门控心肌SPECT显像评价运动试验后缺血患者与显像正常者心功能参数变化

樊 蓉　郑 容　马谭源　李家俊*

门控心肌单光子发射计算机断层(single-photon emission computed tomography，SPECT)显像在临床已成为评价心肌是否缺血和心脏功能的主要手段，而踏车运动试验后部分患者会发生心肌顿抑现象。心肌顿抑是指心肌短暂缺血尚未造成心肌坏死，但恢复血流后其功能障碍却需要数小时、数天甚至数周才能完全恢复。以往的多项研究证实，心肌缺血患者心功能参数在运动负荷和静息状态下并不完全相同，两种状态下测量的缺血与显像正常者舒张末期容积(end-diastolic volume，EDV)、收缩末期容积(end-systolic volume，ESV)、左心室射血分数(left ventricular ejection fraction，LVEF)以及高峰充盈率(peak filling rate，PFR)变化趋势并不完全一致。为此，本研究拟探讨心肌显像提示心肌缺血的患者运动负荷试验与静息状态下心功能参数变化情况，并比较门控心肌SPECT显像与超声心动图所测量的LVEF值。

1　资料与方法

1.1　一般资料

选取2014年5月至2016年8月清华大学第一附属医院核医学科临床疑似或确诊的195例冠心病患者，其中男性106例，女性89例；平均年龄(63.3±11.9)岁。依照运动-静息显像灌注积分差值(summed defect score，SDS)评分情况将其分为心肌缺血组和心肌显像正常组，SDS≥3分为心肌缺血组(90例)；SDS＜3分且运动和静息心肌显像室壁运动正常为心肌显像正常组(105例)。195例冠心病患者中伴高血压112例，糖尿病35例，高脂血症121例，有吸烟史(吸烟时间长于1年)56例。195例冠心病患者中80例在心肌显像前或显像后1个月内行冠状动脉造影，以冠状动脉狭窄≥50%为冠心病诊断标准，单支、双支和三支病变患者分别为27例、28例和20例，无冠心病者5例。

1.2　纳入与排除标准

(1)纳入标准：①疑诊冠心病；②具有高血压病、糖尿病、高脂血症及吸烟四项高危因素之一者。

(2)排除标准：①陈旧性心肌梗死；②冠状动脉重建术后；③心房颤动、频发早搏、阵发性心动过速及病态窦房结综合症等影响心律的心律失常；④左束支传导阻滞；⑤瓣膜病及心肌病。

1.3　仪器与设备

采用双探头SPECT仪器(荷兰飞利浦公司)，VIVID型彩色多普勒超声心动仪(美国GE公司)或IE 33型彩色多普勒超声心动仪(荷兰飞利浦公司)。

1.4　显像方法

所有患者均行两日法踏车负荷和静息门控心肌显像。

(1)运动试验。所有患者均在12导联心电图及血压监测下行踏车运动试验，运动试验当日停用硝酸酯类、β受体阻滞剂及钙拮抗剂。

(2)运动试验终止指标。①达到目标心率(190-年龄)；②出现心绞痛；③ST段下斜或水平压低＞0.1 cm；④患者疲劳。ST段水平或下斜型下移＞0.1 cm为运动试验阳性。

(3)运动试验方法。运动高峰时于肘静脉注入显像剂99Tcm-甲氧基异丁基异腈(methoxy iso butyl isonitrile，99Tcm-MIBI)925 Mbq(25 mCi)，约1 h后行负荷心肌显像；次日行静息门控显像，负荷与静息心肌显像图像采集及重建参数完全一致；图像采集采用双探头SPECT仪器，配平行孔低能高分辨率准直器，2个探头呈L形，绕心脏旋转180°(自右前斜45°至左后斜45°)，5.6°/帧，共32帧，每帧采集时间25 s，每心动周期采集8帧，矩阵64×64；放大倍数取1.45，能峰140 keV，窗宽20%。超声心动图检查采用彩色多普勒超声心动仪，在心尖切面用二维超声双平面法测量LVEF。

1.5　图像重建与软件处理

(1)所有患者均采用改良的迭代重建法(Astonish法)重建图像，迭代次数3，子集数取8，采用Gaussian滤波函数，半高宽(full width half maximum，FWHM)取8.4，图像重建过程中均未行衰减及散射校正。

