核医学教学课件：心血管系统

1、心血管系统,心脏的血液的供给,LAD主要灌注左心室前壁、前侧壁、前间壁和心尖； LCX主要灌注左室后侧壁； RCA主要灌注左室下壁、后壁、后间壁和右室心肌。,冠状动脉灌区：,第一节 心肌灌注显像Myocardial Perfusion Imaging,心肌依靠冠状动脉供血以维持其正常功能。放射性药物流经正常的或有功能的心肌细胞时，能被后者选择性摄取，且摄取的量与冠状动脉血流量呈正比。因此称为心肌灌注显像。,一. 原理,99mTc-MIBI,99mTc-MIBI,99mTc-MIBI,99mTc-MIBI,二. 显像剂及方法：,PET 正电子心肌灌注显像剂 15O水（H215O）、 13N氨水（

2、13NH3 ）、82铷（82Rb） SPECT 单光子心肌灌注显像剂 201Tl(201TlCl氯化亚铊） 99mTc标记的化合物 以99mTcMIBI为代表（甲氧基异丁基异晴）,201TI显像方法,由于201TI有“再分布”现象，可一次完成运动显像和静息显像。方法是在运动运动试验达终点时静脉注射显像剂后,5-10分钟显像(负荷影像),休息3-5小时重复显像（静息影像）。,99Tcm-MIBI显像方法,99Tcm-MIBI无“再分布”现象，需分两次注射显像剂，注射后1-2小时进行显像。途中间隔2天。 介入显像 静息显像,由于心脏的贮备功能较强，单用静息显像方法病变心肌放射性分布稀疏不明显，故借

3、助介入试验提高对缺血病变早期鉴别。,三、显像方法,介入试验,静息显像,负荷试验,运动负荷(采用次极量运动负荷) 负荷试验 药物实验(常用药物为腺苷、潘生 丁、多巴酚丁胺),目的是通过运动或药物来激发心脏的反应，用以评价冠状动脉血流和心肌的储备能力。提高诊断心肌病变的敏感性和特异性。,介入试验（interventional test),.运动试验（exercise stress test),.药物试验：冠脉扩张剂,常用药物：潘生丁 本试验较运动负荷试验 简便、安全。但本法诊断率 略低，宜用于不能进行运动 负荷的病人。,临床使用显像剂不同，检查方法有一定差异。,四、显像方法 心肌灌注显像一般都要分

4、别进行负荷显像和静息显像（或延迟显像） 99mTcMIBI心肌内没有再分布现象，所以负荷和静息显像时都要分别注射显像剂。,五、心肌灌注显像的适应证 1、早期诊断冠心病、心肌缺血。 2、冠状动脉病变治疗疗效判断（如冠状动脉旁路手术、冠状动脉成形术、溶栓治疗等） 3、判断心肌细胞活力。 4、冠状动脉病变危险度分级。 5、诊断左心室室壁瘤。 6、心肌病的鉴别诊断。,六. 正常影像分析,断层影像,短轴断面(short axis slices,XZ) 水平长轴断面(horizontal long axis slices,XY) 垂直长轴断面（vertical long axis slices,YZ),图

5、像分析,心肌断层影像以心脏的垂直短轴、水平长轴和垂直长轴三个方向的断层面显示,短轴心尖处呈“圆点”状，中间呈“面包圈”形，心底段呈“倒C”形，可显示左室各壁及心尖的情况,图像分析,短轴断面(short axis slices,XZ),最能全面显示 前壁 侧壁 下壁和后壁 间壁,水平长轴断面(horizontal long axis slices,XY),显示心尖、侧壁、间壁。,水平长轴呈“马蹄形”，可显示室间隔、侧壁、和心尖部,图像分析,垂直长轴断面（vertical long axis slices,YZ),显示 心尖、 前壁 下壁和后壁。,垂直长轴呈“马蹄形”，可显示前壁、下壁、后壁及心尖

6、部,图像分析,3. 极坐标靶心图心肌断层的定量分析,靶心图,心尖,侧壁,后壁,下壁,前壁,间壁,正常与缺血的靶心图特点,变黑靶心图,计算机能自动将低于正常下界适当的标准差数的区域用黑色显示,七、异常影像及临床意义 心肌显像表现为两个不同断层方向上连续两层相同部位的心肌节段存在放射性稀疏或缺损。,影像特点 类型临床意义 运动(药物) 静息 局限性稀疏,缺损 局限性稀疏、缺损不可逆缺损型 心肌梗死或严重心肌缺血 局限性稀疏,缺损缺损消失 可逆缺损型心肌缺血 局限性稀疏,缺损缺损部分消失 混合型心肌梗死伴缺血 缺损区散在存在 “补丁型” (花斑型)扩张性心脏病,不可逆缺损型,可逆缺损型,混合型,补丁

