正常心肌代谢显像18氟-脱氧葡萄糖摄取状况的初步探讨

许光 XU Guang

宋丽萍1 SONG Liping

杨敏福2 YANG Minfu

杨旭1 YANGXu

2.北京阜外心血管病医院核医学科北京 100037

18氟-脱氧葡萄糖（18F-FDG）心肌代谢显像技术应用于心肌缺血的研究已成为心脏病学领域中的热点。有学者应用该方法进行运动诱发心肌缺血的研究，已初步得出结论：运动负荷试验18F-FDG心肌代谢显像可无创诊断冠心病心肌缺血，并且明显优于常规心肌灌注显像[1～3]。但在18F-FDG 负荷心肌代谢显像诊断心肌缺血的特异性方面的研究报道尚少。有学者推测，由于空腹状态下心肌的非特异性摄取，使其诊断心肌缺血的特异性会降低[4]。我们主要采用一日法和两日法2种18F-FDG心肌代谢显像的方法，定量分析正常心肌静息、运动18F-FDG摄取状况的差异，探讨符合心肌18F-FDG摄取的示踪动力学的显像方法，为进一步应用18F-FDG心肌代谢显像诊断冠心病患者运动诱发心肌缺血的研究提供依据。

1 资料与方法

1.1 病例资料 收集中国医学科学院阜外医院2009-06～2009-09冠状动脉造影阴性且无冠心病病史患者（正常心肌）18例，男性12例，女性6例；年龄44～71岁（中位年龄57岁）。单纯随机抽样分为2组，A组：9例，行两日法静息、运动18F-FDG 心肌代谢显像；B组：9例，行一日法静息、运动18F-FDG心肌代谢显像。

1.2 放射性药物及仪器 ①放射性药物：18F-FDG由北京原子高科技股份有限公司提供。②显像仪器PET/CT：Bio64-3R-32，德国西门子公司出产；图像处理软件Syngo MMWP，德国西门子公司研发。

1.3 方法

1.3.1 图像采集 ①A组（两日法）：受试者禁食12h以上，测空腹血糖，于静息状态下肘静脉注射18F-FDG，注射剂量为121.73±12.58MBq。1h后仰卧于PET/CT检查床上，显像范围包括心脏，图像采集10min。当晚受试者同样禁食12h后于次日上午进行次极量踏车试验，运动高峰后肘静脉注射18F-FDG 123.21±21.09MBq，休息1h后行PET/CT图像采集10min。②B组（一日法）：受试者禁食12h后测空腹血糖，于静息状态下肘静脉注射18F-FDG，136.16±17.39MBq。1h后行PET/CT图像采集10min。静息心肌代谢显像检查结束后，患者进行次极量踏车试验，达到运动高峰后，休息约30min再行PET/CT图像采集10min。

1.3.2 图像处理两组受试者心脏18F-FDG摄取图像由2名有经验的核心脏病医生用Syngo MMWP软件进行图像处理和计算，以心脏为靶组织勾画三维感兴趣区，计算出心脏的最大标准化摄取值（SUVmax），即SUVheart；以肝脏、心血池作为非靶组织，勾画肝实质及心血池的三维感兴趣区，计算出最大标准化摄取值，即SUVliver，SUVbloodpool。用Syngo MMWP软件在心脏冠脉左前降支、左回旋支、右冠状动脉（LAD、LCX、RCA）的血管区域计算出左前降支SUV百分比（SUVLAD）、左回旋支SUV百分比（SUVLCX）、右冠状动脉SUV百分比（SUVRCA）。

2 结果

2.1 两日法静息、运动心肌18F-FDG摄取情况的比较 两日法受试者静息状态下空腹血糖与运动状态下的差异无统计学意义（6.99±0.37mmol/L，6.72±0.35mmol/L，P＞0.05）。心肌18F-FDG摄取趋势，正常心肌运动负荷后SUVheart/ SUVlive较静息状态下增加 5例，减低 4例；运动负荷后 SUVheart/SUVbloodpool较静息状态下增加4例，减低5例（图1、2）。运动负荷后心肌18F-FDG摄取紊乱，部分患者反而降低（图3、4）。

2.2 一日法静息、运动心肌18F-FDG摄取情况的比较 受试者静息状态下空腹血糖为 6.24±0.37mmol/L。①心肌层面：正常心肌运动负荷后18F-FDG摄取较静息状态均有不同程度的增加（图5～8），且差异有统计学意义（P＜0.05），见表 1。②血管层面：3支冠脉血管区域的18F-FDG 摄取分别以SUVheart×SUVLAD、 SUVheart×SUVLCX、 SUVheart×SUVRCA的值进行定量分析。3支冠脉血管区域运动18F-FDG摄取较静息有不同程度的增加，但差异均无统计学意义（P＞0.05）（表1）。为分析3支冠脉血管区域之间，18F-FDG摄取增加是否有差异，分别以静息、运动时的 SUVLAD/SUVLCX、SUVLAD/SUVRCA值进行比较，从表1可看出3支冠状动脉血管区域之间的18F-FDG摄取差异无统计学意义（P＞0.05）。

