心血管系统心血管系统 心脏的血液的供给心脏的血液的供给 冠状动脉灌区：第一节第一节 心肌灌注显像心肌灌注显像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，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。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。因此称为心肌灌注显像。 一. 原理 99mTc-MIBI99mTc-MIBI99mTc-MIBI99mTc-MIBI 二二. 显像剂及方法：显像剂及方法： lPET PET 正电子心肌灌注显像剂正电子心肌灌注显像剂 1515O O水（水（H H2 21515O O）、）、 1313N N氨水（氨水（1313NHNH3 3 ）、）、8282铷（铷（8282RbRb）lSPECT SPECT 单光子心肌灌注显像剂单光子心肌灌注显像剂 201Tl(201TlCl氯化亚铊）氯化亚铊） 99mTc标记的化合物标记的化合物 以以99mTcMIBI为代表（甲氧基异丁基异晴）为代表（甲氧基异丁基异晴） 201201TITI显像方法显像方法 由于201201TITI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）。9999TcTcm m-MIBI-MIBI显像方法显像方法 99 99TcTcm m-MIBI-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。v介入显像v静息显像 由由于于心心脏脏的的贮贮备备功功能能较较强强，单单用用静静息息显显像像方方法法病病变变心心肌肌放放射射性性分分布布稀稀疏疏不不明明显显，故故借借助助介介入入试试验验提提高高对对缺缺血病变早期鉴别。血病变早期鉴别。三、显像方法三、显像方法介入试验静息显像负荷试验负荷试验 运动负荷运动负荷(采用次极量运动负荷采用次极量运动负荷) 负荷试验负荷试验药物实验药物实验(常用药物为腺苷、潘生常用药物为腺苷、潘生 丁、多巴酚丁胺丁、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。心肌病变的敏感性和特异性。介入试验介入试验（interventional test)interventional test). .运动试验运动试验（exercise stress test)exercise stress test). .药物试验：冠脉扩张剂药物试验：冠脉扩张剂 常用药物常用药物：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。临床使用显像剂不同，检查方法有一定差异。四、显像方法四、显像方法 心肌灌注显像一般都要分别进行心肌灌注显像一般都要分别进行负荷负荷显显像和像和静息静息显像（或延迟显像）显像（或延迟显像） 99m99mTcTcMIBIMIBI心肌内没有再分布现象，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所以负荷和静息显像时都要分别注射显像剂。像剂。五、心肌灌注显像的适应证五、心肌灌注显像的适应证1 1、早期诊断冠心病、心肌缺血。、早期诊断冠心病、心肌缺血。2 2、冠状动脉病变治疗疗效判断（如冠状动脉、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）旁路手术、冠状动脉成形术、溶栓治疗等）3 3、判断心肌细胞活力。、判断心肌细胞活力。4 4、冠状动脉病变危险度分级。、冠状动脉病变危险度分级。5 5、诊断左心室室壁瘤。、诊断左心室室壁瘤。6 6、心肌病的鉴别诊断。、心肌病的鉴别诊断。六六. 正常影像分析正常影像分析 断层影像断层影像v短轴断面(short axis slices,XZ)v水平长轴断面(horizontal long axis slices,XY)v垂直长轴断面（vertical long axis slices,YZ)图像分析图像分析心肌断层影像以心脏的心肌断层影像以心脏的垂直短轴、水平长轴和垂直短轴、水平长轴和垂直长轴三个方向的断垂直长轴三个方向的断层面显示层面显示短轴心尖处呈短轴心尖处呈“圆点圆点”状，中间呈状，中间呈“面包圈面包圈”形，心底段呈形，心底段呈“倒倒C”形，可显示左室各壁及心尖的情况形，可显示左室各壁及心尖的情况 图像分析图像分析短轴断面短轴断面(short axis slices,XZ)(short axis slices,XZ)最能全面显示 前壁 侧壁 下壁和后壁 间壁水水平平长长轴轴断断面面(horizontal (horizontal long long axis axis slices,XY)slices,XY)显示心尖、侧壁、间壁。 