7、型,八. 临床应用,1、冠心病心肌缺血的诊断 冠状动脉狭窄50%以上的病变都能通过负荷-静息心肌灌注显像显示病变，了解病变的范围、程度、责任血管所在。,心肌灌注显像下后壁、后间隔心肌缺血,冠造正常,2、心肌细胞活力评估 负荷-静息心肌灌注显像呈可逆性缺损，提示病变部位心肌细胞具有活力，治疗后能恢复。不可逆性缺损可进一步通过心肌代谢显像来判断心肌细胞活力。,3、冠心病治疗后疗效观察 溶栓治疗、CABG(冠状动脉旁路移植术)、PTCA（经皮冠状动脉腔内成形术）能通过心肌灌注显像了解治疗效果。,冠造示：LAD近中段90%狭窄、LCX中远段75%狭窄 罪犯血管？,1例心绞痛患者的冠状动脉造影,运动-静

8、息心肌灌注显像示前壁、心尖部、室间隔心肌缺血,PCI术,术前,术后,运动,静息,功能评价 治疗决策,疗效评价,PCI术后三月运动-静息MPI正常,只有存活心肌经过冠状动脉血运重建后才能恢复功能。已成为瘢痕的坏死心肌，即使恢复血供也无意义。,4、心肌梗死的诊断 不可逆性缺损是心肌梗死的影像学表现。,5、诊断室壁瘤,6.心肌病的鉴别诊断,扩张型心肌病：心腔扩大、心肌普遍变薄呈现“花斑样”改变。,肥厚型心肌病：心室腔变小、心肌普遍肥厚尤以间壁明显。,心肌病的鉴别诊断,第二节心肌代谢断层显像 Myocardial Metabolism Tomography,心肌缺血造成的心肌损害有三种类型：不可逆性心

9、肌损害 冬眠心肌（Hibernating myocardium）顿抑心肌（Stunned myocardium）,存活心肌的检测,“冬眠心肌” “顿抑心肌”,存活心肌,一、原理,脂肪酸和葡萄糖是心肌细胞的重要能量底物，正常心肌能够根据情况用不同的底物以满足心肌代谢的需要。正常人禁食状态下，脂肪酸是心脏主要能量底物。在葡萄糖负荷下（进餐后），血浆葡萄糖和胰岛素水平上升，血浆脂肪酸水平降低，则心脏主要利用葡萄糖作为能源物质。在不同条件下应用相应的标记药物进行代谢显像，即可了解心肌的代谢状态。从而用于心脏疾病的诊断和心肌细胞存活的判断。,正常情况下 脂肪酸、葡萄糖均是心肌代谢的主要底物。 空腹时 血

10、浆胰岛素水平下降，心肌细胞摄取G，脂肪酸利用增加。 进食状态下 血浆胰岛素水平增高，脂质代谢被抑制，血浆脂肪酸水平下降，葡萄糖成为心肌细胞的主要代谢底物。 缺血状态下 脂肪酸有氧氧化受抑制，无氧代谢条件下，葡萄糖就成为唯一可利用的能源物质参与糖酵解。,二、心肌代谢显像最常用的放射性核素 1、发射正电子的放射性核素(PET、 符合线路的双探头SPECT) 18FFDG作为葡萄糖代谢的示踪物。 11CPA（11C标记的棕榈酸）作为游离脂肪酸的示踪物。 2、发射单光子的放射性核素（SPECT） 123I标记游离脂肪酸,心肌代谢显像,冠心病的早期诊断 严重心肌缺血存活心肌的估计 心肌病的诊断和研究 糖

11、尿病心脏病的诊断和研究,三、葡萄糖代谢显像,18F-FDG显像用于诊断心肌缺血时： 通常是在空腹条件下，空腹条件下缺血心肌摄取18F-FDG，正常心肌组织以脂肪酸代谢为主，因而缺血心肌与正常心肌放射性对比增加，缺血心机显示相对放射性浓聚。,检测梗塞区中存活心肌时 多在葡萄糖负荷下进行，适量的葡萄糖负荷可刺激机体分泌适量胰岛素，增强存活心肌的18F-FDG摄取，因而存活心肌与坏死心肌对比度增加，存活心肌放射性浓聚，而坏死心肌无明显放射性分布。,四、葡萄糖代谢显像的方法 1、显像前准备 （1）禁食至少12-16h小时以上，检查前不用咖啡类饮料。 （2）放射性药物注射前应监测患者血糖，根据血糖结果，

12、将血糖控制在7.2 8.9mmol/L 。糖尿病患者注意调节血糖水平是显像是否成功的关键。 （3）放射性药物注射前10分钟及检查前的一段时间，患者应完全处于休息状态。 2、显像剂 18F-FDG PET 7-10mCi, 符合线路SPECT 3-5mCi。超高能准直器的SPECT 7-8mCi。 3、图像采集与处理,五、葡萄糖代谢显像结果判断 18F-FDG心肌葡萄糖代谢一般与静息或负荷心肌灌注显像结合应用。 心肌灌注减低节段，葡萄糖负荷后FDG PET 显像显示相应节段FDG摄取正常或相对增加（灌注-代谢不匹配），标志着心肌缺血但仍然存活，反之，相应节段FDG摄取减低和血流灌注呈固定缺损（灌

