《核医学》教学课件：核医学-心血管系统

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1、心血管系统心血管系统核医学核医学cardiovascular nuclear medicine首都医科大学潞河教学医院首都医科大学潞河教学医院放射教研室放射教研室 石逸杰石逸杰 心血管核医学是心血管核医学是应用放射性核素应用放射性核素对心血管疾病进行诊断、鉴别诊断、对心血管疾病进行诊断、鉴别诊断、疗效观察和预后评价的核医学分支学疗效观察和预后评价的核医学分支学科科。 包括包括心肌灌注显像、心肌代谢显心肌灌注显像、心肌代谢显像、急性心肌梗死显像、心脏神经受像、急性心肌梗死显像、心脏神经受体显像、心血池显像及心室功能测定体显像、心血池显像及心室功能测定等。等。 第一节第一节 心肌灌注显像心肌灌注显

2、像 心肌灌注显像心肌灌注显像(myocardial perfusion (myocardial perfusion imaging)imaging)是通过是通过SPECTSPECT或或PETPET等显像仪器，等显像仪器，利用心肌血流灌注显像剂的示踪特性，利用心肌血流灌注显像剂的示踪特性，获得在特定条件下的心肌血流灌注影获得在特定条件下的心肌血流灌注影像，以此了解心肌的供血和存活情况，像，以此了解心肌的供血和存活情况，达到诊断和鉴别诊断，以及预后和疗达到诊断和鉴别诊断，以及预后和疗效观察的目的的一种显像技术。效观察的目的的一种显像技术。 原原 理理 具具有有正正常常血血供供和和功功能能的的心心肌

3、肌组组织织能能选选择择性性摄摄取取某某些些碱碱性性离离子子或或核核素素标标记记化化合合物物，应应用用显显像像仪仪器器进进行行心心肌肌平平面面或或断断层层显显像像，就就能能使使这这部部分分心心肌肌显显影影，而而血血供供较较差差的的心心肌肌组组织织、坏坏死死和和瘢瘢痕痕组组织织可可轻轻度度显显影影（稀稀疏疏）或或不不显显影影（缺缺损损），从从而而达达到到评评价价心心肌肌血血供供和和诊诊断断心心肌肌疾疾病病的目的。的目的。 平面显像平面显像断层显像断层显像门电路心肌显像门电路心肌显像负荷心肌显像负荷心肌显像心肌显像的分类心肌显像的分类显像剂显像剂 SPECTSPECTSPECTSPECT类类类类显显

4、显显像像像像剂剂剂剂：201201TlTl、99mTc-MIBI99mTc-MIBI、99m99mTc-tetrofosmin(p53)Tc-tetrofosmin(p53)、99m99mTc-N-Tc-N-NOETNOET、99m99mTc-teboroxime Tc-teboroxime PETPETPETPET类显像剂类显像剂类显像剂类显像剂：8282RbRb、1313N-NHN-NH3 3和和1515O-HO-H2 2O O显显 像像 方方 法法 平面显像平面显像 断层显像断层显像 门控心肌断层显像门控心肌断层显像适应证适应证1.1.冠心病心肌缺血的早期诊断；冠心病心肌缺血的早期诊断；

5、2.2.心肌梗死的评价；心肌梗死的评价；3.3.心肌细胞活力的判断；心肌细胞活力的判断；4.4.冠冠状状动动脉脉搭搭桥桥术术或或成成形形术术前前病病例例选选择择和术后疗效评估；和术后疗效评估；5.5.探测冠状动脉成形术后再狭窄；探测冠状动脉成形术后再狭窄；6.6.心肌病的诊断与鉴别诊断。心肌病的诊断与鉴别诊断。 二、图二、图 像像 分分 析析（一）正常影像（一）正常影像 前壁、前间壁及心尖区：左前降支。前壁、前间壁及心尖区：左前降支。 侧壁：左回旋支。侧壁：左回旋支。 下壁、后壁：右冠状动脉下壁、后壁：右冠状动脉 心肌节段与冠状动脉供血的关系心肌节段与冠状动脉供血的关系（二）异常图像及解释（二

