13N-NH3·H2O心肌灌注/18F-FDG心肌代謝PET/CT顯像定量檢測冬眠心肌及對CABG術(shù)后療效預(yù)測的臨床研究

張偉 高玉杰 祝志波

摘 要：目的：本研究通過術(shù)前13N-NH3·H2O心肌灌注/18F-FDG心肌代謝PET/CT顯像定量分析冬眠心肌的數(shù)量，并預(yù)測CABG治療后患者的LVEF、NYHA分級等改善情況。結(jié)果：經(jīng)CABG治療后，23例冠心病患者的臨床癥狀均有不同程度的改善，同時明顯降低了MACE的發(fā)生率。盡管本研究的樣本數(shù)量偏少，但是研究結(jié)果證明冬眠心肌數(shù)量越多，CABG術(shù)后LVEF、NYHA分級、臨床癥狀改善越明顯。結(jié)論：PET/CT從分子代謝的水平對心肌活力進行客觀評價和識別，CABG治療前通過13N-NH3·H2O心肌灌注/18F-FDG心肌代謝PET/CT顯像來定量分析冬眠心肌數(shù)量，對冠狀動脈病變程度及范圍有很好的評估作用，同時能夠預(yù)測冠心病患者CABG術(shù)后心功能的改善情況，能夠為臨床治療方案的選擇提供決策指導(dǎo)，具有重要的臨床應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：心肌灌注;心肌代謝;冬眠心肌;CABG;LVEF

中圖分類號：R285.5 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ?文章編號：1673-260X（2021）12-0058-04

冠狀動脈發(fā)生粥樣硬化引起管腔的狹窄或阻塞，造成供血區(qū)域的心肌缺血、缺氧或者壞死，從而出現(xiàn)胸痛、胸悶等癥狀，常被稱為冠心?。–AD）。對CAD患者有效的治療手段之一是冠狀動脈搭橋術(shù)（CABG），通過移植橋血管來重建血運循環(huán)通道，從而改善缺血心肌的血供。但并非全部的冠心病患者都能夠從中獲益。目前已有大量研究證實，只有進行CABG供血區(qū)域的心肌存在活性，術(shù)后恢復(fù)正常血供后，心肌恢復(fù)功能，患者的癥狀、左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）等才會有顯著改善，進行CABG才有意義。但是存活心肌占比到底達(dá)到多少時，才能提示患者從CABG中獲益，不同的研究給出了7%、10%、20%等不同界值，雖然界值有一定的差別，但是均認(rèn)為存活心肌占比越高，術(shù)后可能獲益越大[1]。而對于已經(jīng)發(fā)生壞死的缺血心肌，CABG對心肌功能的改善不僅沒有任何意義，手術(shù)過程還會對患者造成一定的損傷。因此，術(shù)前對狹窄血管供血區(qū)域的心肌活性進行評估，對于CAD患者的臨床治療決策就顯得尤為重要。

近幾年的臨床研究發(fā)現(xiàn)，即使心電圖、心臟超聲提示心肌梗死，這部分心肌細(xì)胞也有可能存在活性，并進一步提出了“冬眠心肌”的概念。冬眠心肌是指心肌在持續(xù)的、慢性缺血、缺氧時，細(xì)胞通過降低自身氧耗量以及代謝功能，這部分心肌細(xì)胞會保持活性，但會部分或者全部喪失收縮功能，當(dāng)血運恢復(fù)后收縮功能可以部分或全部恢復(fù)[2-5]。冬眠心肌細(xì)胞的活力是正常的，而且細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整，但是在持續(xù)性血流灌注降低、收縮功能減低的情況下，可導(dǎo)致左心室功能減退[6-8]。

因為CABG術(shù)后左心室功能恢復(fù)與否取決于損害的嚴(yán)重程度和范圍[9]，故冬眠心肌的檢測直接關(guān)系到治療方案的有效性以及術(shù)后左心室功能障礙能否得到改善。Schinkel等[10]統(tǒng)計分析了258例因慢性缺血性左心室功能減低而行血運重建術(shù)的患者，發(fā)現(xiàn)有心肌存活的患者，在血運重建術(shù)后LVEF均有不同程度的改善，而存活心肌很少或沒有的患者術(shù)后左心室功能并沒有得到明顯改善。也有關(guān)于手術(shù)治療缺血性心肌病的臨床試驗證明[11，12]，通過評估心肌活性，可以篩選出從CABG治療中獲益最大的患者，進而對臨床決策起到指導(dǎo)作用。

近年來的重要研究進展是用各種方法檢測冬眠心肌。通常臨床醫(yī)生采用冠狀動脈造影術(shù)或者CT冠狀動脈血管三維成像來評估血管狹窄程度，確定需行CABG治療的病變血管，但是這兩種檢查方法均無法判斷所供血的心肌細(xì)胞是否存活。PET是當(dāng)前最常用的評估存活心肌方法[1]，放射性核素心肌灌注/代謝顯像作為一種無創(chuàng)的檢查手段，在冠心病的輔助診斷、缺血心肌評估、危險度分層、預(yù)后判斷等諸多方面起著重要作用，使用正電子放射性藥物18F-FDG的PET/CT心肌代謝顯像，能夠較好地評價心肌狀況，有助于冠心病患者治療方案的選擇[13-16]。本研究通過13N-NH3·H2O心肌灌注PET/CT顯像聯(lián)合18F-FDG心肌代謝PET/CT顯像進行對比分析，目的是定量分析冬眠心肌的數(shù)量，并預(yù)測CABG治療后患者的LVEF、NYHA分級等改善情況。