水平长轴呈水平长轴呈“马蹄形马蹄形”，可显示室间隔、侧壁、和心尖部，可显示室间隔、侧壁、和心尖部图像分析图像分析垂垂直直长长轴轴断断面面（vertical vertical long long axis axis slices,YZ)slices,YZ)显示 心尖、前壁下壁和后壁。 垂直长轴呈垂直长轴呈“马蹄形马蹄形”，可显示前壁、下壁、后壁及心尖部，可显示前壁、下壁、后壁及心尖部图像分析图像分析3. 极坐标靶心图极坐标靶心图心肌断层的定心肌断层的定量分析量分析 靶心图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正常与缺血的靶心图特点 七、异常影像及临床意义七、异常影像及临床意义 心肌显像表现为心肌显像表现为两个不同断层方向上连两个不同断层方向上连续两层相同部位续两层相同部位的心肌节段存在放射性稀的心肌节段存在放射性稀疏或缺损。疏或缺损。 影像特点影像特点 类型临床意义类型临床意义 运动运动(药物药物) 静息静息局限性稀疏局限性稀疏, ,缺损缺损 局限性稀疏、缺损不可逆缺损型局限性稀疏、缺损不可逆缺损型 心肌梗死或严重心肌缺血心肌梗死或严重心肌缺血局限性稀疏局限性稀疏, ,缺损缺损消失缺损缺损消失 可逆缺损型心肌缺血可逆缺损型心肌缺血 局限性稀疏局限性稀疏, ,缺损缺损部分消失缺损缺损部分消失 混合型心肌梗死伴缺血混合型心肌梗死伴缺血 缺损区散在存在缺损区散在存在 “补丁型补丁型” ( (花斑型花斑型) )扩张性心脏病扩张性心脏病不可逆缺损型不可逆缺损型可逆缺损型可逆缺损型混合型混合型补丁型补丁型八八. 临床应用临床应用1、冠心病心肌缺血的诊断、冠心病心肌缺血的诊断 冠状动脉狭窄冠状动脉狭窄50%50%以上的病变都以上的病变都能通过负荷能通过负荷-静息心肌灌注显像显静息心肌灌注显像显示病变，了解病变的范围、程度、示病变，了解病变的范围、程度、责任血管所在。责任血管所在。心肌灌注显像下后壁、后间隔心肌缺血心肌灌注显像下后壁、后间隔心肌缺血冠造正常冠造正常2、心肌细胞活力评估、心肌细胞活力评估 负荷负荷-静息心肌灌注显像呈可逆性缺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，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。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、冠心病治疗后疗效观察 溶栓治疗、溶栓治疗、CABG(冠状动脉旁路冠状动脉旁路移植术移植术)、PTCA（经皮（经皮冠状动脉腔冠状动脉腔内成形术内成形术）能通过心肌灌注显像了）能通过心肌灌注显像了解治疗效果。解治疗效果。冠造示：冠造示：LADLAD近中段近中段90%90%狭窄、狭窄、LCXLCX中远段中远段75%75%狭窄狭窄 罪犯血管？罪犯血管？1例心绞痛患者的冠状动脉造影例心绞痛患者的冠状动脉造影运动运动-静息心肌灌注显像示前壁、心尖部、室间隔心肌缺血静息心肌灌注显像示前壁、心尖部、室间隔心肌缺血PCI术术术前术前术后术后运动运动静息静息功能评价功能评价 治疗决策治疗决策疗效评价疗效评价PCI术后三月运动术后三月运动-静息静息MPI正常正常 只有存存活活心心肌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、心肌梗死的诊断 不可逆性缺损是心肌梗死的影像学不可逆性缺损是心肌梗死的影像学表现。表现。5、诊诊断断室室壁壁瘤瘤6.6.心肌病的鉴别诊断心肌病的鉴别诊断 扩张型扩张型心肌病：心肌病：心腔扩大、心肌普遍变薄呈现“花斑样”改变。 肥厚型肥厚型心肌病：心心肌病：心室腔变小、室腔变小、心肌普遍肥心肌普遍肥厚尤以间壁厚尤以间壁明显。明显。