6、）异常图像及解释 1 1可逆性缺损可逆性缺损 2 2部分可逆性缺损部分可逆性缺损 3 3固定缺损固定缺损(fixed defects) 4 4反向再分布反向再分布(reverse redistribution) 可可逆逆性性缺缺损损固定缺损固定缺损(fixed defects)左心室各壁心肌血流灌左心室各壁心肌血流灌注未见明显异常，左心注未见明显异常，左心室收缩功能正常。室收缩功能正常。 （三）心肌灌注影像的定量评价（三）心肌灌注影像的定量评价 1缺血程度分级缺血程度分级 0正常正常1轻度或可疑减低轻度或可疑减低2中度减低中度减低3严重减低严重减低 2心肌计数密度测定法心肌计数密度测定法 3极

7、坐标靶心图分析极坐标靶心图分析 4圆周剖面曲线分析圆周剖面曲线分析 临床价值临床价值 （一）冠心病心肌缺血的评价（一）冠心病心肌缺血的评价1心肌显像与冠状动脉造影结果的比较心肌显像与冠状动脉造影结果的比较 2冠心病心肌缺血的诊断冠心病心肌缺血的诊断 3冠状动脉疾病的危险度分级冠状动脉疾病的危险度分级 4负荷心肌灌注显像对冠心病的预测价值负荷心肌灌注显像对冠心病的预测价值 5协助血运重建协助血运重建(revascularization)治疗病例的选择治疗病例的选择 （二）心肌梗死的评价（二）心肌梗死的评价 1 1急性心肌梗死的诊断急性心肌梗死的诊断 2 2急性胸痛的评估急性胸痛的评估 3 3指导

8、溶栓治疗指导溶栓治疗 4 4急性心肌梗死预后的早期估计急性心肌梗死预后的早期估计 （三）缺血性心脏疾病治疗后的疗效评估（三）缺血性心脏疾病治疗后的疗效评估 心心肌肌缺缺血血冠冠脉脉搭搭桥桥术术前前后后心心肌肌影影像像比比较较（ 心心肌肌断断层层影影像像）（四）其它心脏疾病（四）其它心脏疾病 1 1心肌病的诊断或鉴别诊断心肌病的诊断或鉴别诊断 2 2心肌炎的诊断心肌炎的诊断 3 3微血管性心绞痛微血管性心绞痛 性别：男性别：男年龄：年龄：14y诊断诊断：病毒病毒病毒病毒性心肌炎性心肌炎性心肌炎性心肌炎 第二节第二节 心脏负荷试验心脏负荷试验 一、运动负荷试验一、运动负荷试验 二、药物负荷试验二、

9、药物负荷试验一、运动负荷试验一、运动负荷试验 在在运运动动负负荷荷的的情情况况下下，供供血血正正常常的的心心肌肌血血流流呈呈3 35 5倍倍增增加加，显显像像剂剂摄摄取取也也随随之之增增多多，而而冠冠脉脉狭狭窄窄区区的的心心肌肌，则则不不能能随随运运动动相相应应的的增增加加血血液液灌灌注注，使使病病变变区区与与正正常常区区心心肌肌的的显显像像剂剂分分布布差差异异增增大大，有有利利于于显显示示缺缺血血病病灶灶和和鉴别缺血病变是可逆性还是不可逆性。鉴别缺血病变是可逆性还是不可逆性。 1 1）运动负荷：次）运动负荷：次极量踏车试验极量踏车试验二、药物负荷试验二、药物负荷试验药药物物负负荷荷试试验验的

10、的基基本本原原理理与与运运动动负负荷荷试试验验相相同同，不不同同的的是是利利用用药药物物(冠冠状状动动脉脉扩扩张张剂剂)来来扩扩张张冠冠状状动动脉脉，达达到到增增加加心心肌肌血血流流的的作用。作用。 (一一) 原理原理 (二二) 试验方法试验方法 1.1.潘生丁：冠状动脉潘生丁：冠状动脉扩张剂。正常冠扩张剂。正常冠脉扩张，狭窄的冠脉不能有效扩张，脉扩张，狭窄的冠脉不能有效扩张，从而造成类似运动负荷试验的情况，从而造成类似运动负荷试验的情况，亦可用于冠心病的诊断。亦可用于冠心病的诊断。2.2.腺苷：腺苷：与与A2 A2 腺苷受体结合，扩张冠腺苷受体结合，扩张冠状动脉，正常冠脉扩张，狭窄的冠脉状动