1 資料與方法

1.1一般資料

收集2020年5月-2021年6月期間，在我院進行CABG治療的23例冠心病患者，其中男性19例，女性4例;年齡40～78歲，平均60.9歲;其中15例有飲酒史，14例有吸煙史;13例有糖尿病，14例有高血壓病，10例有高血脂;其中2例有心血管病家族史，14例有心肌梗死病史;23例均有胸痛及胸悶、5例合并心律失常、3例合并心力衰竭、1例合并有肺動脈高壓;1例存在冠狀動脈3支病變。

納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）臨床已確診為冠心病。（2）既往未行手術(shù)或介入治療。（3）術(shù)前LVEF需≤40%。

排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）臨床未確診為冠心病。（2）既往曾行手術(shù)或介入治療。（3）心功能正?；蛐g(shù)前LVEF>40%。（4）合并風(fēng)濕性心臟病、肥厚性心肌病或擴張型心肌病。

1.2 主要設(shè)備和顯像劑

主要設(shè)備：心肌灌注/代謝顯像設(shè)備使用我科SIEMENS Biograph mCT PET/CT;放射性藥物所使用的生產(chǎn)設(shè)備為日本助友HM-10TX醫(yī)用回旋加速器。

顯像劑：心肌灌注PET/CT顯像使用顯像劑為13N-NH3·H2O;心肌代謝PET/CT顯像使用顯像劑為18F-FDG。均使用我科回旋加速器自行生產(chǎn)制備。

18F-FDG質(zhì)量控制要求：性狀為無色澄明液體;乙腈殘留≤0.041%，乙醇和丙酮殘留≤0.5%;細(xì)菌內(nèi)毒素檢測<15EU/mL;要求無菌;pH值5.0-8.0;放射化學(xué)純度要求≥90%;放射性濃度要求≥370MBq/mL;放射性核純度檢測γ能譜圖中除0.511MeV和1.022MeV外應(yīng)無其他峰出現(xiàn)。

13N-NH3·H2O質(zhì)量控制要求：性狀為無色澄明液體;pH值5.0-8.0;細(xì)菌內(nèi)毒素<15EU/mL;無菌;放射化學(xué)純度≥90%;放射性濃度≥370MBq/mL。

1.3 研究方法

1.3.1 顯像方法

在CABG術(shù)前以及術(shù)后3-12個月，分別進行13N-NH3·H2O心肌灌注PET/CT顯像與18F-FDG心肌代謝PET/CT顯像。因SUVmax值受很多的因素影響，其中采集原因包括采集時間間隔、圖像的采集模式、重建方式等，為保證本研究結(jié)果的準(zhǔn)確性，所有病例均使用同一臺PET/CT進行圖像采集，并由同一名技師負(fù)責(zé)掃描，由同一名醫(yī)師負(fù)責(zé)原始數(shù)據(jù)的后處理。

PET/CT采集參數(shù)設(shè)置：心肌灌注及心肌代謝使用相同的采集參數(shù)。PET采集要求使用門控技術(shù)，8幀/心動周期，心率窗設(shè)置±15%，10min/床位。CT掃描參數(shù)設(shè)置電壓120kV，電流80mAs。

（1）13N-NH3·H2O PET/CT心肌灌注顯像：患者顯像前須停用治療心臟病藥物24h，禁服含有咖啡因、茶堿類的藥物及食物至少12h，檢查當(dāng)日至少禁食4h?；颊咴陟o息狀態(tài)下取仰臥位于檢查床上，建立靜脈通道，貼置電極片連接好心電設(shè)備。經(jīng)靜脈通道注射13N-NH3·H2O 555MBq， 5min后進行PET/CT采集。

（2）18F-FDG PET/CT心肌代謝顯像：次日行心肌代謝顯像，檢查當(dāng)日禁食4-6小時。為降低心血池影像的干擾，獲得高質(zhì)量心肌圖像，本研究所有心肌代謝顯像均在葡萄糖負(fù)荷下進行。根據(jù)患者的血糖情況口服葡萄糖液10-50g，0.5h后測量血糖，再根據(jù)血糖情況皮下注射胰島素1-6IU，30min后再次測量血糖，根據(jù)血糖情況決定是否再次給予胰島素1-4IU，直至達(dá)標(biāo)。當(dāng)血糖濃度達(dá)到7.8-8.8mmol/L時，經(jīng)靜脈通道給予18F-FDG 222MBq，靜臥休息60min后進行PET/CT掃描。

