核素心肌显像评估存活心肌的研究进展

赵守松，孙文杰，陆路，秦杰，付巍

核素心肌显像评估存活心肌的研究进展

赵守松，孙文杰，陆路，秦杰，付巍

桂林医学院附属医院核医学科，广西桂林 541001

冠心病可导致心肌缺血，根据血流再通后受损心肌收缩功能的恢复情况，可将其分为存活心肌和坏死心肌，准确评估存活心肌对冠心病治疗决策的制定和预后有重要意义。近年来，随着核医学的发展，核素心肌显像评估存活心肌更加常用，其检查操作简单，照射剂量不大，且没有创伤性损害，大多数患者都能接受，已广泛应用于冠心病患者的评估。本研究对单光子发射计算机体层摄影心肌显像和正电子发射体层摄影心肌显像技术评估存活心肌的研究进展进行综述。

冠心病；存活心肌；单光子发射计算机体层摄影心肌显像；正电子发射体层摄影心肌显像

近年来，冠心病（coronary heart disease，CHD）的发病率逐步上升，是发达国家和发展中国家人口死亡的主要原因之一[1]。根据心肌缺血发生的速度、范围、程度及侧支循环建立等，CHD患者心肌细胞的损害会出现坏死心肌、冬眠心肌和顿抑心肌等情况。当冠状动脉再通血流恢复后，冬眠心肌和顿抑心肌功能可逐步恢复正常，即为存活心肌。血运重建后，有存活心肌的患者不仅能够改善生存率及心力衰竭症状[2]，而且可以防止患者未来发生心肌梗死、心脏病住院心源性死亡，还能防止左室功能的进一步恶化[3]。准确评估CHD患者的存活心肌对临床决策和预后评估具有重要意义。通过冠脉造影或心电图运动试验检查CHD，只能从解剖学角度或室壁运动情况判断有无冠脉狭窄，不能直接反映心肌血流灌注情况及存活状态。核素心肌显像评估存活心肌具有更加准确、无创、安全等优点。本研究对单光子发射计算机体层摄影（single-photon emission computed tomography，SPECT）心肌显像和正电子发射体层摄影（positron emission tomography，PET）心肌显像评估存活心肌的研究进展进行综述。

1 SPECT心肌显像

1.1 201Tl心肌血流灌注显像

201Tl是K+类似物，由回旋加速器生成，物理半衰期为73h。利用“再分布”现象可判断缺血存活心肌。Malhotra等[4]利用201Tl负荷/24h方案准确预测晚期再分布95%心肌节段的存活能力，对血运重建后心肌灌注的改善有重要价值。Schinkel等[5]对40项201Tl评估心肌生存能力成像研究进行综合分析，结果显示其预测血运重建术后局部心肌功能恢复的平均敏感度和特异性分别为87%和54%，阳性预测值（positive predictive value，PPV）和阴性预测值（negative predictive value，NPV）分别为67%和79%。研究发现，在使用201Tl静息/再分布显像的28项研究中，心肌功能恢复的平均敏感度和特异性分别为87%和56%，PPV和NPV分别为71%和78%；在使用201Tl再注射方案的12项研究中，其敏感度和特异性分别为87%和50%，PPV和NPV分别为58%和81%。表明201Tl静息/再分布显像较201Tl再注射显像具有更高的特异性和PPV，而二者的敏感度和NPV相似。201Tl的各种显像方案会不同程度低估存活心肌。综上，通过201Tl的“再分布”现象可有效判断心肌存活状态，预测血运重建术后心功能恢复情况。但201Tl辐射大、成本高、易产生衰减伪影、空间分辨率较差，其临床应用受到限制。

1.2 99mTc-甲氧基异丁基异腈（methoxyisobutylisonitrile，MIBI）心肌血流灌注显像

99mTc是一种产生于钼–锝发生器的阳离子示踪剂，物理半衰期为6h。99mTc-MIBI是一种脂溶性、小分子单价阳离子，静脉注射后通过扩散方式进入心肌细胞，与细胞线粒体结合，可反映心肌细胞存活情况[6]。研究表明，99mTc-MIBI预测血运重建心功能恢复的敏感度和特异性分别为81%和66%[7]，硝酸甘油介入可进一步提高99mTc-MIBI心肌显像对缺血存活心肌的检出率[8]。王军等[9]对急性心肌梗死患者进行静息及硝酸甘油介入99mTc-MIBI心肌灌注显像，提示有存活心肌者经皮冠状动脉介入治疗，其左心收缩功能明显改善，疗效确切。研究发现，使用小剂量多巴酚丁胺能提高存活心肌的检出率[10]，而99mTc-MIBI可能会低估心肌的细胞活性[11]。与201Tl相比，99mTc-MIBI心肌灌注显像在评估存活心肌方面更具优势，应用广泛，但其通过消化系统排泄速度慢，易对心肌下壁显影造成干扰。

