核医学-心血管系统课件

1、第九章 心血管系统重庆医科大学附属第一医院核医学科 心 脏 解 剖心 脏 解 剖心 脏 解 剖心肌节段与冠状动脉供血的关系 前壁、前侧壁、前间壁及心尖心肌供血来自左前降支(left anterior descending, LAD)，后侧壁心肌供血来自左回旋支(left circumflex, LCX)，下壁、后壁、后间壁和右室心肌供血主要来自右冠状动脉(right coronary artery, RCA) 心血管核医学心血管核医学是核医学中发展最迅速而且最重要的领域之一。心血管核医学是现代心血管疾病诊断与研究的重要工具。核心脏病学 nuclear cardiology心血管核医学主要方法心

2、肌灌注显像 Myocardial perfusion imaging心肌代谢显像 Metabolism imaging心脏神经受体显像 Cardiac neuroreceptor imaging心血池显像与心室功能测定 Cardiac blood pool & ventricular function心肌热区显像 Hot spot imaging周围血管显像 Circumference vessel imaging心肌血流灌注显像Myocardial perfusion imaging原 理静脉注入能够参与心肌细胞代谢的放射性药物（如99mTc-MIBI,或201Tl）后，这些药物随冠状动脉血

3、流进入心肌组织，被正常的心肌细胞摄取，体外显像可显示出心肌影像。当冠状动脉供血减少或缺如或心肌细胞变性坏死时，相应的心肌组织显影减淡或缺如。因此可对冠心病及心肌细胞活性异常的疾病（如心肌炎，心肌病）进行诊断。为什么ECT能显示心肌血流？利用有功能的心肌细胞够选择性摄取某些标记化合物的作用，静脉注射心肌显像剂后，能迅速被心肌摄取，心肌摄取量与心肌血流量呈正比，反映心肌血流灌注。99mTc-MIBI血流心肌细胞线粒体显像剂常用201Tl和99mTc-MIBI 理想的心肌灌注显像剂应具备首次通过心肌组织的摄取率高不受其它药物影响心肌摄取量与局部心肌血流量呈正比心肌血流灌注显像201Tl生物学特性类似

4、K+，借助心肌细胞膜上Na+-K+-ATP酶以主动转运机制被心肌细胞摄取显像剂“再分布”现象回旋加速器生产、半衰期较长、射线 能量较低心肌血流灌注显像静脉注射201Tl 后5-10分钟，正常心肌摄取量即达平衡，而缺血心肌摄取量减少，心肌局部显像剂分布稀疏、缺损。此后，由于正常心肌细胞清除201Tl明显快于缺血心肌细胞，在3-4小时进行延迟显像时，可见稀疏、缺损区有显像剂“再分布” ，据此可以诊断心肌缺血，而梗死心肌则无“再分布”。 Focal areas of diminished activity in early myocardial perfusion imaging, but late

5、r redistribution images, this is the typical myocardial ischemia201Tl再分布 (201Tl redistribution)心肌血流灌注显像显像方法 201Tl运动-再分布显像法运动高峰时静脉注射201Tl，10min行早期显像，34h行延迟或再分布显像，如需判断心肌细胞活力，可于再分布显像后再次注射，5min行静息显像99mTc-MIBI脂溶性、正一价小分子化合物，通过扩散作用进入心肌细胞，与细胞内小分子蛋白质结合而滞留细胞内无“再分布”现象制备简便、物理特性佳、影像质量高、可使用较大剂量、可行门控断层显像注射30分钟后进食脂

6、餐加速在肝胆系统排泄心肌血流灌注显像显像方法 99mTc-MIBI运动-静息显像隔日法：运动负荷高峰注射，12h内显像，隔日行静息显像一日法：静息时注射，11.5h行静息显像，23h后行运动负荷试验再注射，0.51.5h行负荷显像心肌血流灌注显像其它心肌灌注显像剂99mTc-tetrofosmin 带正电的脂溶性二膦络合物，经被动扩散被心肌摄取，标记时不需加热，适于一日法显像正电子核素心肌灌注显像剂 13N-NH3、82Rb、15O-H2O，半衰期短，可一日内重复检查心肌血流灌注显像显像方法 平面显像(planar imaging) 断层显像(tomography) 门控心肌灌注断层显像PET

