扩张型心肌病右心室心肌葡萄糖代谢与右心功能的相关性研究

王道宇，汪蕾，杨勇，马兴鸿，闫朝武，赵世华，方纬

扩张型心肌病右心室心肌葡萄糖代谢与右心功能的相关性研究

王道宇，汪蕾，杨勇，马兴鸿，闫朝武，赵世华，方纬

目的:利用18氟—脱氧葡萄糖（18F-FDG）发射型正电子断层（PET）心肌代谢显像，评价扩张型心肌病（DCM）右心室心肌葡萄糖代谢与右心功能之间的关系。

方法：34例连续入选的DCM患者均行18F-FDG PET心肌代谢显像，参照Herrero法，获得校正的右心室游离壁心肌（cRV）标准化摄取值 （ SUV）、左心室游离壁心肌（cLV ）SUV和两者的比值（cR/L）；34例患者均在7 d之内完成心脏磁共振成像（cMRI），通过Simpson’s 原则自动计算获得左心室射血分数（LVEF）和右心室射血分数（RVEF）。采用超声心动图测定肺动脉收缩压。

结果：校正的cRVSUV和cR/L均与cMRI 测得的RVEF有显著的负相关（分别为r=-0.513，P＜0.01和r=-0.463，P＜0.01），cRVSUV和cR/L同时也与LVEF呈负相关（分别为r=-0.387，P＜0.01和r=-0.362，P＜0.01）。

结论 ：右心室心肌葡萄糖代谢增强与右心室功能障碍密切相关，利用18F-FDG PET心肌代谢显像检测右心室18F-FDG摄取，有可能成为评价DCM右心功能及预后的有效指标。

扩张型心肌病；右心功能；葡萄糖代谢；发射型正电子断层显像

(Chinese Circulation Journal, 2015,30:762.)

扩张型心肌病（DCM）以心腔显著扩大及左心室或双心室收缩功能障碍为主要表现[1]。近年来，右心室功能同DCM病情进展的关系越来越受到重视[2]。65%的DCM患者存在右心室功能异常，而合并右心室功能异常的患者更容易导致心力衰竭（心衰）的发生[3]，右心室功能与心衰患者的预后之间存在着密切的关系[4～7]，右心室功能障碍是DCM患者预后不良的独立预测因子[8]。18氟—脱氧葡萄糖（18F-FDG）发射型正电子断层（PET）心肌代谢显像可以用于评价心衰患者的心肌葡萄糖代谢状况。有研究发现[9]：左心衰患者的右心室心肌葡萄糖代谢可以显著增高，18F-FDG摄取明显增强。本文旨在利用PET显像进一步探讨DCM患者右心室心肌18F-FDG摄取与右心室功能之间的关系，从而为揭示右心室心肌代谢变化在DCM患者右心室功能障碍机制中的作用提供临床依据。

1 资料和方法

资料： 2009-10至2013-04期间，入选在我院诊断为DCM的患者34例，符合世界卫生组织制定的诊断标准做出DCM诊断[10]且均接受冠状动脉（冠脉）造影检查。排除标准：有50%以上冠脉狭窄者，曾患心肌梗死和（或）接受过冠脉再血管化治疗、严重的瓣膜性心脏病、活动性心肌炎、高血压病、心动过速性心肌病、致心律失常性右心室心肌病、浸润性心肌病、肥厚型心肌病，糖尿病或糖耐量异常和体内金属异物等不适宜进行放射性核素显像和心脏磁共振成像（cMRI）检查的患者。34例DCM患者中男性26例（76.5%），平均年龄为（51.9±13.0）岁；其中纽约心功能分级（NYHA）为Ⅱ级的患者4 例（11.8%），III级患者16例（47.1%），Ⅳ级患者14例（41.2%）。所有患者均在7 d内完成18F-FDG PET心肌代谢显像和cMRI检查。此外，采用超声心动图测定肺动脉收缩压（SPAP）。

18F-FDG PET心肌代谢显像：患者空腹8 h以上，空腹血糖为（5.3±0.9）mmol/L，口服50 g葡萄糖，30 min后静脉注射185 MBq（5mCi）18F-FDG， 注射前血糖为（8.6±1.3）mmol/L，60 min后进行PETCT显像。仪器为Truepoint Biography 64型PET-CT仪（西门子医疗集团，德国）。首先进行CT透射扫描（120kV，35mA）用于衰减校正，然后进行PET显像，PET图像采集共持续 10 min，采用3D 模式，心电门控采集。每一心动周期平均分为8帧。衰减校正后的数据采用迭代法重建（有序子集—最大期望值法，4次迭代，8 个子集），重建参数为矩阵128×128，放大倍数2.0，短轴层厚3 mm。分别在心脏横断位的舒张末期图像上勾画右心室和左心室游离壁心肌的“感兴趣区”（ROI）。右心室和左心室游离壁心肌的18F-FDG标准化摄取值（Standard Uptake Value，SUV）由以下公式计算：SUV= [ROI内平均计数 （cps/像素单元）×体重（kg）]/[注射剂量（mCi）×校正因子（cps/ mCi）]，其中cps代表每秒的放射性计数值。参照Herrero法[11]，进行部分容积效应的校正，最终得到校正后的右心室游离壁心肌 （cRV ）SUV（cRVSUV）、左心室游离壁（cLV） SUV （cLVSUV）和两者的比值（cR/L）。