1.3 99mTc-HL91心肌乏氧显像

99mTc-HL91是一种非硝基咪唑类乏氧显像剂，其制备简单、价格低廉、无细胞毒性，可提供心肌组织缺氧但存活的直接证据，从而识别缺血但存活的心肌[12-13]。国外研究表明，99mTc-HL91乏氧显像在大鼠长时间缺血再灌注急性期评估存活心肌方面具有极高的临床价值[14]。亦有国内研究表明，99mTc-HL91乏氧显像对于评估存活心肌具有一定价值。Liu等[15]以临床随访判断心肌存活情况为标准，得出99mTc-HL91乏氧显像结合99mTc-MIBI心肌灌注显像诊断66个存活心肌节段的敏感度、特异性、准确性、阳性预测值和阴性预测值分别为90.9%、100%、92.3%、100%和66.7%。研究表明，99mTc-HL91乏氧显像结合心肌灌注显像可判断隐匿型CHD患者的心肌活性，指导其治疗方式的选择及判断预后情况[16]。但Okada等[17]认为，99mTc-HL91只有在氧含量降低至足够低时才有可能滞留于心肌内而显像。心肌顿抑时心肌氧含量可能是正常的，此时对99mTc-HL91摄取不敏感。综上，99mTc-HL91乏氧显像对CHD患者存活心肌的评估有重要临床价值，其获取简单，为暂无PET/CT的科室提供检测心肌活性的新方法。

2 PET心肌显像

2.1 PET心肌代谢显像

目前，PET心肌代谢显像是无创评估心肌存活的“金标准”，最常用的显像剂是18F-氟代脱氧葡萄糖（18F-fluorodeoxyglucose，18F-FDG）[18]。18F-FDG心肌代谢显像通常与心肌灌注显像结合来判断心肌活性。Dong等[19]利用18F-FDG PET/CT判断冠状动脉慢性完全闭塞（coronary chronic total occlusion，CTO）患者侧支循环血流与心肌存活率的关系，结果证实侧支循环不是预测心肌存活的有效方法，需通过18F-FDG PET/CT代谢显像对存活心肌进行评估，以指导血运重建，提高生存率。Namdar等[20]研究表明，通过18F-FDG PET/CT心肌代谢显像能够检测老年CHD患者的存活心肌，行血运重建术后可明显改善其左室射血分数及存活率。崔雅丽等[21]采用18F-FDG心肌代谢显像联合99mTc-MIBI心肌灌注显像，有效评估36例急性心肌梗死患者经皮腔内冠状动脉成形术前后存活心肌情况。综上，18F-FDG心肌代谢显像在评估心肌活性及预测血运重建疗效方面具有重要临床应用价值，是无创性评估存活心肌最准确的方法，但PET/CT存在检查费用高、无法检测心内膜下微小梗死灶等局限性，且18F-FDG的摄取可能会受到某些药物、糖尿病、年龄、性别和心力衰竭的影响。

2.2 PET心肌灌注显像

2.2.113N-NH3应用最早和最为广泛的正电子心肌灌注显像剂为13N-NH3，其物理半衰期约为10min。13N-NH3心肌灌注显像可通过心肌血流灌注参数定量评估存活心肌，NH3清除率可反映心肌细胞的代谢完整性，是高准确率判断心肌活性的标志[22]。研究表明，静息和负荷状态缺血性心肌病患者存活心肌的心肌血流量（myocardial blood flow，MBF）均高于非存活心肌[23]。Wang等[24]研究表明，13N-NH3PET静息MBF可作为18F-FDG PET显像的补充，用于评估存活心肌及预测冠状动脉旁路移植术后左室射血分数的潜在改善。Benz等[25]利用13N-NH3心肌灌注联合18F-FDG心肌代谢显像对180例缺血性心肌病患者的冬眠心肌进行识别，结果表明负荷MBF、静息MBF和13N-NH3清除率、心肌血流储备和分布容积的曲线下面积分别为0.564、0.635、0.520、0.553、0.560；当静息MBF阈值设为0.45ml/(min·g)时，预测存活心肌的敏感度为96%，特异性为12%。冬眠心肌和瘢痕心肌之间的静息MBF有较大重叠，13N-NH3PET心肌灌注显像定量参数对预测缺血性心肌病患者心肌活性具有低到中等的诊断价值。

