PET-CT健康网 - PET－CT在冠心病中的临床应用

近年来，冠状动脉再通术在冠心病患者治疗中起着重要作用。随着这一方法在临床的广泛应用，冠状动脉再通术前适应症选择及术后疗效判断日益引起人们的高度重视。为了避免不必要的冠状动脉再通手术，术前对局部室壁活动消失区段是否有存活心肌的判断非常关键，有存活的“冬眠"心肌应及时进行再通手术，而坏死及纤维化区段则不可盲目手术。对室壁活动消失区存活心肌判断的“金标准”有:成功的冠状动脉再通术后局部室壁活动明显改善或局部心肌存在代谢活性。前者术后较长时间才能获得结果，对术前心肌活性判断无价值。因此，临床关心的热点是梗塞灶内存活心肌的侧定。心梗后存活心肌的有无和多少，对临床制定治疗方案，尤其是介人治疗方案，指导病人生活计划，以及推侧预后方面都有重要意义。Bonow等报导,73%心梗后201TI 心肌显像显示心肌缺损中，PET证实有存活心肌。另一组资料证实，PET发现有存活心肌者，85%在介入治疗后明显改善:而病情相似但PET诊断无存活心肌者，介入术后改善病例不到5 %；82例心功能重度损伤，PET心肌存活组1年内心脏意外发生率为11.5%，而PET阴性组同期50%病例有心脏意外。绝大多数人认为，在检测心肌存活性方面，PET是目前唯一能够在冠状动脉再通术前判断局部心肌存活的可靠指标。随着CT技术进步，16层、64层CT等多层螺旋CT的出现，提高了时间分辨率，使无创CT造影术(CTA)应用于临床。将PET与CT进行融合，CT能为PET提供衰减校正，同时还能提供心脏的解剖结构和生理功能信息，这就为PET/CT在心血管领域的发展提供了巨大的空间。

冠心病的病理生理学

冠心病患者心肌血流的减少可以产生局部或者整体的左室功能障碍，而在血流恢复后可部分或完全恢复。这种恢复意味着尽管心肌有功能障碍，但仍具活力，冠脉再血管化后左室功能的恢复是用来评价心肌存活的金标准。冬眠心肌指的是因低灌注所致功能障碍、冠脉再血管化后可以恢复功能的心肌。心肌冬眠可能代表了慢性血流减少所致的心肌收缩功能的下调并伴有底物代谢的改变。另外一种活力心肌存活的状态称为“顿抑”即在急性心肌缺血、血流恢复后心肌功能障碍继续存在的状态。

心肌代谢、血流的变化:心肌以游离脂肪酸、葡萄糖、乙酰、酮体、乳酸、丙酸和氨基酸作为代谢底物。空腹时，脂酸氧化占心肌氧耗的60%－80%。冠心病患者，应激引起心肌缺血或心肌冬眠、心肌顿抑，可以观察到局部葡萄糖代谢加强。这种糖代谢加强比缺血本身持久，可能系细胞糖原含量得到补充和/或糖酵解加强所致。此外，低灌注心肌对氧的摄取可能也增加，这种增加代表了心肌对血流减少的代偿。其结果，尽管血流减少，心肌的氧耗可能保持正常，但血流再减少时氧耗则陡然减少。这种现象或许可以解释氧化代谢的测量比血流量的测量更能精确反映心肌存活。

检查方法：

1.观察心肌血流灌注:禁食状态下，静注13N-NH3 30-40mci, 3分钟后开始扫描。重建心脏短轴，水平长轴和垂直长轴。观察各层面图像血流灌注情况。

2.观察心肌代谢:禁食状态下，服用50克葡萄糖，调整血糖在适宜水平，40一50分钟后静注18 F-FDG 5-10mci 40分钟开始扫描。重建心脏短轴、水平长轴和垂直长轴，观察各层面图像心肌代谢情况。

3.潘生丁负荷试验:静注播生丁注射液0.142mg/kg/min，持续6分钟后立即静注13N-NH3 30一40mci, 3分钟后扫描。重建心脏短轴，水平长轴和垂直长轴，观察各层面图像血流灌注情况。部分学者用腺苷负荷下行心肌灌注显像。

4.冠脉CTA扫描：房颤及心律严重不齐者不宜检查，关键在于控制心率于60次/分左右。门控下行冠脉CTA检查及进行后处理重建。

PET/CT的临床应用主要有以下几个方面

（1）诊断冠心病(CAD)

