在冠心病临床研究中 核医学显像技术应用进展
近年来人们对于冠心病的发病有了新的认识,对冠心病的诊治观念也有了相应改进,从发现和抢救的旧模式向主动防御模式转化。在此背景下,冠心病的检查不能只满足于病变的有无,还要进行危险分层及预后评价,及早发现高危患者,优化冠心病个体化治疗。
心肌灌注与负荷显像
心肌核素检查是冠心病诊治的传统技术,心肌灌注显像(MPI)是临床应用最广泛和最重要的检查方法,评价缺血性心肌病与冠脉造影结果有较好的一致性。负荷心肌显像能反映冠脉狭窄及微血管病变引起的血流动力学和功能改变,并确定罪犯血管,具有很高的灵敏度和特异度,是一种准确而无创的方法。其临床意义不仅在于明确心肌缺血部位和范围,更重要的是可用于冠心病危险分级、预后及疗效评价等。
心肌灌注负荷试验包括运动负荷和药物负荷两类,基本原理都是为了凸显正常和狭窄动脉血流储备力的差异,提高正常与缺血心肌的检测效率。运动和不同药物引起的冠脉血流增加程度不同,运动负荷下冠脉血流增加约2.5倍,而不同剂量的潘生丁和腺苷负荷可增加冠脉血流4~5倍,多巴酚丁胺与运动负荷作用类似。无论是运动还是药物负荷,病变冠脉的血流增加明显低于正常冠脉。
, 百拇医药
临床上约有1/3患者因为各种原因不能接受运动负荷试验,需进行药物负荷试验,如年老体弱或患有关节炎、周围血管疾病、主动脉疾病、过度肥胖、肌肉病变、病窦综合征等患者。在美国接受药物负荷试验的患者几乎占所有接受负荷试验者的50%。
目前临床常用的负荷药物主要为潘生丁、腺苷和多巴酚丁胺。腺苷是一种来自细胞的内源性物质,通过特异性激活A2a受体使冠脉扩张。据文献报道, 腺苷与潘生丁负荷核素心肌显像的诊断敏感性与特异性相似,但其生物半衰期极短, 一旦发生不良反应, 只要停止注射, 不良反应很快消失, 一般不影响检查,并且在一定剂量下其扩张血管的作用具有可预测性。潘生丁的不良反应持续时间相对较长,而多巴酚丁胺增加冠脉血流的效果虽然与生理运动相同,但还不完全等同于运动试验,只有某些对潘生丁和腺苷禁忌者才选择多巴酚丁胺试验。因此,腺苷在心肌药物负荷试验中应用越来越多。
目前腺苷负荷试验方法有两种,单纯使用腺苷或在输注腺苷的同时加少量运动负荷。少量运动可以减少腺苷的不良反应,提高患者耐受性,同时增加心肝比值,改善图像质量,有助于提高灵敏度,许多研究者推荐腺苷与运动联合应用。
, 百拇医药
新型负荷药物
腺苷负荷虽然有一定优势,但也存在一定问题。
首先,其增加冠脉血流的作用明显高于运动负荷。而心肌灌注所使用的放射性示踪剂,如201铊(Tl)和 99m锝(Tc)标记的甲氧基异丁基异腈(MIBI)或替曲膦(tetrofosmin)在心肌的摄取与血流并不完全呈线性关系。当血流超过一定范围,心肌对示踪剂的摄取量会相对减少。
其次,腺苷负荷试验需要使用输液泵持续输注,针对不同的个体,需调整剂量及输注速度,使用起来很不方便。
最后,除激动腺苷受体A2a外,腺苷还作用于A1和A3等受体,可产生房室传导阻滞、低血压、呼吸道痉挛等不良反应,患者在试验过程中仍时有心悸、潮红等不适感,而且服用过咖啡因的患者不能接受腺苷负荷试验。
因此,有必要寻找使用更为方便,扩张冠状动脉作用更接近生理状态及不良反应更少的新型负荷药物。
, http://www.100md.com
新型A2a受体激动剂[热加腺苷(Regadenoson)和 Binodenoson]对A2受体选择性更高。研究表明,固定剂量的热加腺苷可使不同患者冠脉血流增加2.5倍左右,更接近运动负荷试验的效果。注射后30秒内血管扩张达到高峰,血流增加可以维持2.5~3分钟,持续时间与剂量相关。由于扩冠作用快,给药后可立即注射示踪剂。注射binodenoson后2~3分钟起效,扩张血管作用持续4~7分钟,持续时间也与剂量相关。