(2)图像重建后用定量门控SPECT(quantitative gated SPECT，QGS)软件测量心功能参数：LVEF、EDV、ESV及PFR，软件处理按科室常规，为软件自动处理；图像重建及软件测量由1人完成。

1.6　图像分析

心肌灌注显像由两位有经验的核医学医师共同审阅，并采用17节段5分法(0～4分)对运动试验后及静息图像进行血流灌注评分。①0分，放射性分布正常；②1分，轻度减低；③2分，中度减低；④3分，严重减低；⑤4分，无放射性分布。将17个节段评分相加得到灌注总积分，再计算出运动-静息显像(SDS)；负荷灌注总积分(SSS)＞13作为严重心肌缺血患者，≤13为轻中度心肌缺血。195例患者中90例心肌灌注显像显示心肌缺血，105例心肌灌注显像正常。

1.7　统计学方法

采用SPSS 19.0软件对数据进行分析。计数资料数据以均数±标准差(x-±s)表示；SPECT显像所测量的负荷与静息状态的LVEF、EDV、ESV及PFR间的比较均采用配对t检验；采用Spearman相关性分析进行负荷与静息状态下心功能参数相关性分析；以P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1　患者资料及心肌灌注显像结果

(1)心肌缺血组。90例患者中，81例为完全可逆性心肌缺血；9例为部分可逆性心肌缺血；70例行冠状动脉造影，61例阳性。

(2)心肌显像正常组。心肌灌注显像均未有心肌放射性分布的异常减低或缺损。

2.2　负荷与静息状态心功能参数相关性分析

负荷与静息状态所测量的心功能参数的相关性好。所测两组LVEF、EDV、ESV以及r值均＞0.85，P值均＜0.001；所测两组PFR的r值均＞0.6，P值均＜0.001。

2.3　负荷与静息状态心功能参数比较

(1)心肌显像正常组。负荷与静息状态所测量的心功能EDV、ESV、LVEF和PFR参数差异均无统计学意义(t=0.33，t=1.8，t=-1.38，t=0.45；P＞0.05)，见表1。

表1　心肌显像正常组负荷与静息状态心功能参数比较

(2)心肌缺血组。运动负荷门控心肌显像所测LVEF值低于静息状态，静息LVEF-负荷LVEF约1.5%，具有统计学意义(t=-2.87，P＜0.05)，其余参数无统计学差异；见表2。运动试验后ESV与静息ESV比值为1.07±0.23。

表2　心肌缺血组负荷与静息状态心功能参数比较

2.4　心肌缺血组心肌顿抑评估

在心肌缺血组90例患者中，共有60例(占66.7%)患者运动负荷门控心肌显像所测量LVEF值小于或等于静息门控所测值，60例患者负荷与静息状态ESV具有统计学差异，负荷ESV(41.3±37.9)ml，静息ESV(36.7±35.1)ml；差异有统计学意义(t=4.81，P＜0.001)，运动试验后ESV与静息ESV比值为1.17±0.21。以1.22作为有左心室扩张的界值，心肌缺血组有24例患者有左心室ESV的扩张，占26.7%(24/90)；以LVEF＜-5%为界，本研究90例患者中，有21例运动负荷LVEF－静息LVEF＜-5%，占23.3%(21/90)。

2.5　门控心肌SPECT显像测量LVEF与心脏超声测量LVEF比较

静息与负荷状态下门控心肌SPECT显像所测量LVEF值均高于心脏超声所测值。静息状态LVEF为(63.4±15.6)%，超声LVEF为(57.6±9.6)%，差异有统计学意义(t=-4.6，P＜0.001)；运动负荷状态LVEF为(62.0±15.7%)，超声LVEF为(57.5±9.7%)，差异有统计学意义(t=-3.7，P＜0.001)。

3　讨论

运动负荷试验可引发心肌缺血患者心肌顿抑，表现为心脏收缩功能的延迟恢复[1]。而临床上门控心肌SPECT显像常用于评价心肌顿抑，而心肌顿抑发生后，静息与运动负荷后某些心功能参数常常不一致，目前诸多研究倾向于认为心肌顿抑患者常有一过性心腔扩大，心脏LVEF减低[2-4]。