2.2.215O-H2O15O-H2O由加速器生产，半衰期为2min。15O-H2O PET成像是MBF测定的金标准[26]。可灌注组织分数（perfusable tissue fraction，PTF）、可灌注组织指数（perfusable tissue index，PTI）是心肌存活的有效标志物。研究表明，基于15O-H2O PET灌注成像的静息MBF、PTF和PTI对猪心肌梗死模型心肌存活的评估是可行的，心肌节段梗死体积分数≥75%定义为无存活心肌，梗死心肌节段的MBF和PTF低于非梗死心肌节段；MBF的节段分析显示，MBF、PTF和PTI在评估存活心肌（梗死体积分数<75%）时有相似的AUC，分别为0.85、0.86和0.90，当以相对MBF≥67%、PTF≥66%为截断值时，评估存活心肌的正确率分别为90%和81%[27]。

2.2.382Rb82Rb由发生器获得，半衰期为1.25min，其与201Tl类似，亦是K+类似物，心肌摄取82Rb的多少受局部血流灌注、Na+水平、Na+-K+-腺苷三磷酸酶的活力及膜结构完整性的控制，可反映心肌存活情况。Moody等[28]以82Rb和18F-FDG灌注-代谢PET显像为标准探讨82Rb药代动力学与存活心肌的关系，结果表明通过常规82Rb MBF测定的房室模型计算出的82Rb动力学参数K2和分配系数KP可有效区分冬眠心肌和瘢痕心肌。仅含82Rb的KP替代18F-FDG心肌代谢显像评估的缺点是82Rb相对于18F-FDG PET/CT的空间分辨率较低，可能不利于82Rb图像识别小的非跨壁瘢痕。

2.2.418F-氟哌啶酮18F-氟哌啶酮是新开发的PET心肌灌注显像剂，半衰期为108min，属于还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸拮抗剂[29]。Sherif等[30]研究发现，18F-氟哌啶酮可准确评估永久性冠状动脉闭塞和缺血再灌注大鼠模型的心肌梗死面积，从而确定存活心肌数量的多寡。Wang等[31]进一步探讨18F-氟哌啶酮在小型猪体内的生物分布及定量分析价值，并与13N-NH3·H2O进行对比，结果发现18F-氟哌啶酮心肌灌注显像摄取程度高、清除率快、图像质量好、心功能参数测定准确，具备心肌血流定量的潜力，其在人体中也能较好的定量MBF[32]。目前，国外已完成18F-氟哌啶酮的Ⅲ期-1试验，但其在国内的研究仍较少[33]。

综上所述，利用13N-NH3、15O-H2O、82Rb及18F-氟哌啶酮等可准确测定PET心肌血流定量参数，从而有效评估存活心肌；但13N-NH3、15O-H2O、82Rb半衰期短，不便于远距离输送，需回旋加速器或发生器进行现场生产，成本高，导致未能在临床广泛应用[34]。18F-氟哌啶酮作为一种新型PET显像剂，具有广阔的临床应用前景，但仍需大量临床试验研究予以证实。

2.3 PET/磁共振（magnetic resonance，MR）成像

PET/MR成像是利用MR成像数据提供PET的衰减校正，近年来已发展成为常用的综合成像方式。MR成像使用钆造影剂和延迟增强成像来判断心肌存活。MR成像对心肌存活的评估最终取决于延迟钆增强（late gadolinium enhancement，LGE）厚度的百分比[35]。研究发现，20例心肌梗死患者接受PET/MR成像检查，其FDG-PET成像和LGE-MR成像结果基本一致[36]。Rischpler等[37]对28例原发性急性心肌梗死患者于经皮冠状动脉介入治疗术后5～7d行PET/MR成像检查，评价局部心肌节段18F-FDG摄取和LGE透壁程度，结果发现18%功能受损的心肌节段的PET和MR成像结果不一致，对于该部分心肌节段，FDG摄取率对心功能恢复有更好的预测作用。综上，PET/MRI具有MRI多参数成像及PET分子成像的优势，且相比PET/CT其辐射小，在评估存活心肌方面有很大潜力。但PET/MR成像成本高、价格昂贵，仍有许多尚待解决的问题[38]。

3 小结与展望

对CHD患者的心肌存活情况进行早期评估，从而选择合适的治疗方式是目前临床医师亟需解决的问题。与心肌X线造影相比，SPECT和PET心肌显像是一种无创检查方式，可直接从分子水平反应心肌存活状态，从而解决这一难题。但每种显像方式亦有其局限性，如何结合患者患病情况、经济水平及医院设备，选择合适的显像方案仍是CHD患者存活心肌的评估、疗效评价及预后判断等临床实践中面临的重要问题。

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（2022–11–01）

（2023–06–19）

R81

A

10.3969/j.issn.1673-9701.2023.20.032

付巍，电子信箱：380015540@qq.com