7、心肌灌注显像 心肌血流灌注显像心肌血流灌注显像正常图像平面图像静息时仅左室显影，呈马蹄形；右室及右房显影不清。心尖分布略稀疏，其余各心肌壁显像剂分布均匀； 45LAO显示间壁、下壁、心尖和后侧壁；左侧位显示前壁、心尖、下壁和后壁心肌血流灌注显像正常图像断层显像短轴：呈环状，中心空白区为心腔，显示左室前壁、下壁及后壁、前后侧壁、前后间壁水平长轴：呈立位马蹄形，显示心尖、前后间壁、前后侧壁垂直长轴：呈横位马蹄形，显示前壁、心尖、下壁和后壁 重 建短 轴垂直长轴水平长轴 短 轴由心尖向基底部排列 短 轴近 心 尖近 基 底 段AS前间壁 PS后间壁 AL前侧壁 PL后侧壁AN前壁 IN下壁 PO后壁

8、 水 平 长 轴由膈面向上排列 水 平 长 轴近 膈 面上 部垂直马蹄形AS前间壁 PS后间壁 AL前侧壁 PL后侧壁 AP心尖 垂 直 长 轴由室间壁向左室侧壁排列 垂 直 长 轴横位马蹄形AN前壁 AP心尖 IN下壁 PO后壁形成伪影的常见原因 位移、女性乳房和男性膈肌、肝脏显像剂聚集校正方法 门控采集 三探头SPECT做360度采集 变换体位采集心肌血流灌注显像心肌血流灌注显像心脏负荷试验静息状态，正常区心肌和缺血区心肌的血流灌注分布可能正常负荷状态，正常区心肌血流增加，显像剂分布均匀，而狭窄区心肌不能相应增加负荷方法： 运动负荷：踏车试验、平板运动 药物负荷：双嘧达莫、腺苷、多巴酚丁胺

9、Cardiac stress test （负荷心肌显像） 心肌血流灌注显像Coronary Flow Reserve and HyperaemiaResting coronary blood flow is normal until 85% stenosis Max coronary blood flow begins to decline when 45%Two types of stimuli to elicit max. coronary blood flowMBFMl/min/grcoronary flow reservehyperaemia-Metabolic stress-Phar

10、macological agents% Diameter narrowing Cardiac Stress Test Stress testing can be performed using eitherDynamic exercise （运动负荷实验） Pharmacological stress （药物负荷实验） (1) Vasodilator stress (dipyridamole, adenosine) 血管扩张负荷 (2) Inotropic stress (dobutamine) 变力负荷 适应证 运动负荷试验适应证：胸痛症候群的病因诊断；心肌缺血的范围、程度及预后评估；心肌梗

11、死预后评价；治疗疗效观察；心脏储备功能的估测 药物负荷试验适应证：因为各种原因不能接受心脏运动负荷试验的心脏病患者心肌血流灌注显像运动试验病人准备 检查前2天停用受体阻滞剂和钙拮抗剂；检查当天空腹；运动前常规建立静脉输液通道检查方法分级式次极量踏车运动方案，从25-30W开始，每3分钟增加20-30W重量，达到预计最大心率的85%(190-年龄)或患者出现心绞痛、呼吸困难、心律失常、血压下降、心电图ST段下移1mm等情况时停止运动，从预先建立的静脉通道中注射显像剂，并继续运动1分钟心肌血流灌注显像药物试验原理基本原理与运动负荷试验相同，不同的是利用药物使正常冠状动脉的血流量明显增加，提高病变检

12、出率双嘧达莫、腺苷 扩张冠状动脉多巴酚丁胺增强心肌收缩力心肌血流灌注显像病人准备 检查前1天停用双嘧达莫和氨茶碱类药物；试验过程中常规记录血压、心率及心电图指标检查方法不同药物按照各自使用要求及用量经静脉注入患者体内心肌血流灌注显像正常心肌灌注断层显像Normal myocardial perfusion tomogram负荷 stress静息 rest99mTc-MIBI短轴 垂直长轴 水平长轴心肌血流灌注显像异常图像 基本原则：同一心肌节段在两个不同方向的断面上连续两个或两个以上层面出现放射性分布异常 基本类型：可逆性缺损、部分可逆性缺损固定缺损、花斑型改变、反向再分布心肌血流灌注显像可逆