11、脉，正常冠脉扩张，狭窄的冠脉不能有效扩张。不能有效扩张。3.3.多巴多巴酚丁胺，正性肌力药物。酚丁胺，正性肌力药物。显像方法显像方法99mTc-MIBI：先行负荷显像，先行负荷显像， 隔日行静息显像。隔日行静息显像。201Tl：负荷注药负荷注药10 min10 min后行负荷显像，后行负荷显像， 3 3 5 h5 h后行延迟显像。后行延迟显像。负荷像负荷像静息像静息像缺血缺血梗塞梗塞冠心病的诊断冠心病的诊断（1 1）心肌缺血：可逆性缺损）心肌缺血：可逆性缺损（2 2）心肌梗死：不可逆性缺损）心肌梗死：不可逆性缺损（3 3）心梗伴周围缺血：混合型缺损）心梗伴周围缺血：混合型缺损 第三节第三节 心

12、肌细胞活性测定心肌细胞活性测定 一、存活心肌的认识一、存活心肌的认识 心肌细胞损害的三种不同结局：心肌细胞损害的三种不同结局： 1.坏死心肌坏死心肌2.冬眠冬眠(hibernating)心肌心肌3.顿抑顿抑 (stunning)心肌心肌 由由于于严严重重的的冠冠状状动动脉脉狭狭窄窄或或部部分分闭闭塞塞血血管管的的再再开开放放所所致致的的长长期期低低灌灌注注缺缺血血状状态态下下，局局部部心心肌肌通通过过自自身身的的调调节节反反应应减减低低细细胞胞代代谢谢和和收收缩缩功功能能，减减少少能能量量消消耗耗，以以保保持持心心肌肌细细胞胞的的存存活活，当当血血运运重重建建治治疗疗后后，心心肌肌灌灌注注和和

13、室室壁壁运运动动功功能能可可完完全全或或部分恢复正常。部分恢复正常。 坏死心肌坏死心肌 为不可逆性心肌损害为不可逆性心肌损害冬眠心肌冬眠心肌顿抑心肌顿抑心肌 心心肌肌在在短短暂暂的的（220min）急急性性缺缺血血再再灌灌注注之之后后，心心肌肌细细胞胞虽虽未未发发生生坏坏死死，但但已已发发生生了了结结构构、功功能能及及代代谢谢的的变变化化，心心肌肌得得到到有有效效的的血血流流再再灌灌注注后后，其其功功能能不不能能立立即即恢恢复复，且且缺缺血血的的时时间间越越长长，心心脏脏功功能能恢恢复复的的时时间间也也越越长长，冠冠脉脉血血流流的的贮贮备备功功能能越越差差，恢恢复复越越慢慢；顿顿抑抑心心肌肌与

14、与冬冬眠眠心心肌肌不不同同，一一般般不不需需要要血血运运重建治疗。重建治疗。 二、心肌代谢显像估计心肌活性二、心肌代谢显像估计心肌活性心肌具有利用多种能量底物的能力，心肌具有利用多种能量底物的能力，其中葡萄糖和脂肪酸是心肌细胞代谢的重其中葡萄糖和脂肪酸是心肌细胞代谢的重要能量底物。将这些底物应用放射性核素要能量底物。将这些底物应用放射性核素进行标记，给病人静脉注射后将被心肌细进行标记，给病人静脉注射后将被心肌细胞迅速摄取，应用胞迅速摄取，应用ECTECT即可行心肌代谢断即可行心肌代谢断层显像。层显像。 目目前前用用于于心心肌肌代代谢谢显显像像最最常常用用的的显显像像剂剂有有两两类类，一一是是发

15、发射射正正电电子子的的核核素素，主主要要有有18F、11C、15O和和13N等等，需需使使用用PET或或带带符符合合线线路路的的双双探探头头SPECT进进行行显显像像；另另一一类类为为发发射射单单光光子子的的核核素素，如如123I等，可应用等，可应用SPECT显像。显像。 （一）葡萄糖代谢显像（一）葡萄糖代谢显像 葡葡萄萄糖糖是是心心肌肌作作功功的的重重要要能能量量来来源源物物质质，18F-FDG是是当当前前最最常常用用和和 最最 重重 要要 的的 葡葡 萄萄 糖糖 代代 谢谢 显显 像像 剂剂 ，FDG心心肌肌代代谢谢显显像像也也是是判判断断心心肌肌细细胞胞存存活活准准确确而而灵灵敏敏的的指

