
18F-FDG心肌葡萄糖代谢显像经常与心肌灌注
坏死心肌禁食状态或葡萄糖负荷后均不摄取
18F-FDG。心肌灌注显像呈现减低或缺损的
节段，葡萄糖代谢显像显示相应节段18FFDG 摄取减低，葡萄糖的利用与血流量呈平 行性降低，表现为灌注-代谢相匹配。心肌节 段呈不可逆性损伤，标志心肌细胞不再存活。
心肌葡萄糖代谢显像 检测心肌细胞活力
正常心肌18F-FDG葡萄糖代谢影像
临床意义
• 显像相对照，以便了解心肌灌注和葡萄糖代谢 是否相匹配。 • 心肌灌注显像所显示的缺血心肌部位氧供随血 流减少而减少，游离脂肪酸的β氧化受到限制， 只能通过葡萄糖无氧酵解供给能量，葡萄糖成 为缺血心肌唯一的能量来源。因此在空腹心肌 葡萄糖代谢显像时缺血心肌仍摄取葡萄糖，表 现为灌注-代谢不匹配，即心肌灌注显像呈现 减低或缺损的节段，葡萄糖代谢显像显示相应 节段18F-FDG 摄取正常或相对增加。标志心肌 细胞缺血但仍然存活。
– 心肌血流与代谢显像均正常； – 血流灌注减低而葡萄糖利用正常或相对增加，血流-代谢不匹 配证实心肌存活； – 局部心肌血流与糖代谢一致性减低，血流-代谢匹配缺损标志 心肌疤痕和不可逆损伤。
心脏神经受体显像
• 心脏受交感神经和副交感神经的双重支配，通过末梢 神经递质作用于心肌细胞膜中的受体调节心肌功能。 交感神经纤维末梢释放去甲肾上腺素（NE），与心肌 细胞中的β1肾上腺能受体（β1受体）作用；副交感神 经纤维末梢释放乙酰胆碱（Ach），与心肌细胞中的 胆碱能受体（M受体）相互作用。放射性核素标记的 相应配体可用来作心肌受体显像。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。 • 目前最易得并具有临床意义的是用123I-间碘苄胍 （MIBG）进行的心肌肾上腺能受体显像,可用SPECT 进行。其它如11C-merahydroxyephedrin,18Ffluorodopa,18F-fluorometaraminol等则需用PET作受体 显像。
• 主要内容
• • • • 心肌灌注显像评价冠状动脉血供 心脏功能显像评估左心室功能 心肌代谢显像判断心肌活力 心神经受体显像如MIBG显像显示心脏交感 神经功能状况 • 新技术：心肌乏氧显像、心肌细胞凋亡显 像、冠状动脉粥样硬化斑块显像
核心脏病仪器进展
• • • • • • γ心功能仪 γ照相机 单光子发射型计算机断层仪，SPECT 正电子发射断层显像仪，PET 符合成像 PET-CT 、SPECT-CT及同机图像融合 技术
（一）心肌葡萄糖代谢显像
myocardial glucose metabolism imaging
• 葡萄糖代谢显像只能通过正电子显像进行，即 只有PET和带有符合线路的SPECT能进行心肌葡 萄糖代谢显像 • 正常时，尤其在空腹状态下心脏主要依赖脂肪 酸有氧氧化供给能量。进餐后、糖负荷下，血 浆葡萄糖和胰岛素水平上升，血浆脂肪酸水平 降低，心脏转而利用葡萄糖作为主要供能物质 • 进行葡萄糖代谢显像可以了解心肌的代谢状态， 用于诊断心脏疾病和判断心肌细胞存活
检查方法
• 注射18F-FDG –剂量大小取决于所用正电子显像仪的固有特性及显 像的启动时间相距注射时间的长短、患者的年龄和 体重。 –采用专用型PET肿瘤显像仪时，成人18F-FDG的剂量 范围宜在370 ～550MBq（10～15mCi）之间，不超 过15mCi。 –18F-FDG剂量过高或过低均会影响图像质量。 –一般在注射18F-FDG 45min至1h后开始显像采集。
急性心肌梗死灶显像 心肌“热区”显像
(
Myocardial Hot Spot Imaging
)
一、原理和方法
急性 心梗
钙离子
羟基磷灰石结晶
99m
Tc-PYP 吸附
病灶显影
二、图像分析
正常： 异常： 心脏 Ⅱ级 Ⅲ级 Ⅳ级 无放射性聚集 明显浓聚，等于肋骨 浓聚相当于胸骨 浓聚高于胸骨
正常影像
• 空腹心肌葡萄糖代谢显像大部分病人心肌不显 影或显影很淡，仅有15%左右可见心肌显影。 这是因为禁食状态血浆葡萄糖水平下降，正常 心肌能够减少利用甚至不用葡萄糖供能，以游 离脂肪酸氧化来维持能量代谢 • 进食后或在糖负荷下，血浆葡萄糖和胰岛素水 平上升，心脏转而利用葡萄糖作为主要供能物 质，心肌细胞摄取葡萄糖增加。糖负荷下心肌 葡萄糖代谢显像表现为各节段的普遍摄取，左 心室心肌内放射性分布均匀，其断层图像类似 于心肌灌注显像的正常影像
• 心肌葡萄糖代谢显像是检测心肌细胞活力的“金标 准”。 • 心肌灌注缺损区摄取18F-FDG正常或增高证明心肌细 胞存活；心肌灌注缺损区不摄取FDG提示心肌坏死。 • 心肌葡萄糖代谢显像常结合心肌灌注显像一起分析， 根据血流与代谢匹配(match)与否来判断心肌细胞活力。 有三种血流-代谢显像模式：