13、性缺损（reversible defect）：负荷显像呈分布缺损，静息或延迟显像出现显像剂填充或再分布(恢复到正常)，提示心肌可逆性缺血部分可逆性缺损(partial reversible defect)：负荷显像呈分布缺损，再分布或静息显像时摄取显像剂增加，部分填充。提示心肌梗死伴缺血或侧枝循环形成什么是可逆性心肌缺血？What is reversibility myocardial ischemia?负荷 stress静息 rest心肌血流灌注显像固定缺损(fixed defect)：运动和静息(或延迟)显像都存在分布缺损。见于心肌梗死、心肌瘢痕和冬眠心肌花斑型改变：负荷及静息显像均见多处

14、小范围，与冠脉分布不一致，严重程度不同的稀疏或缺损区。见于心肌病、心肌炎Stress Rest 心肌缺血Ischemia心肌梗死Myocardial infarction心肌缺血与梗死的典型表现是什么？心肌血流灌注显像反向再分布(reverse redistribution) 负荷显像分布正常，静息或延迟显像分布稀疏或缺损；或者负荷显像分布缺损，静息或再分布显像原缺损更严重。常见于严重的冠状动脉狭窄、稳定性冠心病及急性心肌梗死接受了溶栓治疗或PTCA治疗的患者，也可出现在个别的正常人，多为存活心肌心肌血流灌注显像定量分析(quantitative analysis)简单肉眼法半定量分析圆周剖面

15、曲线分析 心肌计数密度测定法 极坐标靶心图分析 心肌灌注影像的对比分析心肌血流灌注显像简单肉眼法半定量分析大缺损：一个以上断层面上出现大于两个 心肌节段范围受损中度缺损：在一个以上的断层面上出现一个心肌壁的受损小缺损：小于一个心肌节段的受损心肌血流灌注显像极坐标靶心图分析 应用专门软件将短轴断层影像自心尖部用极坐标法展开形成的二维同心圆图像，并以不同颜色显示左心室各壁显像剂分布的相对百分计数值。中心为心尖，周边为基底，上部为前壁，下部为下壁和后壁，左侧为前后间壁，右侧为前后侧壁心肌灌注显像靶心图定量分析Bulls eye analysis心肌血流灌注显像靶心图作用定量显示心肌缺血的病变：变黑靶

16、心图、相减靶心图直观了解受累血管及其分布范围：靶心图与冠脉供血区相匹配，分析靶心图上各节段心肌对显像剂的摄取量，可明确病变血管所在正常 normal心肌缺血 myocardial ischemia正常与缺血的靶心图特点心肌灌注显像评价心肌活性心肌梗死Myocardial infarction心肌缺血Myocardial ischemia心肌坏死Myocardial necrosis冬眠心肌Myocardial hibernating顿抑心肌Myocardial stunning Myocardial viability detection心肌活性检测方法99mTc-MIBI心肌灌注显像硝酸甘油

17、介入法201Tl延迟显像法(延迟至24小时)201Tl再次注射显像法“晚期充填”或“静息充填”18F-FDG PET显像法 方法简便 不易获得 不易获得 最准确、昂贵冠心病心肌缺血早期诊断、筛查冠心病疗效评价及预后估计心肌梗死诊断、评估、治疗、预后存活心肌测定心脏储备功能评价心肌病鉴别诊断门控心肌断层显像测定心室功能心肌显像的临床应用冠状动脉搭桥术前后比较心肌灌注显像评价疗效门控心肌断层显像同时评价心肌缺血与心室功能心脏功能参数：EF、EDV、ESV、心脏质量、缺血心肌质量冠脉造影能替代心肌灌注显像吗？ 狭窄区的心肌供血如何？ 血管狭窄的病理生理意义如何？狭窄区心肌是否存活？是否需要进行冠脉再

