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刘晓飞
刘晓飞
未收录医院 核医学科

PET-CT显像为什么能评价心肌细胞的存活?

 

      心肌代谢显像是近年来发展较为迅速的核医学影像检查方法。主要通过示踪心肌能量代谢底物如葡萄糖、脂肪酸等进行体外显像,可准确判断心肌细胞的代谢状态与存活性,在辅助临床决策中有重要价值。
一、原理
正常生理条件下,心肌细胞维持心脏收缩和稳定离子通道所需的能量主要通过脂肪酸氧化来获取,游离脂肪酸供应心脏所需能量的 40% ~ 60% ;而在碳水化合物饮食或葡萄糖负荷后,心肌细胞转以葡萄糖作为能量的主要来源。心肌缺血条件下,由于局部氧供应量减少,脂肪酸氧化代谢受抑制,心肌细胞主要以葡萄糖的无氧糖酵解产生能量,大约相当于心脏所需能量的 10% ~ 30% ,以维持心肌细胞的完整性。因此,脂肪酸代谢的绝对减少和葡萄糖代谢的相对增加成为心肌缺血的重要表现,这个代谢模式的变化也成为心肌代谢显像的理论依据。由于氧和底物供应的水平与心肌灌注紧密相关,所以几乎所有的心肌代谢研究均能不同程度地反映心肌血流灌注状态。未收录医院核医学科刘晓飞
二、显像剂
葡萄糖代谢显像剂
18F 是一种发射正电子放射性核素,由加速器生产,半衰期为 109 min ,可应用于正电子发射断层显像(PET)及单光子发射断层符合显像( SPECT-PET)。FDG 的结构类似于葡萄糖,细胞摄取过程类似于葡萄糖的糖酵解过程,经细胞转运后,在己糖激酶作用下被磷酸化;但与天然葡萄糖不同,18F-FDG经磷酸化后,生成FDG-6-PO4,不再参与进一步的糖代谢过程,滞留在心肌细胞中作为示踪剂进行显像,反映心肌细胞葡萄糖代谢的初始过程。18F-FDG 在心肌中的摄取量取决于饮食状况及血中游离脂肪酸、葡萄糖和胰岛素等水平。显像前可通过葡萄糖负荷或药物介入调节代谢底物和胰岛素水平,刺激心肌细胞摄取 18F-FDG ,获得高质量的图像。
三、显像方法
放射性药物注射前应监测患者血糖,血糖高于正常范围者或糖尿病患者应调节血糖在正常范围,显像前禁食12-16小时。18F-FDG显像也可在糖负荷后进行,以提高心迹葡萄糖的摄取,一般为口服葡萄糖50克。18F-FDG成人一般静脉给予剂量为260~370MBq(7~10mci)。静脉注射18F-FDG后 45-50min进行断层发射显像的图像采集。随后对采集所得数据进行时间和组织衰减校正、图像重建,获得横断面、冠状面及矢状面三维断层图像用于视觉分析。
四、图像分析
正常时,葡萄糖负荷试验的心肌18F-FDG显像一般呈现与心肌血流灌注显像相一致的放射性分布,心肌各壁放射性分布较均匀。而空腹状态下的心肌18F-FDG显像正常时表现为心肌的少量放射性分布。心肌18F-FDG代谢显像的判断一般与心肌灌注显像相结合,异常图像临床一般可分为以下两种情况。
1.    灌注-代谢不匹配:心肌灌注显像呈现减低/ 缺损的节段,葡萄糖代谢显像显示相应节段对18F-FDG 摄取正常或相对增加。标志着心肌细胞缺血但仍然存活。
2.   灌注-代谢匹配:心肌灌注显像呈现减低/ 缺损的节段,葡萄糖代谢显像显示相应节段对18F-FDG 摄取减低。标志着心肌细胞不再存活。
五、适应证
1.       诊断与鉴别诊断冠心病,并定位心肌缺血的部位与范围。
2.       检测心肌梗塞区存活心肌,治疗前预测心肌功能改善的可能性。
3.       冠心病患者手术或介入手术后疗效检测与随访。
4.       鉴别诊断扩张性心肌病
六、临床应用:
㈠ 在冠心病中的应用
在冠心病患者的临床诊断和治疗中,检测心肌存活是一个很重要的问题。精确探测冠脉疾病和心肌组织存活的特点,对有效的使用各种治疗手段具有重要意义。
1.       评价心肌存活
坏死或疤痕组织节段表现为心肌血流灌注与18F-FDG摄取一致减少,即血流灌注与代谢匹配性减低;而缺血心肌表现为局部血流减低区的18F-FDG摄取相对增加。在缺血区心肌存活的判断中18F-FDG PET被公认为最准确的非创伤性检查。Brunken等研究报道, ECG显示为病理性Q波的区域约40%可见18F-FDG摄取,提示为存活心肌。Bonow总结了146例在冠脉再通术前进行FDG-PET进行评价的患者,发现对存活心肌的预测准确性为82%。
2.      预测心肌功能改善
鉴别左室功能不全是由疤痕组织还是由存活心肌(冬眠和顿抑心肌)引起,在临床治疗决策中十分重要。FDG-PET显像可以通过对心肌存活性的探测,较准确的估计左室功能的改善。心肌存活数量与血管再通后LVEF、运动能力及心衰症状的改善明显相关。在功能不全的患者中,PET显像见FDG摄取的心肌节段,经治疗后其中有85%的节段收缩功能得到改善;相反,没有FDG摄取区域,有92%运动功能不能得到改善。
3.辅助临床决策
    考虑FDG-PET可以估计左室功能、症状,运动能力和长期生存率改善,可以前瞻性指导临床决策。Beanland等报道FDG-PET对患者治疗决策的影响,基于FDG-PET结果,46%的患者改变了治疗决定,8例患者中有7例从心脏移植计划改为血管再通。8/18的患者由药物治疗改为血管再通,16/38的患者由血管再通改为药物治疗。

总之,通过心肌代谢显像对冠心病患者进行心肌存活性的评估,在临床上具有重要价值,可准确区别和估计冠心病患者治疗后的功能恢复,从而指导临床作出最准确的选择,使患者从这些诊断中得到最大的效益。

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