cMRI检查：采用的设备为 1.5 T磁共振仪器（Magnetom Avanto，西门子医疗集团，德国）。黑血序列即半傅立叶采集单次激发快速自旋回波序列（Half-Fourier Acquisition Single-shot Turbo Spin-echo，HASTE）观察心脏和大血管的形态结构，回顾性心电门真实稳态自由进动控梯度回波序列（true Fast Imaging with Steady Precession，true-FISP）采集获得持续的包含整个左、右心室的短轴图像，用以评价左、右心室容积和射血分数。 每个心动周期分为25帧图像。利用ARGUS和Viewing 软件 （西门子医疗集团，德国）完成图像后处理。将心动周期中左、右心室最小容积确定为收缩末期，最大容积为舒张末期。在舒张末期和收缩末期短轴图像上手动描记心外膜和心内膜边界，心室范围包含左心室流出道至主动脉瓣和右心室流出道至肺动脉瓣区域、左、右心室肌小梁也包含在心室范围之内。左心室射血分数（LVEF）和右心室射血分数（RVEF）通过Simpson’s 原则自动计算获得。

肺动脉收缩压的测定：参照《美国超声心动图协会右心功能评价指南》的方法，即多普勒采集三尖瓣反流峰值速度后，应用伯努利方程以及右心房压力进行计算评估[12]。

统计学分析：所有的统计学分析均采用SPSS 13.0软件完成。所有连续性数据均表示为均数 ± 标准差，两参数之间的相关性通过线性回归分析确定，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

RVEF与LVEF的相关性分析：34例DCM患者的平均LVEF为（21.3 ± 6.8）%，RVEF为（21.9 ± 6.0）%。RVEF与LVEF存在正相关 （r=0.723，P＜0.001），表明左心室功能障碍伴随右心室功能异常。游离壁心肌18F-FDG摄取值cRVSUV为5.50±2.25，cLVSUV为7.63±2.77，cR/L为0.75±0.28。典型DCM患者（男性，43岁，NYHA心功能Ⅳ级），cMRI测得LVEF=12.0%， RVEF =12.3% ；18F-FDG PET心肌代谢显像显示右心室心肌18F-FDG摄取明显增高， cRVSUV=9.40，cR/L= 1.39，横断位心室中段的18F-FDG PET心肌图像见图1。

图1 典型扩张型心肌病患者18氟-脱氧葡萄糖发射型正电子断层心肌代谢显像图

cRVSUV、cR/L与RVEF的相关性分析：鉴于室壁厚度不同及部分容积效应的影响，本研究中的SUV值均经过校正。右心室心肌18F-FDG摄取增加与RVEF降低存在明显的相关性，cRVSUV与RVEF呈显著负相关（r=-0.513，P＜0.01），cR/L与RVEF之间也存在显著的负相关（r=-0.463，P＜0.01）。cLVSUV 与RVEF之间并无显著的相关性（r=-0.204，P＞0.05）。

cRVSUV、cR/L与LVEF的相关性分析：右心室心肌18F-FDG摄取增加与LVEF降低也存在相关性，cRVSUV与LVEF、cR/L与LVEF均呈显著负相关（分别为r=-0.387，P＜0.01， r=-0.362，P＜0.01）。cRVSUV与肺动脉收缩压呈显著正相关（r=0.454，P＜0.01）。

3 讨论

虽然右心室功能障碍并非是DCM诊断的必要条件，但是研究证据表明：双心室功能障碍是DCM的重要特点之一，右心室功能异常被认为是DCM患者心衰重要因素。同缺血性心肌病患者相比，DCM患者往往有更低的RVEF[13]。

DCM患者右心室心肌葡萄糖代谢的机制目前尚不完全清楚。本研究中，患者右心室心肌葡萄糖代谢普遍增强。既往研究显示：在多种因素所致心衰患者中，右心室与左心室心肌摄取18F-FDG的 SUV比值约为0.6，明显高于正常对照组[9]。本研究的结果大致相同。

