门控18F?FDG/99mTc?MIBI双核素显像评价冠脉搭桥术对心功能改善的作用

               作者：张国旭，王治国，郝珊瑚，张彤，陈宪英，王辉山 

【摘要】  目的 应用门控18F?FDG/99mTc?MIBI双核素显像评价陈旧性心肌梗死(MI)患者经冠脉搭桥(CABG)术对心功能改善的作用。方法 31例陈旧性心肌梗死(MI)患者在冠脉搭桥术前及4个月后行18F?FDG及99mTc?MIBI DISA法显像。将左室心肌分为9个节段，根据术前显像结果分为灌注代谢匹配组(M)和不匹配组(MM)，半定量法分别各节段99mTc?MIBI、18F?FDG摄取分数F值，评价局部心肌灌注、代谢情况，计算术前术后各种心功能参数包括EF、SV，观察整体心功能改善情况。结果 31例患者，共分为279个节段；13例患者含有不匹配的节段108个，术前后99mTc?MIBI、18 F?FDG摄取分数F值分别为1．71±0．44、1．22±0．31和2．33±0．72、1．50±0．50(P<0．01)，术前后EF、SV值分别为(28．5±9．4)%、(47．1±17．0)ml 和(34．2±9．7)%、(58．81±27．1)ml (P<0．05)；18例患者含匹配的节段152个，术前后99m Tc?MIBI、18F?FDG摄取分数F分别为1．51±0．44、1．23±0．31和1．60±0．50、1．34±0．22(P>0．05)；术前后EF、SV值分别为(25．3±9．4)%、(45．6±17．0 ml)和(26．5±9．7)%、(46．81±27．1)ml（P>0.05）。结论 冠脉搭桥术只能改善有存活心肌细胞的心室功能，而对无存活心肌细胞的心室功能无明显改善作用。

【关键词】  18F?FDG；99mTc?MIBI；显像；冠脉搭桥术

　　Abstract： Objective  To investigate the change in global heart function with Gates 18F?FDG and 99mTC?MIBI dual?isotope imaging after coronary artery bypass graft (CABG) for myocardial infarction (MI). Methods  A total of 31 patients with MI were enrolled in the study and underwent 18F?FDG and 99mTC?MIBI dual?isotope imaging before and four months after CABG. The left ventricular myocardium was divided into nine segments and was classified into two patterns by the results before CABG, i.e. myocardial perfusion?metabolism mismatch (MM) and match (M). The myocardial uptakes of 99mTC?MIBI and 18F?FDG were assessed by a 4?point scoring system to assess regional myocardial blood perfusion and glucose metabolism. EF and SV were measured for the investigation of global function. Results  The 31 patients’myocardia were divided into 279 segments. In the 108 segments(13 patients) of the MM group,99mTc?MIBI and 18F?FDG uptake fractions four months after operation (2.33±0.72, 1.50±0.50) were significantly higher than that before operation (1.71±0.44, 1.22±0.31) (P<0.01). EF and SV before and after operation were [(28.5±9.4)%, (47.1±17.0) ml] and [(34.2±9.7)%, (58.81±27.1) ml], and the differences were significant (P<0.05). In the152 segments of non?transplanting group,99mTc?MIBI and 18F?FDG uptake fractions were(1.60±0.50, 1.34±0.22)  four months after operation and (1.51±0.44, 1.23±0.31) before operation, and the differences were neither significant (P>0.05). EF and SV before and after operation were [(25.3±9.40)%, (45.6±17.0) ml] and [(26.5±9.7)%, (46.81±27.1) ml], which showed no significant difference (P<0.05). Conclusion  CABG can improve the function of survival myocardial segments, but is helpless to infarcted myocardia.

　　Key  words： 18F?FDG;99mTc?MIBI; imaging; coronary artery bypass graft

　　冠脉搭桥术(Coronary Artery Bypass Graft，CABG)是缺血性心脏病所引起心绞痛、心肌梗死及其他并发症最为有效的治疗方法[1]，但前提基础是残留存活心肌的多少。对于没有心肌存活的梗死部分，或者心肌梗死部分占心脏很大部分的患者，CABG的疗效并不明显，存活心肌的多少决定着患者的预后；目前检测存活心肌的方法很多，PET葡萄糖代谢显像被认为是评价心肌存活的“金标准”[2]，但是PET的价格昂贵限制了这种技术的。  双核素SPECT(18F?FDG和99mTc?MIBI)与PET检测存活心肌有很好的一致性，其符合率达到91%[1,3]；本实验利用符合线路SPECT 18F?FDG显像结合99mTc?MIBI静息状态心肌灌注显像研究患者CABG术后心肌葡萄糖代谢、血流灌注及预测室壁运动恢复情况。