与腺苷相比,热加腺苷和 binodenoson均可采用弹丸式注射,使用更为方便,也缩短了负荷试验所需时间。这两种药物负荷的主要不良反应是心率加快、血压下降,但与腺苷相比,患者不适、房室传导阻滞等不良反应大大减少,并可用于轻中度慢阻肺患者。目前热加腺苷已通过美国FDA认证,正在进行binodenosonⅢ期临床试验。
正电子心肌灌注显像
传统心肌灌注显像多采用单光子发射断层扫描,在空间分辨率和定量计算方面存在局限性。正电子发射计算机断层扫描技术(PET)通过电子准直可以明显提高探测效率、空间分辨率和图像质量,还可减少由膈肌及女性乳房组织衰减所致的心肌下壁、前壁假阳性结果。与单光子示踪剂201铊和99m锝相比,正电子心肌灌注示踪剂H215O、13NH3和82铷(Rb)等与心肌血流量有更好的线性关系,有助于提高冠心病诊断的灵敏度和特异度。
, 百拇医药
另外,PET精确的衰减校正有利于定量分析心肌血流量(MBF)。假阴性负荷MPI的主要原因之一是3支病变所致均衡型心肌缺血,通过对MBF定量分析可以发现这种现象,提高冠心病诊断的灵敏度。过去认为冠心病是冠脉大血管病变引起,现在更倾向于认为微循环障碍在冠心病发病机制中起重要作用。心脏冠脉血流储备(CFR)反映的就是微循环即血管内皮功能。通过MBF定量分析药物负荷下冠脉血流量的增加,可以测定CFR。测定CFR证实了一些危险因子如吸烟、高血脂、高血糖和胰岛素抵抗对心肌微循环的影响,可用于早期发现冠心病及患者预后的判定,是一项独立预测指标。冠心病患者CFR下降则预示预后不良。
用于心肌灌注的正电子示踪剂,半衰期均较短,没有加速器的医院开展正电子心肌灌注显像将受限。新型18氟(F)标记心肌灌注示踪剂18氟-FTP是脂溶性阳离子化合物,药代动力学显示其在心肌细胞有很高的摄取率,细胞内滞留时间较长,在缺血和正常心肌中分布比值是99mTc锝-替曲膦的3倍。18F-FTP的图像质量明显优于H215O、13NH3和82铷等正电子心肌灌注示踪剂,且半衰期较长,可以像18F-脱氧葡萄糖(FDG)一样商品化,使不具备加速器的医院和研究中心受益。
, 百拇医药
易损动脉粥样硬化斑块显像
目前易损斑块显像正成为新的研究热点。急性冠脉综合征正是由于冠脉内不稳定斑块破裂、表面破损或出现裂纹,继而引起出血和血栓形成,造成冠脉不完全或完全性阻塞,临床表现为不稳定性心绞痛、急性心梗或心源性猝死。在心脏事件发生之前识别不稳定斑块有非常重要的临床意义。由于斑块的易损性与斑块内的炎性反应有直接关系,炎性显像是发现易损斑块的有效途径。
研究显示,18F-FDG可用于斑块的炎性显像。PET/CT的图像融合,可以清晰显示颈动脉壁斑块的FDG摄取情况。炎性斑块显像是无创性检查,但受设备分辨率的影响,炎性斑块的显示主要局限于大血管。由于冠脉炎性斑块体积小,同时因心脏本身的运动,近期还不可能显示冠脉炎性斑块。
其他核心脏病学显像技术
心衰患者的猝死率是普通人群的6~9倍。放射性核素显像可直观显示心衰患者心肌交感神经受体的改变,是研究心衰患者神经内分泌功能改变的影像手段。123碘-间位腆代苄胍(123I-MIBG)显像发现,心肌梗死患者的心肌存在交感神经重构,交感神经重构与心衰和室性心律失常的发生有密切关系,与心衰患者预后直接相关,并可以作为心衰患者恶性心律失常危险分层的指标。
心功能检查是核心脏病学中另一传统检查项目,它主要使用门控技术,如平衡法门控心血池,通过定量可以得到射血分数(EF)、左心室舒张末期容积(LEDV)、左心室收缩末期容积(LESV)、心室容积曲线等功能指标。测定EF不依赖于心室形态,因此测定结果更准确,重复性好。相位分析可反映心室收缩的同步性,用于终末期心衰患者使用心脏再同步化(CRT)治疗的筛选及预后判定。
总之,分子显像在核心脏病学领域中发展较快,除上述内容外,还有心肌细胞凋亡显像、乏氧显像等,在冠心病发病机制研究及诊疗改进方面均有重要意义。在冠心病临床和基础研究中,新负荷药物和正电子心肌灌注显像定量分析是临床应用的发展方向,而斑块的炎性显像、心肌神经受体显像、乏氧和细胞凋亡等分子显像是基础研究热点。, http://www.100md.com