心肌病的鉴别诊断心肌病的鉴别诊断第二节心肌代谢断层显像第二节心肌代谢断层显像 Myocardial Metabolism Tomographyl心肌缺血造成的心肌损害有三种类型：不可逆性心肌损害 冬眠心肌（Hibernating myocardium）顿抑心肌（Stunned myocardium）存活心肌的检测存活心肌的检测v“冬眠心肌”v“顿抑心肌”存活存活心肌心肌 一、原理一、原理 脂肪酸和葡萄糖是心肌细胞的重要能量底物，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。谢的需要。正常人禁食状态下，脂肪酸是心脏主要正常人禁食状态下，脂肪酸是心脏主要能量底物能量底物。在葡萄糖负荷下（进餐后），血浆葡萄。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。活的判断。正常情况下正常情况下脂肪酸、葡萄糖均是心肌代谢的主要底物。脂肪酸、葡萄糖均是心肌代谢的主要底物。空腹时空腹时血浆胰岛素水平下降，心肌细胞摄取血浆胰岛素水平下降，心肌细胞摄取G ，脂肪酸脂肪酸利用增加。利用增加。进食状态下进食状态下血浆胰岛素水平增高，脂质代谢被抑制，血浆脂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肪酸水平下降，葡萄糖成为心肌细胞的主要代谢底物。底物。缺血状态下缺血状态下脂肪酸有氧氧化受抑制，无氧代谢条件下，葡萄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。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二、心肌代谢显像最常用的放射性核素1 1、发射正电子的放射性核素、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 2、发射单光子的放射性核素、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心肌代谢显像v冠心病的早期诊断v严重心肌缺血存活心肌的估计v心肌病的诊断和研究v糖尿病心脏病的诊断和研究三、葡萄糖代谢显像三、葡萄糖代谢显像18F-FDG显像用于诊断心肌缺血时：显像用于诊断心肌缺血时： 通常是在空腹条件下，空腹条件下缺血心通常是在空腹条件下，空腹条件下缺血心肌摄取肌摄取18F-FDG，正常心肌组织以脂肪酸代谢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。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检测梗塞区中存活心肌时多在多在葡萄糖负荷葡萄糖负荷下进行，适量的下进行，适量的葡萄糖负荷可刺激机体分泌适量胰岛葡萄糖负荷可刺激机体分泌适量胰岛素，增强存活心肌的素，增强存活心肌的18F-FDG摄取，摄取，因而存活心肌与坏死心肌对比度增加，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，而坏死心肌无存活心肌放射性浓聚，而坏死心肌无明显放射性分布。明显放射性分布。四、葡萄糖代谢四、葡萄糖代谢显像的方法显像的方法1、显像前准备显像前准备（1 1）禁食至少）禁食至少12-16h12-16h小时以上，检查前不用咖啡类饮料。小时以上，检查前不用咖啡类饮料。（2 2）放射性药物注射前应监测患者血糖，根据血糖结果，）放射性药物注射前应监测患者血糖，根据血糖结果，将血糖控制在将血糖控制在7.28.9mmol/L 。糖尿病患者注意调节血糖尿病患者注意调节血糖水平是显像是否成功的关键。糖水平是显像是否成功的关键。（3 3）放射性药物注射前）放射性药物注射前1010分钟及检查前的一段时间，患分钟及检查前的一段时间，患者应完全处于休息状态。者应完全处于休息状态。2 2、显像剂、显像剂 1818F-FDG PET 7-10mCi, F-FDG PET 7-10mCi, 符合线路符合线路SPECT SPECT 3-5mCi3-5mCi。超高能准直器的。超高能准直器的SPECT 7-8mCiSPECT 7-8mCi。3 3、图像采集与处理、图像采集与处理五、葡萄糖代谢五、葡萄糖代谢显像显像结果判断结果判断 1818F-FDGF-FDG心肌葡萄糖代谢一般与静息或负心肌葡萄糖代谢一般与静息或负荷心肌灌注显像荷心肌灌注显像结合应用结合应用。 