　　1  资料和方法 

　　1．1  一般资料      陈旧性心梗住院成功行CABG的患者31例，男16例，女15例，年龄42～75岁，平均(58．4±9．7)岁。患者均经病史、心电图及血清标记物确诊，无严重心功能不全、严重心律失常、急性心肌梗死。单支、双支及三支冠状动脉病变者分别为8例、10例、13例。

　　1．2  双核素显像方法

　　1.2．1  显像前准备    患者检查前空腹12 h (糖尿病患者，提前1～2 h 口服乐脂平500 mg)[4]，在静息状态下静脉注射99mTc?MIBI 740MBq后即刻口服无糖牛奶500 ml，1 h 后指尖测血糖；血糖在7．9～8．8 mmol/L 内（低于7．9 mmol/L，口服葡萄糖25～30 g；高于8．8 mmol/L，皮下注射胰岛素，每超过1 mmol/L，注射4．0 U。30 min 后再测血糖，直到达到要求），静脉注射18F?FDG 6～8 m Ci（1 Ci=3.7×1010Bq），40～60 min 开始采集图像。 

　　1.2．2  图像采集  选用美国GE Millennium VG型双探头符合线路SPECT，配用超高能准直器，双探头呈90°，每个探头采集90°，共180°；3°/桢，共60桢，每桢25 m；放大倍数为1．25，矩阵64×64，同时加门控采集，以ECG R波触发门电路采集，每个心动周期采集8帧。99mTc图像采用140 keV能峰，20%能窗；18F图像采用511 keV能峰，20%能窗；散射干扰图像采用170keV能峰，15%能窗。同样，99mTc图像计数扣除干扰图像计数，  即可获得较好质量的图像。

　　1.2．3  图像重建  对所采集图像的重建均采用滤波反投影法，Butterworth滤波重建三维图像，获得心肌短轴、垂直长轴及水平长轴的体层图像。99mTc图像滤波函数cutoff范围0．30～0．45，order采用8；18F?FDG图像滤波函数cutoff范围0．35～0．40，order采用7。

　　1.2．4  数据处理  将左心室靶心图划分为心尖、近心尖前壁、近心底前壁、前侧壁、后侧壁、前间壁、后尖壁、下壁、后壁9个节段。2位有5年以上经验核医学医生，双盲法阅片，放射性分布定为正常、稀疏、明显稀疏、缺损，依次记为3、2、1、0分，各节段的分数相加取平均值，记为F值。根据术前灌注和（或）代谢显像结果，将心肌节段分为匹配和不匹配两类：（1）匹配类型：血流灌注和代谢显像均稀疏缺损或均正常，并计算左室的EF值及SV值；（2）不匹配类型：血流灌注显像稀疏缺损，而代谢显像正常或有放射性分布，即存活心肌，计算左室的EF值及SV值。获取各组的F值、EF值及SV值后，采用SPSS 12．0统计学软件包，数据用均数±标准差表示，两样本均数间比较用paired?samples t检验。

　　2  结果
       
　　31例患者，共分为279个节段，  (1)13例患者含不匹配的节段共108个，其中每例患者至少5个不匹配的节段，99mTc?MIBI摄取分数F值术后4个月2．33±0．72较术前1．71±0．44显著增加(P<0．01)；代谢像18F?FDG摄取分数F值术后4个月均数为1．50±0．5较术前1．22±0．31显著增加(P<0．01)；术后EF值、SV值(34．2±9．7)%、(58．81±27．1)ml 较术前(28．5±9．4)%、(45．6±17．0)ml 显著增加(P<0．05)；  (2)18例患者含匹配的节段共152个节段，其中每个患者最多含2个不匹配的节段，99mTc?MIBI摄取分数F值术后4个月1．60±0．5较术前1．51±0．44未见明显变化(P>0．05)；代谢像18F?FDG摄取分数F值术后4个月均数为1．34±0．22较术前1．23±0．31未见明显变化(P>0．05)；术后EF值、SV值(26．5±9．7)%、(46．81±27．1)ml 与术前(25．3±9．4)%、(45．6±17．0)ml 相比差别无统计学意义(P>0．05)。详见表1，2。

　　表1  不匹配组CABG术前后血流灌注、细胞代谢、EF及SV变化情况（略）

　　表2  匹配组CABG术前后血流灌注、细胞代谢、EF及SV变化情况（略）

　　3  讨论
       
　　陈旧性心梗患者后经冠脉搭桥手术治疗能提高心肌血流灌注，挽救心肌细胞，使心肌的功能得到恢复。但是，前提条件是心梗部位必须有存活的心肌细胞，只有存在存活的心肌细胞，才能通过改善梗死部分心肌的微循环，使冬眠或顿抑心肌恢复功能，心室整体功能得到改善[5]。通过观察CABG术心肌血流灌注、代谢及心室功能之间的关系，对评价冠脉搭桥术的疗效及预后有重要的意义[6]。   