心肌灌注与负荷显像
心肌核素检查是冠心病诊治的传统技术,心肌灌注显像(MPI)是临床应用最广泛和最重要的检查方法,评价缺血性心肌病与冠脉造影结果有较好的一致性。负荷心肌显像能反映冠脉狭窄及微血管病变引起的血流动力学和功能改变,并确定罪犯血管,具有很高的灵敏度和特异度,是一种准确而无创的方法。其临床意义不仅在于明确心肌缺血部位和范围,更重要的是可用于冠心病危险分级、预后及疗效评价等。
心肌灌注负荷试验包括运动负荷和药物负荷两类,基本原理都是为了凸显正常和狭窄动脉血流储备力的差异,提高正常与缺血心肌的检测效率。运动和不同药物引起的冠脉血流增加程度不同,运动负荷下冠脉血流增加约2.5倍,而不同剂量的潘生丁和腺苷负荷可增加冠脉血流4~5倍,多巴酚丁胺与运动负荷作用类似。无论是运动还是药物负荷,病变冠脉的血流增加明显低于正常冠脉。
, 百拇医药
临床上约有1/3患者因为各种原因不能接受运动负荷试验,需进行药物负荷试验,如年老体弱或患有关节炎、周围血管疾病、主动脉疾病、过度肥胖、肌肉病变、病窦综合征等患者。在美国接受药物负荷试验的患者几乎占所有接受负荷试验者的50%。
目前临床常用的负荷药物主要为潘生丁、腺苷和多巴酚丁胺。腺苷是一种来自细胞的内源性物质,通过特异性激活A2a受体使冠脉扩张。据文献报道, 腺苷与潘生丁负荷核素心肌显像的诊断敏感性与特异性相似,但其生物半衰期极短, 一旦发生不良反应, 只要停止注射, 不良反应很快消失, 一般不影响检查,并且在一定剂量下其扩张血管的作用具有可预测性。潘生丁的不良反应持续时间相对较长,而多巴酚丁胺增加冠脉血流的效果虽然与生理运动相同,但还不完全等同于运动试验,只有某些对潘生丁和腺苷禁忌者才选择多巴酚丁胺试验。因此,腺苷在心肌药物负荷试验中应用越来越多。
目前腺苷负荷试验方法有两种,单纯使用腺苷或在输注腺苷的同时加少量运动负荷。少量运动可以减少腺苷的不良反应,提高患者耐受性,同时增加心肝比值,改善图像质量,有助于提高灵敏度,许多研究者推荐腺苷与运动联合应用。
, 百拇医药
新型负荷药物
腺苷负荷虽然有一定优势,但也存在一定问题。
首先,其增加冠脉血流的作用明显高于运动负荷。而心肌灌注所使用的放射性示踪剂,如201铊(Tl)和 99m锝(Tc)标记的甲氧基异丁基异腈(MIBI)或替曲膦(tetrofosmin)在心肌的摄取与血流并不完全呈线性关系。当血流超过一定范围,心肌对示踪剂的摄取量会相对减少。
其次,腺苷负荷试验需要使用输液泵持续输注,针对不同的个体,需调整剂量及输注速度,使用起来很不方便。
最后,除激动腺苷受体A2a外,腺苷还作用于A1和A3等受体,可产生房室传导阻滞、低血压、呼吸道痉挛等不良反应,患者在试验过程中仍时有心悸、潮红等不适感,而且服用过咖啡因的患者不能接受腺苷负荷试验。
因此,有必要寻找使用更为方便,扩张冠状动脉作用更接近生理状态及不良反应更少的新型负荷药物。
, http://www.100md.com
新型A2a受体激动剂[热加腺苷(Regadenoson)和 Binodenoson]对A2受体选择性更高。研究表明,固定剂量的热加腺苷可使不同患者冠脉血流增加2.5倍左右,更接近运动负荷试验的效果。注射后30秒内血管扩张达到高峰,血流增加可以维持2.5~3分钟,持续时间与剂量相关。由于扩冠作用快,给药后可立即注射示踪剂。注射binodenoson后2~3分钟起效,扩张血管作用持续4~7分钟,持续时间也与剂量相关。
与腺苷相比,热加腺苷和 binodenoson均可采用弹丸式注射,使用更为方便,也缩短了负荷试验所需时间。这两种药物负荷的主要不良反应是心率加快、血压下降,但与腺苷相比,患者不适、房室传导阻滞等不良反应大大减少,并可用于轻中度慢阻肺患者。目前热加腺苷已通过美国FDA认证,正在进行binodenosonⅢ期临床试验。