18、通治疗？提供心肌的供血情况（无创伤）提供血管狭窄的病理生理意义提供心肌存活情况指导冠脉再通治疗冠造是判断冠脉狭窄的“金标准”多排螺旋CT与心肌显像比较多排CT也可做冠脉造影，且无创伤其意义类似血管造影，但对冠脉狭窄的分辨率不如血管造影CT仍然不能提供心肌供血与活性情况心肌灌注显像是评价心肌血流与活性的可靠方法心血池显像与心室功能心室功能测定平衡门电路心血池显像法 Equilibrium gated cardiac blood pool imaging首次通过心血管显像 First-pass angiocardiography心脏负荷试验 Cardiac stress test 运动负荷、药物负

19、荷 Exercise stress and pharmaceuticals stress首次通过法心血池显像原理肘静脉“弹丸”式注射显像剂后，立即启动显像仪器进行快速心血管动态照相，记录显像剂依次通过上腔静脉、右心房、右心室、肺动脉、肺、左心房、左心室并流入主动脉的全过程，观察心、肺、大血管的形态、大小和位置，计算出显像剂通过中心循环各部分的时间，绘制时间-放射性曲线，计算心功能参数首次通过法心血池显像显像剂99mTc-RBC，体内标记法，先给病人静脉注射亚锡PYP l2支，30min后“弹丸”样静脉注入99mTcO4-洗脱液740925MBq(2025mCi)99mTc-DTPA，成人740

20、925MBq(2025mCi)，儿童(18岁以下)按11.1MBq(0.3mCi)/kg计算给药，体积0.5ml，“弹丸”样静脉注射首次通过法心血池显像显像方法准备：检查前1h空腹口服过氯酸钾400mg体位：仰卧位，取前后位或左前斜位45，探头视野包括颈部大血管、左心室与腹主动脉采集条件：探头配置低能通用型准直器，能峰140keV，窗宽20%；矩阵为32 32或64 64，zoom 11.5。弹丸样静脉注射后启动采集开关首次通过法心血池显像显像方法采集方式 帧式采集：23s/帧，连续采集4860s，主要用于定性诊断，不适于定量测定；表式采集： 25ms/帧，共采集1500帧，或采集时间为306

21、0s；门电路采集：以心电图的R波作为每个心动周期的起点，每个周期分为1632个时间段，采集300500个心动周期，形成时间-放射性曲线，计算各种参数 首次通过法心血池显像弹丸注射方法止血带法：可选用右侧肘静脉作为注射点，先用血压计袖带或橡皮止血带于注射点的上方，紧紧扎紧，其压力达到阻止静脉回流而不阻断动脉血流为合适，然后从肘静脉内注射显像剂，体积1ml，注射完毕立即松开止血带，抬高右上臂，开始采集三通法：检查前由肘静脉建立三通，探头对位后，立即注入显像剂，然后用20ml注射器，内含生理盐水，通过三通管将导管内显像剂用力推入静脉内，立即开通计算机采集程序，进行采集首次通过法心血池显像影像处理左右

22、分流定量处理：左到右分流量测定。一般采用前位核素心室造影，分析核素通过中心循环的影像，并使用ROI技术在右肺上野勾画ROI区，生成肺区时间-放射性曲线，定量左到右分流量RVEF的计算：首先将右心室勾画2个ROI区，一个为右室舒张末期的影像，另一个为右室收缩末期的影像，计算机将自动计算出RVEF。在排除右心疾患的基础上，测定RVEF，基本可反映肺循环阻力的情况首次通过法心血池显像正常影像显像剂随血流先后使上腔静脉、右心房、右心室、肺动脉、肺、左心房、左心室、升主动脉和降主动脉显影。一般在静脉注射2s内，上腔静脉和右心房显影，0.51s后出现右心室，右心室的影像因心轴而异。当心脏为垂直位时，显示右

23、心室最小。右心房和右心室几乎同时显影，右心室和肺动脉干在1.52s时出现，肺动脉干分成左右肺动脉，入肺门并迅速充盈全肺，肺一般在注射后34s显影，5s左右达高峰；充盈后期可见左心室，左心室显影在67s，呈长茄型，而后延至主动脉各段显影，全程持续大约20s左右首次通过法心血池显像适应证观察心脏各房室的大小、形态观察显像剂通过心脏各部分的时间，计算左、右心室功能，尤其对右心室功能的计算较平衡法准确对先天性心脏病可以进行定性及定量诊断肺动脉高压的辅助诊断先天性心脏病接受外科手术治疗后疗效的观察冠心病患者心室壁运动的观察与心室功能的判断首次通过法心血池显像临床应用房间隔缺损(ASD)：影像特点为右房、