    　　目前由于高能及符合线路SPECT的出现，用FDG?SPECT检测心肌代谢状态来评估存活心肌成为可能，Sand等[7]描述了用18F?FDG/负荷99mTc?MIBI SPECT评估心肌缺血和活力，双核素SPECT有100%的灵敏度，88%的特异性，阳性预测值为93%，阴性预测值为100%，准确度为96%。国内有学者做了双核素心肌SPECT显像与PET显像检测存活心肌的对比研究[8]，222个心肌灌注减低节段的FDG SPECT与FDG PET的得分符合率为91%[2,4～5]。笔者在DISA显像中将病变部位进行半定量分析，发现CABG和干细胞移植对心肌血供的影响，血流灌注像显示在术前被评为心肌存活区术后99mTc?MIBI摄取明显增加，并且有统计学意义，这说明冠脉搭桥术后血流灌注明显改善，随着血供的改善，冬眠或顿抑心肌恢复正常功能；在梗死心肌区，移植自体骨髓单个核细胞后，99mTc?MIBI摄取显著增加，这说明了冠脉搭桥术也能改善梗死区的血流灌注，随着血流灌注的增加，部分存活心肌细胞恢复功能，以至心室的整体功能得到明显的改善[9]。这些表明采用门控双核素显像可以同时评价CABG术后心肌血流灌注及心功能恢复情况。   
   
　　CABG会对细胞代谢产生了很大的影响，代谢像示术前评定为心肌存活区，即不匹配区，18F?FDG摄取显著增加，说明冬眠心肌随着血供恢复，大部分能恢复正常收缩功能[10]；患者的心功能参数的变化，EF值由术前的(28．5±9．4)%增至(34．2±9．7)%，自主症状明显好转，严重的心绞痛得以缓解，心功能评级由术前的V、Ⅵ级到Ⅲ、Ⅱ级；每搏输出量(SV)显著增加，说明心肌收缩功能提高，净排血量增加了。而在梗死区(M区)18F?FDG的摄取未见明显变化，说明虽然血流灌注恢复了，但是心肌细胞的功能却很难恢复[6,11]。

【】
  　　[ 1] 张卫方,张燕燕,徐 艳,等.双核素显像对直接经皮冠脉后再灌注心肌的评价[J].中华核医学杂志,2005,13(3):231.

　　[ 2] Altehoefer C,Kaiser H J,Dorr R,et al．Fluorine?18 deoxyglucose PET for assessment of viable myocardium in perfusion defects in 99mTc?MIBI SPET:a comparative study in patients with coronary artery disease[J].Eur J Nucl Med,1992,19(5):334-342.

　　[ 3] Lucignai G, Paolini G, Landoni C, et al. Presurgical identification of hibernating myocardium by combined use of technetium?99m hexakis 2?methoxy?isobutylisonitrile single photon emission tomography and fluorine?18 fluoro?2?deoxy?D?glucose positron emission tomography in patients with coronary artery disease[J].Eur J Nucl Med,1992,19(10):874-881.

　　[ 4] Zhang X L, Liu X J, Shi R F, et al. Evaluation of the clinical value of combination of 99mTc?MIBI myocardial SPECT and 18F?FDG PET in assessing myocardial viability[J]. Radiat Med,1999,17(3):205-210.

　　[ 5] Zhang X L,Liu X J,Wu Q Y,et al.Identification of myocardial viability with 99mTc?MIBI SPECT and 18F?FDG PET in patients with myocardial infarction[J].Chin J Nucl Med,1998,18:196 -198.

　　[ 6] vom Dahl J, Altehoefer C, Sheehan F H, et al. Recovery of regional left ventricular dysfunction after coronary revascularization.Impact of myocardial viability assessed by nuclear imaging and vessel patency at follow?up angiography[J]. J Am Coll Cardiol,1996,28(4):948 -958.

　　[ 7] Sand N P R, Bottcher M, Madsen M M, et al. Evaluation of regional myocardial perfusion in patients with severe left ventricular dysfunction: comparison of 13N?ammonia PET and 99mTc?sestamibi SPECT[J]. J Nucl Cardiol,1998,5(1):4 -13.

　　[ 8] 田月琴,史蓉芳,郭 风,等. 双核素心肌SPECT 显像与PET 显像检测存活心肌的对比研究[J].中华核医学杂志,2001,21:233-234.

　　[ 9] Orlic D,Kajstura J,Chimenti S,et al.Bone marrow cells regenerate infarcted myocardium[J].Nature,2001,410(6829):701-705.

　　[10] Di Carli M F, Davidson M, Little R, et al. Value of metabolic imaging with positron emission tomography for evaluating prognosis in patients with coronary artery disease and left ventricul?ar dysfunction[J]. Am J Cardiol,1994,73(8):527-533.

　　[11] Lee K S, Marwick T H, Cook S A, et al. Prognosis of patients with left ventricular dysfunction, with and without viable myocardium after myocardial infarction: Relative efficacy of medical therapy and revascularization[J]. Circulation,1994,90(6):2687-2694.