冠状动脉狭窄导致心肌血流量减少，氧供减少，心肌细胞功能受到抑制，其有氧代谢受抑制，无氧酵解增加，外源性葡萄糖利用增加。基于局部血流和糖摄取，可以观察到三种类型:①正常血流和正常的葡萄糖摄取;②血流减少和糖摄取正常或增加;③血流和糖摄取都减少。诊断心肌存活最特异的类型是血流减少、搪摄取正常或增加，即所谓血流一代谢“不相配”型，而诊断无心肌存活最特异的类型是血流、糖摄取都减少，即所谓“匹配”型。在组织学检查发现，呈匹配型的区域有广泛的心肌纤维化，而不匹配型的区域内有存活心肌。因此，FDG摄取增加的部位表明心肌细胞处于缺血状态。如冠状动脉狭窄严重，其血流将重度减少，此时心肌灌注显像表现为“固定缺损”。而FDG心肌代谢显像时，如果这些“固定缺损”部位有FDG摄取，说明心肌尚存活.如果无FDG摄取，则表明心肌细胞已坏死。由此可见，PET FDG心肌代谢显像可用于心肌梗塞患者预后的估测。

（上图示）左心室下壁基底段、后外侧壁、心尖部血流灌注缺损处见FDG充填，提示灌注代谢完全不匹配，心肌全部存活，建议尽快行血运重建术。

PET/CT融合技术能同时提供解剖和功能信息，提高了诊断冠心病的准确性。CT冠脉造影在诊断主要血管近段及中段(直径＞2mm)狭窄病变的敏感性很好，而对于远端血管及分支血管其敏感性有所下降，这种局限性会被PET的灌注信息所弥补，因为PET灌注显像是不会受狭窄位置影响的。另一方面，与SPECT相同，PET仅能显示最严重狭窄所支配的区域，限制了其对多支血管CAD的诊断能力，CT冠脉造影信息可以弥补这种不足。Leschka等[1]对67患者进行了分析，64层CT可以评价冠脉直径＞1.5mm的管腔有无狭窄，并且正确诊断了全部无显著冠脉狭窄的20例病人，总体敏感性94%，特异性97%，阳性预测值87%，阴性预测值99%。但CTA有一个缺点，当冠脉严重钙化时，钙化导致的伪影使管腔显示不清，不能准确评价冠脉的狭窄程度，在其研究中钙化是导致大多数假阴性和全部24例假阳性结果的直接原因，在CT造影的同时加上PET灌注显像信息就可以减少假阳性的数量，Namdar等[2]对PET/CT评价CAD做了一份可行性研究，25例患有CAD的患者入选，将PET/CT结果与PET+X线冠脉造影结果进行对比，冠脉造影管腔狭窄≥50%作为诊断标准，其敏感性、特异性、阳性和阴性预测值、准确性分别为90%、98%、82%和99%、97%。这项初步研究显示了PET/CT是排除CAD的准确的无创检查方法。

上图上列为腺苷负荷下心肌13N-NH3心肌灌注显像;左室后外侧壁心肌血流灌注减低;下列为静息心肌灌注显像:左室后外侧壁减低处放射性充填.

冠脉CTA示:第二对角支肌桥形成.

冠脉三维重建:左前降支管壁多发钙化,第二对角支肌桥形成.

（2）早期诊断冠心病

①PET检测冠脉血流储备：PET可以对局部心肌血流(MBF)进行准确的定量分析，然后通过基础的MBF及充分扩张后的冠状动脉MBF计算局部冠状动脉的血流储备CVR=扩冠后MBF/基础MBF，冠脉血流储备作为内皮和血管平滑肌舒张功能的综合评价参数，更有利于CAD的诊断，尤其对高危人群的监测。很多PET研究已经证实冠脉血流储备在冠心病早期预测中有重要作用，它的降低与糖尿病、高血压、高血脂及吸烟等冠心病危险因素有密切的关系。PET比SPECT在诊断CAD方面更敏感，有利于CAD的早期诊断。部分学者用腺苷负荷状态下行13N-NH3心肌灌注PET显像，但由于PET显像费用较高，这方面可以行腺苷负荷下99mTc－MIBI心肌灌注SPECT显像替代，PET是否存在优越性有待进一步临床证实。

②PET/CT中多层螺旋CT冠脉造影在诊断冠脉病变中的作用：随着多层螺旋CT空间分辨率的增加，冠脉CTA可以鉴别斑块性质，可以探测到由于钙化和非钙化斑块导致的管腔改变，很多急性冠脉综合症患者管腔狭窄＜50%，说明斑块的性质对急性冠脉综合症有很高的预测价值。

③CT检测冠脉钙化积分：Greenland等[3]进行了一项前瞻性观察研究中，在1461个无症状患者中将Framingham危险积分(根据遗传及环境因素制定的)和冠脉钙化积分进行比较，显示高冠脉钙化积分能独立于Framingham危险积分预测风险，尤其在中度风险组，对其临床决策有重要意义。在Anand等[4]的观察中，冠脉钙化积分在100-400的患者中，MPI显示18%有无症状性心肌缺血；冠脉钙化积分＞400者，MPI异常达45%。这一发现提示在MPI之前检查冠脉钙化积分可以增加早期诊断CAD的敏感性。