24、右室扩大，同时伴有肺动脉段突出。由于右房除接受含有放射性核素的腔静脉血外，还有大量分流血自左房进入，故出现首次右房影像呈稀释现象，分流量越大，此种现象越明显。由于左至右分流，左房显影的同时，右房再度显影并持续不消退，肺部放射性消除延缓，呈 “肺脏污”现象，这是左至右分流的诊断依据。当右至左心内分流时，则左心及主动脉均提前显影，肺部放射性稀少首次通过法心血池显像临床应用室间隔缺损(VSD)：通常左心室压力高于右心室，血液自左向右分流，首次通过放射性核素心血管造影的主要特点是右室增大、肺动脉段增粗，当左心室显影时，右心室再度显影，右心室及两肺放射性持续不消退，形成“肺脏污”现象。而右心房在第一次显

25、影后不再显影，有助于与房间隔缺损鉴别。如果室间隔缺损为右至左分流，则左心室和主动脉提前显影，特别是腹主动脉提前显影较易辨认，是诊断右至左分流的依据，左心房显影时间正常首次通过法心血池显像临床应用动脉导管未闭(PDA)：患者肺血管阻力低于体循环血管阻力，主动脉部分血液经未闭的动脉导管分流到肺动脉，形成左至右的分流，然后自肺又回到左心、主动脉，表现为肺血流量增多，可发生肺动脉高压，核素显像时两肺及左心持续显影，肺动脉段突出，左右心室增大，而右心房、右心室在第一次显影后不再显影平衡法门控心血池显像原理静脉注射能在血循环内暂时停留而不逸出血管的显像剂，待其在血循环中达到平衡后，以受检者自身心电图的R波

26、作触发显像仪器的启动信号，将一个R-R间期分成16-32个相等的时间段，自动连续等时采集心血池信息，并将各段时相的相应部位进行累加、重建，获得一个清晰的心动周期心血池系列影像什么叫门电路？是一种触发电路：即通过这种电路与相机相连结采集信息。在心动周期的某一时相，触发相机的示波器，使闪光成像称为开门，这种触发电路称为门电路。平衡多门电路法平衡法门控心血池显像 显像剂在血循环中均匀混合之后，心腔内放射性计数的多少与心腔的容积大小成正相关故可用放射性计数值取代容积值计算心功能参数 EDC-ESC EF= 100% EDC左心室时间容积曲线平衡法门控心血池显像显像剂 99mTc-RBC 740925M

27、Bq(2025mCi)显像方法患者安静状态下平卧，用心电图R波门控程序采集，矩阵为64 64，zoom1.52.0，探头包括心脏及大血管，预置计数500800万，主要取决于R-R之间的分帧，如采用16帧，可减少总计数，如要计算EF或舒张功能的指标PFR，则以采集2432帧/R-R为好，为了剔除异常心跳或伪信号对时间-放射性曲线的干扰，采用缓冲心跳采集程序为佳，一般可采用的范围为平均心率10%，在数据采集过程中病人不得移动体位平衡法门控心血池显像影像处理 本底扣除10%，窗值8090%；心动周期内系列影像顺序排列显示；系列影像心动电影显示定量分析：在左前斜45图像上勾划左、右心室的ROI区后，生

28、成心室的时间-放射性曲线，即心室容积曲线，计算局部心室轴缩短率等各项功能指标相位分析：可分别重建心室时相图(phase image)、时相直方图(phase histogram)、振幅图(amplitude image)和时相电影(phase cine)等功能影像心动周期中不同时段的影像平衡法门控心血池显像室壁运动弥漫性室壁运动低下，是扩张性心肌病和各种原因所致心力衰竭的表现局限性室壁运动低下，特别是出现在负荷试验后，是诊断冠心病的重要依据室壁运动异常的类型：运动低下型、无运动型、反向运动型平衡法门控心血池显像局部室壁运动异常类型运动减低：心脏收缩时，局部心肌壁的内缩距离短于正常无运动：整个收