对于心肌显像正常者，本研究所测量两组之间EDV、ESV及LVEF值均无统计学差异，与Heston等[5]、杜艳等[2]的研究一致；对于心肌显像提示有心肌缺血者，本研究发现两组之间EDV和ESV均无统计学差异，EDV无明显变化，这与Bestetti[4]、杜艳等[2]的研究结论相同。不同之处在于，本研究发现心肌缺血患者运动负荷后ESV并未明显增加，无明显的一过性心腔扩张。推测其原因，可能与本研究中轻度或中度心肌缺血患者较多有关；以SSS＞13为重度心肌缺血的标准，本研究共有24例(占26.6%)患者为重度心肌缺血，有66例(占73.4%)患者均为轻度或中度心肌缺血，所占比例较高；若以运动试验后所测LVEF小于或等于静息LVEF为标准进行分组，该组患者ESV扩张，具有心肌顿抑后心腔扩张的特点，所占比例为26.7%，低于杜艳等[2]的研究；根据Tanaka等[6]的研究，一过性心腔扩大发生概率与心肌血流储备下降有关，与单支病变或双支病变相比，3支病变的患者血流储备下降明显，因而可能发生运动负荷后心腔扩大的概率更高。本研究中有3支病变的患者所占比例相对较低(25.0%)，可能是导致ESV无明显扩张的原因。

心肌缺血患者由于运动导致心肌顿抑后，心脏LVEF下降，心脏收缩功能减低，这一现象已经得到诸多研究的证实；根据杜艳[2]、Johnson等[7]的研究，心肌缺血的严重程度与范围是预测LVEF下降的独立预测因子。本研究静息显像与运动负荷显像两组LVEF差值约为1.5%，而Borges-Neto等[8]报道，心肌缺血患者静息显像与负荷显像LVEF差值为4%，高于本研究；杜艳等[2]的研究，心肌缺血患者运动试验后延迟1 h心脏LVEF比静息LVEF低3.6%，与Borges-Neto等[8]的报道接近，均高于本研究(1.5%)，这一差异可能与研究对象的缺血严重程度不同有关；杜艳等[2]的研究中，所有患者均为运动试验心电图阳性或出现胸痛的患者，且冠状动脉造影也发现三支病变所占比例较高，为40.9%，本研究三支病变患者所占比例较上述研究低。

本研究发现，无论心肌缺血或心肌显像正常患者，门控心肌显像所测量PFR均无差异。根据Mizunobu等[9]报道，与二维多普勒超声比较，QGS软件所测量的PFR能较好的反映舒张功能，PFR下降意味着舒张功能减低；但也有作者如Flachskampf等[10]认为，核素心肌显像由于时间分辨率较低，在探测舒张功能方面较少应用，检测舒张功能更准确的方法是超声心动图。根据上述研究结论，缺血与心肌显像正常者两种状态下PFR无统计学差异，一方面可能是因为本研究所选择的对象多数心肌缺血程度较轻，还未发生舒张功能不全；另一方面可能与门控心肌显像测量舒张功能的准确性有一定关系，因而，心肌缺血与舒张功能不全的关系还需要进一步详细的研究。

Cwajg等[11]报道，门控心肌SPECT显像所测量LVEF值与心脏超声比较具有很好的相关性和一致性。本研究中，无论静息状态还是运动负荷后门控心肌显像测量的LVEF均高于心脏超声所测值，这一结论与Lipiec等[12]的研究结论不同；该研究认为，心脏超声与门控心肌显像所测值基本一致，可以互相代替，而本研究中心脏超声所测值较低，其中原因还有待进一步研究。

综上所述，对于心肌显像正常者，门控心肌显像测量静息与运动后心功能参数无差异，可以互相代替；而对于心肌缺血者，本研究提示运动后LVEF下降，部分患者运动后心腔扩大，LVEF下降的程度与心腔扩大的程度与心肌缺血的程度密切相关。门控心肌SPECT显像测量的LVEF值与心脏超声并不一致，还有待于进一步研究[13]。

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