心肌灌注减低节段，葡萄糖负荷后心肌灌注减低节段，葡萄糖负荷后FDGPET显像显示相应节段显像显示相应节段FDG摄取正常或相对增加摄取正常或相对增加（灌注灌注-代谢不匹配代谢不匹配），标志着心肌缺血但仍然存），标志着心肌缺血但仍然存活，反之，相应节段活，反之，相应节段FDG摄取减低和血流灌注呈摄取减低和血流灌注呈固定缺损（固定缺损（灌注灌注-代谢匹配代谢匹配）标志着心肌细胞没有）标志着心肌细胞没有活性。活性。GXYF64YCHDOMILVEF30%CAG:LCX95%RCA97%CABG六、临床意义六、临床意义 心肌代谢显像成为选择冠状动脉搭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。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第三节放射性核素心血池显像及心功能测定能测定 Dynamic Cardiac Blood Pool Imaging and Ventricular Function Measurement 一一.原理及方法原理及方法 1.平衡法（门电路心血池显像）平衡法（门电路心血池显像） 门电路门电路 显像剂显像剂 99mTcRBC 99mTc人血清白蛋白人血清白蛋白(15-20mCi) (15-20mCi) 2.首次通过法首次通过法 首次通过法首次通过法l静脉注入能在血液循环内暂时存留而静脉注入能在血液循环内暂时存留而不溢出血管的放射性核素不溢出血管的放射性核素( (如如: :99m99mTc-Tc-RBC)RBC)，经过，经过15152020分钟血液循环充分钟血液循环充分混合达到平衡，由于血液内有较高分混合达到平衡，由于血液内有较高的放射性，而心腔和大血管内的血液的放射性，而心腔和大血管内的血液最多，故可显示最多，故可显示心脏大血管心血池影心脏大血管心血池影像像。、原理和方法、原理和方法 采采用用生生理理信信号号多多门门电电路路技技术术，用用受受检检者者自自身身心心电电图图波波和和间间期期间间隔隔相相等等的的信信号号触触发发启启动动相相机机自自动动、连连续续、等等时时地地采采集集和和贮贮存存每每个个时时间间段段的的计计数数。连连续续采采集集几几百百万万个个心心动动周周期期，由由计计算算机机将将所所有有心心动动周周期期内内相相同同时时间间段段的的计计数数分分别别叠叠加加，显显示示出出一一个个清清晰心动周期心血池系列影像。晰心动周期心血池系列影像。门控原理门控原理、适应症、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3.室壁瘤的定位与大小评估4.心肌病的辅助诊断 正正常常冠冠脉脉有有较较强强的的贮贮备备应应激激能能力力，病病变变冠冠脉脉应激能力降低。应激能力降低。( (三三) )、介入试验、介入试验（interventional test)interventional test). .运动负荷试验运动负荷试验（exercise stress test)exercise stress test). .药物试验：冠脉扩张剂药物试验：冠脉扩张剂 常用药物常用药物：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（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。三三.检查结果的定性定量分析检查结果的定性定量分析 l1.1.局部室壁运动定性分析局部室壁运动定性分析l勾边，叠加勾边，叠加 l室壁运动：室壁运动：正常运动正常运动运动低下运动低下无运动无运动反向运动反向运动 室壁节段运动示意图室壁节段运动示意图室壁运动正常室壁运动正常运动减弱运动减弱右心收缩乏力右心收缩乏力反向运动反向运动定量分析定量分析 ）心室容积曲线（心室容积曲线（rentricular volume curve） 根据左斜前根据左斜前4545心血池系列影像，用计算机处心血池系列影像，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此该曲线又称为心室容积曲线 。）射血分数（射血分数（ejection fraction EF） l定定义义：射射血血分分数数系系指指心心室室每每博博量量（）占占心室舒张末期容积（）的百分比。