29、缩期，病变部位的心肌壁无移位变化，即舒张末期与收缩末期的心室影大小无改变反向运动：心脏收缩时，病变部位的心肌壁向外膨突，即病变部位的收缩末期影像比舒张末期大常用心脏功能参数Systolic function parameter 收缩期功能 射血分数(EF) 心输出量(CO) 每搏量(SV) 高峰射血时间(TPE) 高峰射血率(PER) 前1/3射血分数(1/3EF) 室壁轴缩短率(RS)Diastolic function parameter 舒张期功能 高峰充盈率(PFR) 高峰充盈时间(TPF) 1/3充盈率(1/3FR)Volume load parameter 容量负荷指标 EDV E

30、SVRegional function parameter 局部功能指标 Regional wall motion axis short rate regional ejection fraction(REF)Phase analysis parameter 时相分析指标 Phase image amplitude image phase cineREF平衡法门控心血池显像相位分析相位图：心脏收缩时，不同部位的心肌壁发生收缩的时间不全相同。如以360代表一个心动周期，不同的灰度 (或色阶)代表其间的不同时期，灰度越高时相越大 将心的各个区域按其出现时相的灰度还原于心血池影像中，可得到一幅以不同

31、灰度(或色阶)显示的心血池影，即相位图。正常时，心房与心室开始收缩的时间相差约 180，因而相位图上房室间的分界明显。左、右心室的收缩基本同步，显示出的灰度基本均匀一致，分界也不明显 正常相位图：平衡法门控心血池显像时相直方图为心室像素区的相位频率分布图。纵坐标代表像素分布的频率，横坐标代表相位角的度数。正常时，相位直方图显示出一种双峰分布形式。前一个分布区高而窄为心室的收缩分布区，后一个分布区矮而宽，代表心房及血管收缩的分布区。若以360代表一个心动周期则心室峰约在180附近，心房及大血管峰位于360附近两峰的差值为 180。 正常时相直方图心室峰底部的宽度称相角程，为心室最早收缩相位与最晚

32、收缩相位的差值，其大小反映了心室的协调性，正常的心室相角程65 平衡法门控心血池显像振幅图反映心肌收缩力(幅度)大小的一种图像显示 其收缩力大小以不同的灰度(或色阶)表示，灰度越高代表收缩力(幅度)越大。同理，将心室的不同部分以收缩的灰度表示还原于心血池影像，则可获得振幅图。正常振幅图中，房室之间及两个心室之间的分界明显 正常振幅图平衡法门控心血池显像时相电影将心室各个区域收缩的兴奋点以一种显著的标志(黑或白点)表示，并按其在心动周期中出现的时相、顺序地显示于各帧的影像中，即时相电影。可直观看到心肌收缩传导过程的动态变化。正常时，心室收缩的兴奋点起于室间隔基底部右侧，此后兴奋点沿间隔壁下行，并

33、迅速传遍整个心室，最后消失于左、右心室的后基部。右室的兴奋稍早于左室时相分析平衡法门控心血池显像适应证观察心脏及大血管的形态、大小与功能状态观察左、右心室在负荷试验下的心功能变化评价冠心病患者的心功能状态，病变累及的范围及程度，预后判断及药物或手术治疗的疗效估价心肌梗死患者静息与运动心脏功能的测定心室室壁瘤的定位及大小的评估，对真假室壁瘤的鉴别诊断瓣膜病变的定性定量诊断，包括心脏功能与返流量测定监测心血管病人药物及介入性治疗前后心功能的改变心律失常病人异常兴奋灶的定位，手术或消融术的疗效观察（一）冠心病诊断的应用LVEF 是临床上广泛应用于反映左室整体收缩功能的指标，它是左心室收缩功能、前后负荷的综合性指标。但EF值的降低对冠心病的诊断缺乏特异性，凡是导致心肌储备功能下降的因素，均可呈现EF的下降。局部EF对诊断冠心病有意义。左室舒张功能测定对冠心病的诊断目前颇受重视。平衡法门控心血池显像临床应用的评价（二）室壁瘤的诊断真性室壁瘤和假性室壁瘤真性室壁瘤：在穿壁性心肌梗塞的基础上，梗塞区的心肌组织坏死，在其修复的过程中由结缔组织所