右心室心肌FDG摄取增强可能与心衰患者心肌利用代谢底物的转换有关。心衰患者心肌能量匮乏，心肌代谢底物从脂肪酸转变为葡萄糖[14]。心衰动物模型和患者的研究均证实了心肌利用代谢底物的改变，这种转变同葡萄糖代谢相关基因和蛋白表达的增强有关[15，16]。在DCM患者中，心肌摄取FDG的增强，可能还同局部心肌缺血和冠脉微循环功能障碍有关[17，18]。与左心室相似，利用18F-FDG PET心肌代谢显像也同样也可以观察到心衰患者右心室心肌葡萄糖代谢的增强。例如：在肺动脉高压所致右心功能衰竭患者中，可以观察到右心室FDG摄取增加[19]。在野百合碱肺动脉高压大鼠模型中，也可以发现葡萄糖转运体-4表达上调，证实了葡萄糖代谢的增强[20]。

本研究进一步探讨了右心室心肌葡萄糖代谢与右心室功能的关系，发现右心室心肌葡萄糖摄取增加与右心室功能障碍密切相关。曾有学者认为右心室心肌FDG摄取增强与肺血管阻力和平均肺动脉压等血流动力学指标升高有关[21-23]，本研究也得到了相似的结果，发现右心室心肌FDG摄取与肺动脉收缩压明显相关。本课题组以往的研究曾证实：肺动脉高压患者cRVSUV 、cR/L均与 RVEF存在显著负相关[24]。Mielniczuk等[9]也发现，左心衰患者中，RVEF同右心室心肌葡萄糖摄取存在相关性并同右心室功能障碍有关。近期还有研究表明，右心室FDG摄取增加能够影响肺动脉高压患者的预后[25]。以上研究均提示利用18F-FDG PET心肌代谢显像检测右心室心肌葡萄糖代谢，对于评价右心功能及患者的预后判断均具有重要的临床价值。

本文的局限性在于病例数相对较少，还需要较大规模的临床研究进一步证实。此外，DCM患者还需要进一步的随访，直接观察右心室心肌葡萄糖代谢指标预测心脏不良事件的临床意义。

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Relationship Between Right Ventricular Glucose Metabolism and Right Heart Function in Patients With Dilated Cardiomyopathy

WANG Dao-yu, WANG Lei, YANG Yong, MA Xing-hong, YAN Chao-wu, ZHAO Shi-hua, FANG Wei.
Department of Nuclear Medicine, Cardiovascular Institute and Fu Wai Hospital, CAMS and PUMC, Beijing (100037), China
Co-corresponding Authors: WANG Lei, Email: wyleii@gmail.com and FANG Wei, Email: nuclearfw@126.com

Objective: To investigate the relationship between right ventricular (RV) glucose metabolism by18F-fludeoxyglucose positron emission tomography (18F-FDG PET) and right heart function in patients with dilated cardiomyopathy (DCM).Methods: The18F-FDG PET imaging was performed in 34 consecutive DCM patients, with the reference of Herrero method, the corrected RV standard uptake value (cRVSUV), corrected left ventricular standard uptake value (cLVSUV) and the ratio of RV to LV SUV (cR/L) were obtained. And all 34 patients received cardiac magnetic resonance imaging (cMRI) examination within 7 days, the left ventricular ejection fraction (LVEF) and RVEF were automatically calculated with Simpson’s principle. The pulmonary arterial systolic pressure was measured by echocardiography.Results: The corrected cRVSUV and cR/L by18F-FDG PET were negatively related to RVEF by cMRI, (r=-0.513, P＜0.01) and (r=-0.463, P＜0.01) respectively, and meanwhile, the corrected cRVSUV and cR/L were also negatively related to LVEF, (r=-0.387, P＜0.01 and r=-0.362, P＜0.01) respectively.Conclusion: Increased RV glucose metabolism closely related to RV dysfunction, the18F-FDG uptake value by PET might be used as an index for assessing the right heart function and prognosis in DCM patients.

Dilated cardiomyopathy; Right heart function; Glucose metabolism; Positron emission tomography

2015-04-27）

（编辑：曹洪红）

国家科技支撑项目（2011BAI11B02）

100037 北京市，中国医学科学院 北京协和医学院 国家心血管病中心 阜外心血管病医院 核医学科（王道宇、汪蕾、杨勇、马兴鸿、方纬），放射科（闫朝武、赵世华）

王道宇 主管技师 主要从事核医学影像研究 Email：wangdy0107@hotmail.com 通讯作者：汪蕾 Email：wyleii@gmail.com方纬 Email： nuclearfw@126.com

R541

A

1000-3614（2015）08-0762-04

10.3969/j.issn.1000-3614.2015. 08.011