（3）指导冠心病患者的治疗

冠心病的治疗目前主要包括药物治疗，经皮冠状动脉血管成形术及外科冠脉旁路移植术。选择何种治疗方法取决于CAD的严重程度，其影响因素有很多，包括斑块性质(形状、偏心率)，心脏血流动力学变化(左室舒张末压及收缩力)，冠脉生理学改变(血管舒缩状态及内膜功能)，狭窄的特点(组成成分、连续性狭窄)以及侧枝血流量等。CT造影仅能检查管腔的狭窄程度(即管腔直径)，而对于影响心肌血流主要因素的冠脉阻力来说，它只能提供相对有限的信息。另外，CTA中由于移动、钙化、金属物体(支架、外科手术时银夹、胸骨钢丝等)会影响影像质量，就会低估或高估冠脉狭窄程度。只有将PET与CTA两种影像融合起来，才能获得更多的参数，并最终确定罪犯血管。当PET心肌灌注显示存在心肌缺血的情况下，进行冠脉血管成形术或冠脉旁路移植术效果好；而对于PET灌注显像未发现心肌缺血的患者，即使CTA可见广泛的冠脉粥样硬化(钙化及非钙化斑块)，也可采取积极的药物治疗，而暂不需要介入或手术治疗[5]。还有一些患者的冠脉病变比较严重或广泛，不适宜用经皮冠脉成形术，需要外科的冠状动旁路移植术，对于陈旧性心肌梗死患者术前需要检测有无存活心肌，因为对于无存活心肌的心肌梗死或心功能降低患者，CABG手术不但不能使患者受益，还会增加手术风险。PET18F-FDG心肌代谢显像是大家公认的目前评价心肌活力的“金标准”，与静息灌注显像比较，当灌注-代谢不匹配，表明局部心肌存活，血运重建术后局部灌注和功能可得到改善；而灌注/代谢匹配时，表明心肌坏死，即使成功接受血运重建术，其局部灌注和功能也无明显改善，已经有很多研究证实了这一点。那么结合CTA提供的冠脉造影数据，可以建立一种无创的检查方法，指导临床的治疗。当有心肌存活时，进行CABG手术，可改善预后；无心肌存活则不必行血运重建术，保守药物治疗即可。

(上图)左室前壁、心尖部、侧壁近心尖及间壁放射性分布明显稀疏－缺损，其中间壁近基底部小部分灌注与代谢不匹配，提示心肌存活，其余大部分心肌梗死。左室功能减低,建议保守治疗,不推荐行血运重建术.

（4）评价心功能及判断预后

关于心力衰竭的多中心试验结果显示，有接近50%的左室功能受损的患者有CAD，那么就需要在评价心功能的同时，判断有无CAD。PET行心肌检查时采用门控模式，可以动态电影模式观察室壁运动、射血分数EF值等，故融合PET/CT在诊断CAD的同时，还能判断心肌活性、评价心室功能。在心功能受损时CT造影的准确性会受影响，一方面心输出量减低时，对比造影剂的弹丸质量下降会影响图像质量；另一方面心功能低下时，移动导致的伪影也普遍减低，但随着新一代多层螺旋CT速度的提高，心功能不全患者冠心病诊断准确性及图像质量也不断得到提高。PET的18F-FDG代谢显像在评价心肌活性方面已经得到确认，心肌存活的范围能预测血运重建后左室功能的恢复情况。很多研究显示心肌存活节段合并严重功能不全患者，进行血运重建后，心功能会明显改善。因此有严重心功能不全的患者，进行PET/CT检查，不仅可以了解血管解剖变化、心肌组织活性，还能测定左室射血分数，评价局部心肌功能，为判断预后提供帮助，对患者进行危险性分层。

综上所述，PET融合多层螺旋CT在心血管领域的应用有广阔的空间。首先，它能进行无创冠脉造影了解冠脉解剖形态学信息，还能进行心肌灌注显像，将两者结合诊断冠心病及指导治疗；其次，它提供的钙化积分及冠脉血管血流储备为CAD的早期诊断提供依据，还可以观察斑块形态、大小及狭窄程度，预测发生冠脉综合症或心脏事件的风险；另外，使用PET代谢显像检测心肌活性，对心肌梗死患者是否行血运重建术有重要指导意义，PET还能提供的心功能信息，对判断预后有很大帮助。

参考文献：

[1]Berman DS,et al.Relationship between stress-induced myocardial ischemia and atherosclerosis

measured by coronary calcium tomography.J Am CollCardiol.2004;44:923-930.

[2]Mehdi Namdar,MD,et al.Integrated PET/CT for the assessment of coronary artery disease:A feasible study.The Journal of Nuclear Medicine.2005;46:930-935.

[3]Greenland P,et al.Coronary artery calcium score combined with Framingham score for risk prediction in asymptomatic individuals.JAMA.2004;291:1831-1832.

[4]Anand DV,et al.Prevalence of silent myocardial ischemia in asymptomatic individuals with subclinical atherosclerosis detected by electron beam tomography.J Nucl Cardil.2004;11:450-457. [5]Di Carli MF,et al.Integrated PET/CT for cardiol imaging.Q J Nucl Med Mol Imaging 2006;50:44-52.