正电子心肌灌注显像
传统心肌灌注显像多采用单光子发射断层扫描,在空间分辨率和定量计算方面存在局限性。正电子发射计算机断层扫描技术(PET)通过电子准直可以明显提高探测效率、空间分辨率和图像质量,还可减少由膈肌及女性乳房组织衰减所致的心肌下壁、前壁假阳性结果。与单光子示踪剂201铊和99m锝相比,正电子心肌灌注示踪剂H215O、13NH3和82铷(Rb)等与心肌血流量有更好的线性关系,有助于提高冠心病诊断的灵敏度和特异度。
, 百拇医药
另外,PET精确的衰减校正有利于定量分析心肌血流量(MBF)。假阴性负荷MPI的主要原因之一是3支病变所致均衡型心肌缺血,通过对MBF定量分析可以发现这种现象,提高冠心病诊断的灵敏度。过去认为冠心病是冠脉大血管病变引起,现在更倾向于认为微循环障碍在冠心病发病机制中起重要作用。心脏冠脉血流储备(CFR)反映的就是微循环即血管内皮功能。通过MBF定量分析药物负荷下冠脉血流量的增加,可以测定CFR。测定CFR证实了一些危险因子如吸烟、高血脂、高血糖和胰岛素抵抗对心肌微循环的影响,可用于早期发现冠心病及患者预后的判定,是一项独立预测指标。冠心病患者CFR下降则预示预后不良。
用于心肌灌注的正电子示踪剂,半衰期均较短,没有加速器的医院开展正电子心肌灌注显像将受限。新型18氟(F)标记心肌灌注示踪剂18氟-FTP是脂溶性阳离子化合物,药代动力学显示其在心肌细胞有很高的摄取率,细胞内滞留时间较长,在缺血和正常心肌中分布比值是99mTc锝-替曲膦的3倍。18F-FTP的图像质量明显优于H215O、13NH3和82铷等正电子心肌灌注示踪剂,且半衰期较长,可以像18F-脱氧葡萄糖(FDG)一样商品化,使不具备加速器的医院和研究中心受益。
, 百拇医药
易损动脉粥样硬化斑块显像
目前易损斑块显像正成为新的研究热点。急性冠脉综合征正是由于冠脉内不稳定斑块破裂、表面破损或出现裂纹,继而引起出血和血栓形成,造成冠脉不完全或完全性阻塞,临床表现为不稳定性心绞痛、急性心梗或心源性猝死。在心脏事件发生之前识别不稳定斑块有非常重要的临床意义。由于斑块的易损性与斑块内的炎性反应有直接关系,炎性显像是发现易损斑块的有效途径。
研究显示,18F-FDG可用于斑块的炎性显像。PET/CT的图像融合,可以清晰显示颈动脉壁斑块的FDG摄取情况。炎性斑块显像是无创性检查,但受设备分辨率的影响,炎性斑块的显示主要局限于大血管。由于冠脉炎性斑块体积小,同时因心脏本身的运动,近期还不可能显示冠脉炎性斑块。
其他核心脏病学显像技术
心衰患者的猝死率是普通人群的6~9倍。放射性核素显像可直观显示心衰患者心肌交感神经受体的改变,是研究心衰患者神经内分泌功能改变的影像手段。123碘-间位腆代苄胍(123I-MIBG)显像发现,心肌梗死患者的心肌存在交感神经重构,交感神经重构与心衰和室性心律失常的发生有密切关系,与心衰患者预后直接相关,并可以作为心衰患者恶性心律失常危险分层的指标。
心功能检查是核心脏病学中另一传统检查项目,它主要使用门控技术,如平衡法门控心血池,通过定量可以得到射血分数(EF)、左心室舒张末期容积(LEDV)、左心室收缩末期容积(LESV)、心室容积曲线等功能指标。测定EF不依赖于心室形态,因此测定结果更准确,重复性好。相位分析可反映心室收缩的同步性,用于终末期心衰患者使用心脏再同步化(CRT)治疗的筛选及预后判定。
总之,分子显像在核心脏病学领域中发展较快,除上述内容外,还有心肌细胞凋亡显像、乏氧显像等,在冠心病发病机制研究及诊疗改进方面均有重要意义。在冠心病临床和基础研究中,新负荷药物和正电子心肌灌注显像定量分析是临床应用的发展方向,而斑块的炎性显像、心肌神经受体显像、乏氧和细胞凋亡等分子显像是基础研究热点。, http://www.100md.com