课件：心血管系统核医学.ppt

心血管核医学 MYOCADIAL NUCLEAR MEDICINE,2019,-,1,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。,2019,-,2,2019,-,3,核心脏病仪器进展,心功能仪 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,2019,-,4,心肌血流灌注显像,( Myocardial Perfusion Imaging ),2019,-,5,一 原理,正常心肌,心肌显影,血 流 量 心肌活性,冠脉狭窄冠脉阻塞,心肌缺血心肌坏死,摄取,放射性缺损稀疏,201 TL 99m Tc-MIBI,放射性摄取,“冷区”显像,2019,-,6,三 显像方法,心肌梗塞诊断,静息显像,运动-再分布显像,二 显像剂,99m Tc -MIBI,201TI,2019,-,7,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22.5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,2019,-,8,机理,局部缺损,原缺损区填充,延迟（静态）影像,运动负荷影像,冠脉狭窄缺血摄取201 TI,临近细胞 201 TI弥散,有活力细胞摄取201 TI,早期冠心,运 动,休息,运动-再分布显像,2019,-,9,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35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,2019,-,10,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。,运动负荷试验 exercise stress test,2019,-,11,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。,2019,-,12,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,2019,-,13,四 断层显像影像,短 轴 断 层,垂直长轴断层,水平长轴断层,2019,-,14, 短轴断层图像 (Short Axis Slices),侧壁,前 壁,下后壁,间壁,2019,-,15,垂直长轴断层影像 (Vertical Long Axis Slices),前 壁,后壁,下壁,心尖区,2019,-,16,水平长轴断层影像 (Horizontal Long Axis Slices),侧壁,间壁,心尖区,2019,-,17,极坐标靶心图 (Polar Bullseye Plot),2019,-,18,运动,静态,异 常,2019,-,19,缺血心肌靶心图 上图：原始靶心图 下图：变黑靶心图,2019,-,20,四、异常图像分析,2019,-,21,临床意义,静态像,运动像,心肌梗塞,严重缺血,不可逆缺损,可逆性缺损,混合型缺损,心肌梗塞 缺血,心肌缺血,异常类型,2019,-,22,五、临床应用,心肌缺血的诊断(Myocardial ischemia),特征：,特点：,左心室显像,可逆性缺损型,无创伤性,2019,-,23,运动,静态,心尖区、下壁心肌缺血改变,极坐标靶心图,2019,-,24, 心肌梗塞的诊断 (Myocardial infarction),特征：,特点：,显示部位、大小、范围,不能鉴别急性与陈旧性心梗,不可逆缺损型,2019,-,25,急性下后壁心肌梗塞,2019,-,26,心肌梗塞伴周围缺血的诊断,4.室壁瘤的诊断,2019,-,27,心梗溶栓疗效观察,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 治疗前,心梗溶栓 治疗后,2019,-,28,6.心肌病的鉴别诊断,2019,-,29,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。,2019,-,30,（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,2019,-,31,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。,2019,-,32,检查方法,检查前病人准备 检查前至少禁食46h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。,2019,-,33,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（1015mCi）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。,检查方法,2019,-,34,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,2019,-,35,正常心肌18F-FDG葡萄糖代谢影像,2019,-,36,临床意义,18F-FDG心肌葡萄糖代谢显像经常与心肌灌注显像相对照，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。