16、指标标，当当心心肌肌灌灌 注注 缺缺 损损 区区 或或 无无 功功 能能 心心 肌肌 壁壁18F-FDG摄摄取取正正常常或或增增高高时时，提提示示心心肌肌细细胞胞存存活活；而而无无FDG摄摄取取则则提提示示心心肌坏死。肌坏死。 心肌灌注与葡萄糖代谢显像结合分析心肌灌注与葡萄糖代谢显像结合分析有三种情况：有三种情况：1.血流与代谢显像均正常，提示无缺血改变。血流与代谢显像均正常，提示无缺血改变。2.血血流流灌灌注注明明显显减减低低，而而葡葡萄萄糖糖利利用用正正常常或或相相对增加，提示心肌缺血但存活。对增加，提示心肌缺血但存活。3.心心肌肌血血流流与与葡葡萄萄糖糖代代谢谢均均明明显显减减低低，提提

17、示示心心肌疤痕和不可逆性损伤。肌疤痕和不可逆性损伤。血流灌注明显减低，代谢基本正常或最高。血流灌注明显减低，代谢基本正常或最高。提示下壁和后壁心肌缺血但存活。提示下壁和后壁心肌缺血但存活。(二二)心肌脂肪酸代谢显像心肌脂肪酸代谢显像 心心肌肌脂脂肪肪酸酸代代谢谢显显像像(myocardial fatty acid metabolism imaging)常常用用的的显显像像剂剂为为11C-棕棕榈榈酸酸(11C-palmitate,11C-PA)、123I标标记记游游离离脂脂肪肪酸酸等等。正正常常心心脏脏禁禁食食状状态态下下和和运运动动时时，乳乳酸酸水水平平上上升升，乳乳酸酸作作为为心心肌肌的的主

18、主要要能能量量来来源源。此此时时将将放放射射性性核核素素标标记记游游离离脂脂肪肪酸酸静静脉脉注注射射后后，能能迅迅速速被被心心肌肌细细胞胞所所摄摄取取，参参与与心心肌肌的的脂脂肪肪酸酸代代谢谢过过程程，左左心心室室心心肌肌11C-PA摄取均匀。摄取均匀。（三）有氧代谢显像（三）有氧代谢显像 1111C-C-乙乙酸酸( (1111C-acetate)C-acetate)已已被被用用于于心心肌肌有有氧氧代代谢谢显显像像。在在心心肌肌中中，乙乙酸酸首首先先通通过过合合成成酶酶被被转转化化为为乙乙酰酰辅辅酶酶，然然后后在在线线粒粒体体内内经经三三羧羧酸酸循循环环氧氧化化为为1111C-COC-CO2

19、2，因因此此，1111C-COC-CO2 2的的清清除除反反映映了了心心肌肌的的血血流流和和代代谢谢状状态态，可可用用于于直直接接估估计计心心肌肌有有氧氧代谢。代谢。 ( (一一) )检查方法检查方法1.硝酸甘油介入硝酸甘油介入99mTc-MIBI心肌显像心肌显像 2.201Tl再分布再分布/延迟显像延迟显像 3.201Tl再次注射再次注射 (reinjection)法法 4.99mTc-MIBI心肌显像摄取比值测定心肌显像摄取比值测定 (二二)方法评价方法评价 目目前前基基本本公公认认，99mTc标标记记药药物物结结合合硝硝酸酸甘甘油油等等介介入入试试验验显显像像与与201Tl也具有同等价值

20、。也具有同等价值。第四节第四节 急性心肌梗死显像急性心肌梗死显像 某些标记化合物静脉注射后能迅速某些标记化合物静脉注射后能迅速被急性梗死的组织所摄取，使急性梗死被急性梗死的组织所摄取，使急性梗死的心肌以的心肌以“热区热区”显示，而正常心肌及显示，而正常心肌及陈旧性梗死的心肌则不显影，故也称为陈旧性梗死的心肌则不显影，故也称为亲心肌梗死显像亲心肌梗死显像(infarct-avid (infarct-avid imaging)imaging)或心肌热区显像或心肌热区显像(myocardial (myocardial hot spot imaging)hot spot imaging)。 显像剂主要