13、注-代谢匹配）标志着心肌细胞没有活性。,GXY F 64Y CHD OMI LVEF 30% CAG: LCX 95% RCA 97% CABG,六、临床意义 心肌代谢显像成为选择冠状动脉搭桥手术和冠状动脉成形手术适应证及其疗效和预后估计的重要手段。,第三节放射性核素心血池显像及心功能测定 Dynamic Cardiac Blood Pool Imaging and Ventricular Function Measurement,一.原理及方法,1.平衡法（门电路心血池显像） 门电路 显像剂 99mTcRBC 99mTc人血清白蛋白(15-20mCi) 2.首次通过法,首次通过法,静脉注入能

14、在血液循环内暂时存留而不溢出血管的放射性核素(如:99mTc-RBC)，经过1520分钟血液循环充分混合达到平衡，由于血液内有较高的放射性，而心腔和大血管内的血液最多，故可显示心脏大血管心血池影像。,、原理和方法,采用生理信号多门电路技术，用受检者自身心电图波和间期间隔相等的信号触发启动相机自动、连续、等时地采集和贮存每个时间段的计数。连续采集几百万个心动周期，由计算机将所有心动周期内相同时间段的计数分别叠加，显示出一个清晰心动周期心血池系列影像。,门控原理,、适应症,1.观察左右心室在负荷试验下的心功能变化 2.评价冠心病的心功能状态、病变受累的范围、程度和预后判断，药物及手术治疗的疗效评定

15、 3.室壁瘤的定位与大小评估 4.心肌病的辅助诊断,正常冠脉有较强的贮备应激能力，病变冠脉应激能力降低。,(三)、介入试验（interventional test),.运动负荷试验（exercise stress test),.药物试验：冠脉扩张剂,常用药物：潘生丁 腺苷 本试验较运动负荷试验 简便、安全。但本法诊断率 略低，宜用于不能进行运动 负荷的病人。,（四）、影像分析,正常人室壁运动的特点 各个节段协调均匀地向心收缩和向外扩张，静息状态下心室轴缩短率(RS)20。,三.检查结果的定性定量分析,1.局部室壁运动定性分析,勾边，叠加 室壁运动： 正常运动 运动低下 无运动 反向运动,室壁节

16、段运动示意图,室壁运动正常,运动减弱,右心收缩乏力,反向运动,定量分析,）心室容积曲线（rentricular volume curve） 根据左斜前45心血池系列影像，用计算机处理可产生左、右心室的时间放射性曲线。由于心室内的放射性计数与心室内血量（容积）成正比，因此该曲线又称为心室容积曲线 。,）射血分数（ejection fraction EF）,定义：射血分数系指心室每博量（）占心室舒张末期容积（）的百分比。 公式：（） 100% （）100%,WHO推荐EF正常值：静息状态下 LVEF50，RVEF40,运动后EF值上升5%。,正常值：静息状态下左室EF50%，右室40%。运动负荷试

17、验正常人射血分数升高绝对值应超过5%，如等于或小于5%则为异常。,意义：射血分数是目前临床上最常用的心功能指标，反映心脏收缩功能，在早期心功能受损较心排血量敏感,尤其对早期心功能受损有意义。 是心脏收缩指标,3）高峰充盈率(peak filling rate PFR EDV/s),指早期舒张充盈相的最大斜率，是心室充盈期的最大容积变化速率，是临床最常用的舒张期功能指标，单位EDV/s 正常值 2.1EDV/s,研究表明：心肌舒张并不是被动过程，也是一个能量依赖过程。,）局部室壁运动分析（regional wall motion）, .心室轴缩短率RS(%)=(ED-ES)/ED100% .局部

18、心室射血分数(局部EF)值,局部心室轴缩短率（radius shortening, RS）,ED-ES RS(%)= 100 ED,心室轴缩短率,局部心室射血分数,5）.时相分析（phase analysis）,时相图 振幅图 时相直方图 时相电影,一种更为 精细的心肌局 部功能和激动 传导的分析方 法。,将每一象素的时相以不同的灰度或颜色显示，灰度越高，时相度数越大，即开始收缩的时间越晚。正常房室收缩时差较大，左右心室基本同步。,.时相图(phase image),显示心脏各部位收缩幅度大小，也是以灰度或颜色表示，灰度越高，振幅越大。正常左心室收缩振幅高于右心室。局部室壁运动障碍处灰度降低。,.振幅图(amplitude image),为心室时相度数频率分布图。横坐标为时相度数（0360),纵坐标为频率。正常心室与心房的时相直方图分别呈正态分布。,.时相直方图(phase histogram),相角程（phase shift)：（心室峰底的宽度）反映心室的收缩协调性的重要参数。正常65或70,正常时相电影示室壁收缩起源于室间壁基底部右侧,然后沿着室间壁下行，迅速传导至整