,2019,-,37,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18F-FDG 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。,2019,-,38,心肌葡萄糖代谢显像 检测心肌细胞活力,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： 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。,2019,-,39,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1肾上腺能受体（1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,18F-fluorodopa,18F-fluorometaraminol等则需用PET作受体显像。,2019,-,40,123I-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。,2019,-,41,其它心脏受体显像,除了11C-merahydroxyephedrin，18F-fluorodopa，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1受体显像。,2019,-,42,急性心肌梗死灶显像,( Myocardial Hot Spot Imaging ),心肌“热区”显像,2019,-,43,一、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,2019,-,44,二、图像分析,正常：,心脏 无放射性聚集,异常：,级 明显浓聚，等于肋骨,级 浓聚相当于胸骨,级 浓聚高于胸骨,2019,-,45,三、临床应用,急性心肌梗塞的诊断和定位,阳性率与发病时间、类型有关,主要用于心电图难以诊断者,对再发性心梗的价值大,2019,-,46,“冷区”显像,“热区”显像,显示新鲜坏死心肌组织,反映正常心肌血流灌注,心肌摄取示踪剂量与血流量有关,坏死心肌羟基磷灰石吸附示踪剂,放射性缺损,放射性浓聚,诊断心肌缺血心肌梗塞,诊断急性心肌梗塞病灶定位,2019,-,47,( Equilibrium Ventricular Imaging ),2019,-,48,一 原理,99mTc-,静脉注入,待其在血循环中充分混合平衡后显像。,RBC,2019,-,49,原理 血池显像剂在血液循环中达到平衡后，以受检者心电图R波为触发信号，启动照相机，自动、连续、等时地采集并贮存每一时间段的信息，从而获得心动周期内的一系列影像。将300400个心动周期内相同时段的信息叠加，可得到心动周期的清晰心血池影像。产生触发信号有规律的开启、关闭照相机从而记录整个心动周期心血池放射性和影像的装置称为门电路（gated）。门电路在一个心动周期中多次开启（多数为16、24或32次），故又称为多门电路（multiple gated, MUGA）。,2019,-,50,n,ECG,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,R,R,R,门电路原理示意图,2019,-,51,二 方法,采集心动周期,门电路控制,ECT,2019,-,52,静脉注射血池显像剂，约15min待其达到平衡后，联结心电图门电路装置，通过多门电路采集，分别在前后位（ANT）、左前斜位（LAO）和左侧位（LLA）采集500个左右心动周期。注意左前斜位应将左右心室分开。,心动周期左、右心室系列影像（LAO45） 左起第1帧为ED影像，第10帧为ES影像,2019,-,53,1.门控心血池平面显像法,ESS,EDS,二维平面法,要求对位准确、有误差,2019,-,54,2.门控定量断层容量法,ESV,EDV,定量准确、克服对位误差,三维容量法,2019,-,55,影像分析和正常所见,1.室壁运动和收缩径线显示,室壁各节段均匀协调运动,正常：,2019,-,56,运动正常 normal,运动低下hypokinesis,无运动akinesis,反向运动dyskinesis,局部室壁运动,2019,-,57,心室容积曲线（venticular volume curve） 自左前斜45心血池系列影像中可分别勾画左、右心室血池影，并形成心室内放射性计数随时间变化的曲线，称心室时间-放射性曲线，反映心室内容积(血量)变化的规律，故又称心室容积曲线。通过心室容积曲线能得出一系列心功能参数。,检查结果的定性定量分析,2019,-,58,EDC,ESC,心室容积曲线分析,&,心室功能测定,2019,-,59,射血分数 ( Ejection fraction EF ),是心脏功能重要参数,2019,-,60,EDV,EDV,ESV,100%,EF=,通过放射性变化计算出EF,99mTc-,注入心血池平衡后,放射性与容积成正比,RBC,C,C,C,2019,-,61,采用运动负荷或药物负荷，在负荷达到次极量或最大值时采集负荷状态下的心血池影像和心功能参数，通过与静息状态下的对比，可以了解心脏的储备功能，提高诊断缺血性心脏病的敏感性。 平衡法心血池显像负荷试验的方法与心肌显像基本相同，可选择次极量运动负荷或药物负荷。但在静脉注射血池显像剂并已达到平衡后实施负荷试验，达到预计心率或其它参数时即刻进行心血池显像采集，反映负荷状态下的心功能，可与静息状态心功能参数对比。正常负荷状态下的心功能