心室舒张末期容积（）的百分比。l公式：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%。l正正常常值值：静静息息状状态态下下左左室室EF50%，右右室室40%。运运动动负负荷荷试试验验正正常常人人射射血血分分数数升升高高绝绝对对值值应应超超过过5%，如如等等于于或或小小于于5%则为异常。则为异常。l意义：射血分数是目前临床上最常用意义：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，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在早期心功能受损较心排血量敏感,尤尤其对早期心功能受损有意义。其对早期心功能受损有意义。l是心脏收缩指标是心脏收缩指标3）高峰充盈率）高峰充盈率(peak filling rate PFR EDV/s) l指早期舒张充盈相的最大斜率，指早期舒张充盈相的最大斜率，是心室充盈期的是心室充盈期的最大容积变化速率，最大容积变化速率，是临床最常用的舒张期功能是临床最常用的舒张期功能指标，单位指标，单位EDV/s l正常值正常值 2.1EDV/s 研究表明：心肌舒张并不是被动过程，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也是一个能量依赖过程。）局部室壁运动分析（）局部室壁运动分析（regional wall motion） l .心室轴缩短率心室轴缩短率RS(%)=(ED-ES)/ED100%l .局部心室射血分数局部心室射血分数(局部局部EF)值值 局部心室轴缩短率局部心室轴缩短率（radius shortening, RS）ED-ESRS(%)=100ED心室轴缩短率心室轴缩短率局部心室射血分数局部心室射血分数5 5）. .时相分析（时相分析（phase analysisphase analysis）时相图时相图振幅图振幅图时相直方图时相直方图时相电影时相电影 一种更为精细的心肌局部功能和激动传导的分析方法。 将将每每一一象象素素的的时时相相以以不不同同的的灰灰度度或或颜颜色色显显示示，灰灰度度越越高高，时时相相度度数数越越大大，即即开开始始收收缩缩的的时时间间越越晚晚。正正常常房房室室收收缩缩时时差差较较大大，左左右右心心室室基基本本同同步。步。.时相图时相图(phase image)(phase image)显显示示心心脏脏各各部部位位收收缩缩幅幅度度大大小小，也也是是以以灰灰度度或或颜颜色色表表示示，灰灰度度越越高高，振振幅幅越越大大。正正常常左左心心室室收收缩缩振振幅幅高高于于右右心心室室。局局部部室室壁壁运运动动障障碍碍处处灰灰度度降降低。低。.振幅图振幅图(amplitude image)(amplitude image) 为为心心室室时时相相度度数数频频率率分分布布图图。横横坐坐标标为为时时相相度度数数（0 0360360),),纵纵坐坐标标为为频频率率。正正常常心心室室与与心心房房的的时时相相直直方方图图分别呈正态分布。分别呈正态分布。 .时相直方图时相直方图(phase histogram)(phase histogram)相角程相角程（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125。心室峰与心房峰之 间出现室壁瘤峰。 本法对心尖和前壁室壁瘤诊断符合率达95。 对对束束支支传传导导阻阻滞滞及及预预激激综综合合征征（）的诊断价值较大。（）的诊断价值较大。. .传导异常诊断传导异常诊断时相分析形象地显示心肌激动传导的起点和径路。时相电影更能明显地显示传导阻滞的部位、范围和延迟的程度。肥肥厚厚型型心心肌肌病病：左左心心血血池池影影像像明明显显缩缩小小，外外周周可可见类似心包积液的见类似心包积液的“”形空白区。形空白区。. .心肌病辅助诊断心肌病辅助诊断扩张型心肌病扩张型心肌病：心血池影像明显扩大，广泛室壁运动障碍，时相图与振幅图呈现“补钉样”改变。l可测定右心功能是其可测定右心功能是其优点优点复习复习复习复习思考题思考题1、心肌灌注显像、心肌代谢显像在临床主要应用是什么？2、冠心病心肌缺血的核医学影像特点影像特点是什么？3、如何应用核医学方法判断心肌细胞活细胞活性性？谢谢谢谢