1.3.2 圖像處理與分析

使用MMWO22676工作站收集所有患者的原始數(shù)據(jù)，由同一名高年資主治醫(yī)師調(diào)用Cardiac FDG vs NH3 CF專用軟件包進行圖像重建，得到標(biāo)準(zhǔn)心臟短軸、水平長軸和垂直長軸圖像，同時使用短軸圖像重建極坐標(biāo)靶心圖并進行定量分析。

1.3.3 評價標(biāo)準(zhǔn)

參照AHA標(biāo)準(zhǔn)將左心室心肌劃分為17個節(jié)段[17]，心肌灌注與代謝圖像評價標(biāo)準(zhǔn)如下[18]：（1）正常心肌節(jié)段：心肌灌注及代謝顯像均表現(xiàn)為正常。（2）冬眠心肌節(jié)段：心肌灌注顯像表現(xiàn)為放射性稀疏/缺損，而代謝顯像同一部位出現(xiàn)放射性填充，既灌注/代謝不匹配。（3）梗死心肌節(jié)段：同一心肌節(jié)段在灌注和代謝顯像均表現(xiàn)為放射性稀疏/缺損，即灌注/代謝匹配。調(diào)用Cardiac FDG vs NH3 CF專用軟件包，計算出冬眠心肌節(jié)段所占左心室壁的百分比，即代表冬眠心肌的數(shù)量。

1.4 治療與隨訪

所有患者均行冠狀動脈旁路移植術(shù)。隨訪記錄術(shù)前及術(shù)后3-12個月臨床癥狀及主要心血管事件（MACE）的發(fā)生及改善情況，進行NYHA分級。

1.5 數(shù)據(jù)分析

對冬眠心肌數(shù)量、術(shù)前及術(shù)后LVEF值、NYHA分級及MACE的發(fā)生及改善情況進行統(tǒng)計，分析冬眠心肌數(shù)量與CABG術(shù)后心功能改善情況的關(guān)系。

2 結(jié)果

患者術(shù)前檢測冬眠心肌數(shù)量為（13.91±7.54）%，瘢痕心肌數(shù)量為（5.74±5.95）%。術(shù)前患者心功能NYHA分級為（1.9±0.9）級，術(shù)后為（1.3±0.4）級。術(shù)前患者LVEF為（36.39±3.41）%，術(shù)后為（46.83±4.38）%。術(shù)后隨訪時長為3.4-15.5個月，患者的臨床癥狀均有不同程度緩解，MACE發(fā)生率明顯減低。術(shù)后出現(xiàn)復(fù)發(fā)心絞痛1例、心律失常1例、急性心肌梗死0例、心力衰竭0例、冠心病死亡0例。

3 討論

PET/CT心肌灌注顯像使用13N-NH3·H2O，在正常的血流狀態(tài)下，其首次心肌攝取分?jǐn)?shù)高達(dá)80%以上，因此圖像質(zhì)量好，可定量分析血流量。PET/CT心肌代謝顯像使用18F-FDG，是目前最成熟、應(yīng)用最多的一種PET/CT顯像劑，18F-FDG可被代謝活躍的心肌細(xì)胞攝取，而梗死的心肌無攝取。

冬眠心肌處于持續(xù)心肌血流灌注減低的狀態(tài)，因此心肌灌注顯像表現(xiàn)為放射性稀疏/缺損，在葡萄糖負(fù)荷條件下，血漿中葡萄糖濃度增加，從而刺激內(nèi)源性胰島素的釋放，使血漿游離脂肪酸水平降低，并增加了葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白表達(dá)，促使冬眠心肌使用18F-FDG[19]，相應(yīng)稀疏/缺損部位出現(xiàn)放射性填充，說明該心肌節(jié)段細(xì)胞活力是正常的，當(dāng)心肌細(xì)胞得到再灌注、血氧恢復(fù)正常后，其收縮功能可部分或者全部恢復(fù)。因此，本研究使用13N-NH3·H2O心肌灌注PET/CT顯像聯(lián)合18F-FDG心肌代謝PET/CT顯像能夠定量檢測出冬眠心肌。盡管本研究的樣本數(shù)量偏少，但是研究結(jié)果證明冬眠心肌數(shù)量越多，CABG術(shù)后LVEF、NYHA分級、臨床癥狀改善越明顯，因此，冬眠心肌數(shù)量與CABG術(shù)后療效有很大的關(guān)系。

PET/CT作為核醫(yī)學(xué)特有的、無創(chuàng)性檢測存活心肌的方法，是從分子代謝的水平對心肌活力進行客觀評價，彌補了冠狀動脈造影術(shù)或者CT冠狀動脈血管三維成像等檢查手段只能反映血管及血流狀況的不足。通過在CABG治療前行13N-NH3·H2O心肌灌注/18F-FDG心肌代謝PET/CT顯像，評價和識別冬眠心肌，進而預(yù)測冠心病患者CABG術(shù)后心功能的改善情況，為臨床治療方案的選擇提供決策指導(dǎo)，從而避免盲目再血管化治療給患者帶來的損害及經(jīng)濟負(fù)擔(dān)，具有重要的臨床應(yīng)用價值。

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