21、有显像剂主要有 ：1.骨显像剂：常用的有骨显像剂：常用的有99mTc-焦磷酸盐焦磷酸盐（99mTc-pyrophosphate, 99mTc-PYP）2.放射性核素标记抗肌凝蛋白单克隆抗体放射性核素标记抗肌凝蛋白单克隆抗体 机理：急性心肌梗死后，钙离子迅速进机理：急性心肌梗死后，钙离子迅速进入病灶，并在坏死心肌细胞的线粒体内入病灶，并在坏死心肌细胞的线粒体内形成羟基磷灰石结晶沉积下来，而形成羟基磷灰石结晶沉积下来，而99m99mTc-Tc-PYPPYP通过与该结晶进行离子交换或化学吸通过与该结晶进行离子交换或化学吸附或者与钙离子相似的方式聚集在不可附或者与钙离子相似的方式聚集在不可逆性损害，但

22、仍有残留血液灌注的心肌逆性损害，但仍有残留血液灌注的心肌细胞内，从而使梗死病灶显影。细胞内，从而使梗死病灶显影。 99mTc-焦磷酸盐的显像机理及应用焦磷酸盐的显像机理及应用 机机理理：急急性性心心肌肌坏坏死死时时，心心肌肌细细胞胞膜膜通通透透性性增增高高，完完整整性性受受损损，轻轻链链可可释释放放入入血血，重重链链则则留留在在坏坏死死的的心心肌肌细细胞胞内内，静静脉脉注注射射的的111In或或99mTc标标记记的的抗抗肌肌凝凝蛋蛋白白单单克克隆隆抗抗体体可可透透过过受受损损的的细细胞胞膜膜与与肌肌凝凝蛋蛋白白重重链链特特异异性性地地结结合合，使梗死灶显影。使梗死灶显影。 抗肌凝蛋白单克隆抗体

23、显像抗肌凝蛋白单克隆抗体显像的机理及应用的机理及应用临床意义临床意义 1充血性心力衰竭充血性心力衰竭 2特发性心肌病特发性心肌病 3急性心肌梗死急性心肌梗死 4其它方面的应用其它方面的应用 第六节第六节 心脏功能测定心脏功能测定 心室功能测心室功能测定定门电路门电路心肌断层显像心肌断层显像平衡门电路平衡门电路心室显像心室显像核听诊器核听诊器（非显像类）（非显像类）3.反映心室容量负荷的参数反映心室容量负荷的参数收缩末期容积收缩末期容积(end-systolic volume, ESV)舒张末期容积舒张末期容积(end-diastolic volume,EDV)用于评价心力衰竭和严重的收缩功能减

24、用于评价心力衰竭和严重的收缩功能减低患者合理治疗后心室大小的变化。低患者合理治疗后心室大小的变化。（ 二二 ） 局局 部部 室室 壁壁 运运 动动 (regional wall motion)与功能分析与功能分析 通过电影显示可以直观地了解心室各壁的运动通过电影显示可以直观地了解心室各壁的运动情况，通常将心室壁的运动分为正常、运动减情况，通常将心室壁的运动分为正常、运动减低低(hypokinesis)、无运动、无运动(akinesis)和反向运和反向运动动(dyskinesis)四种类型四种类型 四、临床价值四、临床价值（一）心肌缺血的早期诊断（一）心肌缺血的早期诊断 （二）冠心病的病情程度与

25、预后估计（二）冠心病的病情程度与预后估计 （三）室壁瘤（三）室壁瘤 （四）心脏传导异常（四）心脏传导异常 （五）心血管疾病疗效评价（五）心血管疾病疗效评价 （六）充血性心力衰竭六）充血性心力衰竭 （七）心肌病的辅助诊断（七）心肌病的辅助诊断 （八）慢性阻塞性肺病与肺心病（八）慢性阻塞性肺病与肺心病 （九）化疗对心脏毒性作用的监测（九）化疗对心脏毒性作用的监测 第七节第七节 下肢静脉显像与深静脉血栓探测下肢静脉显像与深静脉血栓探测 （一）（一）99mTc-大颗粒聚合白蛋白（大颗粒聚合白蛋白（MAA）下肢深静脉显像）下肢深静脉显像（二）（二）99mTc标记红细胞静脉显像标记红细胞静脉显像 （三）（三）111In标记自身血小板显像标记自身血小板显像 （四）放射免疫显像与多肽显像（四）放射免疫显像与多肽显像