表1 一日法正常心肌静息与运动状态下的18F-FDG摄取量比较（）

表1 一日法正常心肌静息与运动状态下的18F-FDG摄取量比较（）

注：与静息状态比较，（1）P＜0.05；（2）P＞0.05

图1 两日法静息、运动正常心肌SUVheart/SUVliver趋势图

图2 两日法静息、运动正常心肌 SUVheart/SUVblood pool趋势图

图3 受试者2两日法静息心肌代谢显像图。心肌18F-FDG不均匀性摄取，核素分布高于两日法运动心肌18F-FDG的摄取

图4 受试者2两日法运动心肌代谢显像图。心肌18F-FDG不均匀性摄取，核素分布明显低于静息心肌18F-FDG的摄取

图5 一日法静息、运动正常心肌SUVheart/SUVliver趋势图

图6 一日法静息、运动正常心肌 SUVheart/SUVblood pool趋势图

图7 受试者1一日法静息心肌代谢显像图。心肌18F-FDG不均匀性摄取，略高于肝

图8 受试者1一日法运动心肌代谢显像图。心肌18F-FDG不均匀性摄取，核素分布明显高于肝

3 讨论

3.1 一日法静息、运动心肌代谢显像的可行性 有动物实验和临床研究证实，在运动负荷状态下，心肌做功增加，对葡萄糖的摄取相应增加[5～7]。本研究中一日法的9例患者运动负荷心肌摄取18F-FDG较静息状态明显增加，这与先前的研究结果相符，符合示踪剂动力学。并且3支冠状动脉（左前降支、左回旋支、右冠状动脉）血管区域之间的18F-FDG摄取无明显差别。

3.2 一日法静息、运动心肌代谢显像的优点 心肌18F-FDG摄取受饮食状态、胰岛素水平、心肌供氧情况、儿茶酚胺水平等因素的影响。两日法静息与运动心肌代谢显像之前空腹血糖差异无统计学意义。Bergman等[5]通过葡萄糖代谢动力学证实正常心肌做功后净葡萄糖摄取比静息状态下显著增加，静息状态、心房起搏净葡萄糖摄取（9.1±2.7%，9.8±2.9%P＝0.04）。两日法的患者运动负荷后心肌18F-FDG摄取部分增加，部分反而降低。我们推测两日法显像时间相隔 1d，患者容易受到未知干扰因素影响，造成部分患者静息心肌18F-FDG的摄取高于运动心肌18F-FDG的摄取，不符合示踪动力学，不能成为18F-FDG 心肌缺血显像的诊断方法。一日法18F-FDG心肌代谢显像在较短时间内进行静息、运动心肌显像，受干扰因素影响较少，运动负荷后心肌18F-FDG摄取明显增加，符合心肌18F-FDG示踪动力学，且3支冠脉血管区域18F-FDG摄取成比例增加。对疑似心肌缺血的患者，应用一日法18F-FDG 心肌代谢显像，在禁食状态下，分别对静息、运动负荷心肌进行心肌代谢显像，不受心肌18F-FDG非特异性摄取的影响，诊断心肌缺血的特异性更高。因此，可成为冠心病患者运动诱发心肌缺血的无创诊断方法。

3.3 本研究的局限性 本研究入选患者较少，因此对静息、运动心肌显像过程中干扰心肌葡萄糖代谢的影响因素，尚有待进一步的研究。

同时，需要大量正常心肌受试者分别进行一日法、两日法18F-FDG心肌代谢显像，对心肌代谢显像过程的生理、生化变化做详细的分析，寻找显像过程中的干扰因素，提高负荷心肌18F-FDG 诊断冠心病的特异性。

[1] He ZX, Shi RF, Wu YJ, et al.Direct imaging of exerciseinduced myocardial ischemia with fluorine-18–labeled deoxyglucose and Tc-99m-sestamibi in coronary artery disease.Circulation,2003,108(10):1208-1213.

[2] Jain D, He ZX.Direct Imaging of myocardial ischemia: a potential new paradigm in nuclear cardiovascular imaging.J Nucl Cardiol,2008,15(5): 617-630.

[3] Dou KF, Yang MF, Yang YJ, et al.Myocardial18F-FDG uptake after exercise-induced myocardial ischemia in patients with coronary artery disease.J Nucl Med, 2008,49(12): 1986–1991.

[4] Gropler RJ, Siegel BA, Lee KJ, et al.Nonuniformity in myocardial accumulation of fluorine- 18-Fluorodeoxyglucose in normal fasted humans.J Nucl Med, 1990, 31(11):1749-1756.

[5] Bergman BC，Tsvetkova T，Lowes B, et al.Myocardial glucose and lactate metabolism during rest and atrial pacing in humans.J Physiol, 2009, 587(Pt 9): 2087-2099.

[6] Ratib O, Phelp ME, Huang SC, et al.Positron tomography with deoxyglucose for estimating local myocardial glucose metabolism.J Nucl Med, 1982, 23(7): 577-586.

[7] Camici P, Marraccini P, Marzilli M, et al.Coronary hemodynamics and myocardial metabolism during and after pacing stress in normal humans.Am J Physiol, 1989, 257(3 Pt 1): E309-E317.