心血管系統(tǒng)核醫(yī)學是核醫(yī)學發(fā)展最快的領域。隨意電子計算機技術的開發(fā)心及放射藥物的進展，特別是單光子發(fā)射計算機斷層（Single photon Emission Computed Tomography簡稱SPECT)儀器的廣泛應用，使得心血管系統(tǒng)放射核素檢查日臻完善，形成了具有系統(tǒng)基礎理論和臨床實踐的核心臟病學（Nuclear Cardiology)，為心臟疾病患者特別是冠心病的診斷、病變范圍和程度的估價、療效監(jiān)測以及預后判斷提供了可靠的無創(chuàng)性檢查方法，并使活體研究人體心臟生理及代謝過程成為可能，為心血管疾病的病理生理研究提供了新的手段。
目前心臟核醫(yī)學檢查項目很多，主要分為心血池動態(tài)顯像和心肌顯像兩大類。
應用放射性核素心血池動態(tài)顯像測定左右心室功能，包括整體心動和局部室壁運動、收縮功能和舒張功能、已廣泛應用于臨床。心血池動態(tài)顯像包括利用放射性核素心血管造影進行的首次通過法和平衡法門電路心血池顯像。
1.首次通過法（First Pass)
[原理和方法]
首次通過法是利用放射性核素心血管造影所顯示的左、右心室血池的短暫影像，觀察心室容積的變化以達到測定心功能的目的。放射性核素以“彈丸”方式靜脈注射后，將隨血流進入右心房→右心室→肺動脈→肺→左心房→左心室→主動脈，循環(huán)全身。由于首次通過法采集數(shù)據(jù)的時間非常短，故必須使用靈敏度高的r相機，按表格方式以每秒20-50幀的高速度采集顯像劑首次通過心臟的信息、歷時約30秒鐘，并采用容量較大的計算機處理所獲得的信息。
以“彈丸”方式注射的放射性核素，可以根據(jù)檢查目的不同有多種選擇：如欲將首次通過與心肌灌注顯像結(jié)合進行，可選擇99mＴc標記甲氧基異丁基異睛（99mTc－MIBI)；若將首次通過法與平衡法門電路心血池顯像相結(jié)合，則以選擇99mTc體內(nèi)標記紅細胞為宜：如欲反復注射觀察運動試驗等對心功能的影響，99mTc－DTPA則為最佳選擇。99mTc－DTPA注射后迅速從腎臟排出，第二次注射時血液本底不致過高。注射性核素的用量一般為555-740MBq（15-20mCi)。
[結(jié)果分析]
首次通過法測量的主要指標基本上同平衡法門電路心血管造影，包括左室射血分數(shù)（LVEF)、右室射血分數(shù)（RVEF)、左室容積測定、舒張期充盈率、前1/3EF以及局部室壁運動估價等。由于左、右心房和心室的顯像時間有差別。各自影像互不干擾因此理論認為本法求得左右心室的功能參數(shù)（特別是右心功能參數(shù))更為可靠，在左右心分流定量分析上彌補了平衡法的不足。但由于本法“彈丸”注射技術要求嚴格，儀器設備條件限制，多數(shù)醫(yī)院不以此為常規(guī)，而是作為平衡法的補充。
2.平衡法門電路心血池顯像（ERNA)
[原理和方法]
和首次通過法不同，“平衡法”是指放射性核素經(jīng)靜脈注射后，經(jīng)過一定時間在血液循環(huán)充分稀釋達到平衡后進行的心血池顯像，最常用的顯像劑為99mTc體內(nèi)標記紅細胞，標記的具體步驟是受試者靜脈注射氯化亞錫1mg，20分鐘后再靜脈注入99mTcO4-555～740MBq（15-20mCi)，即完成了體內(nèi)標記。
由于放射性核素在體內(nèi)充分稀釋，每個心動周期的時間僅約0.8秒，在這樣短的時間內(nèi)不可能在心前區(qū)采集到足夠的信息。用受檢者自身的心電R波作為信號，觸發(fā)啟動r照相機自動、連續(xù)、等時地采集心血池影像，這種技術稱為生理信號的門電路技術。一般在一個心動周期內(nèi)采集24幀影像連續(xù)采集300-400個心動周期后，由計算機把相同時間的影像迭加起來，最后顯示出一個整合后的有代表性的心動周期的心血池系列影象，[圖16-3-1]這一系列影像可以在熒光屏上象電影一樣連續(xù)顯示。為了觀察室壁各節(jié)段的運動情況，需要分別進行前位、左前斜45°、左側(cè)位三個體位的采集。
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圖16-3-1心電門控幀模式數(shù)據(jù)采集示意圖
為了估計冠狀動脈的儲備應激能力，有些受檢者需要做運動負荷試驗。劇烈運動時，心臟做功增加、冠狀動脈內(nèi)徑擴張使血流量增加3～5倍、病變的冠狀動脈在心臟負荷增加時不能象正常冠狀動脈那樣有效擴張，其灌注區(qū)的血流量低于正常，導致局部心肌供氧不足發(fā)生收縮力和順應性降低，并且破壞了整個室壁收縮和舒張的協(xié)調(diào)性，整體心功不能象正常人那樣增強。有時反而降低，臨床上用此法早期診斷輕度冠心病。運動負荷的常用方法是次極量踏車試驗。先進行靜息狀態(tài)下的平衡法門電路心電池顯像然后進行踏車運動，當心率達到最大心率的85％（190減年令數(shù))或出現(xiàn)心絞痛，心電ST段下降≥1mm等情況時，再進行采集（通常只采集左前斜45°體位)，采集過程中維持運動量不變。
對于不能進行有效運動負荷試驗的病人,也可以用藥物試驗進行介入,常用藥物為潘生丁。潘生丁是一種冠狀動脈擴張劑,靜脈注射0.568mg/kg后,正常冠狀脈血流量可增加3-4倍,病變冠脈不能有效擴張,導致所支配節(jié)段心肌缺血缺氧。
[結(jié)果分析]
（1)局部室壁運動（Regional Wall Motion)分析
心動電影顯示可直接觀察心臟室壁運動。正常人心臟室壁運動特點是各個節(jié)段舒縮協(xié)調(diào)均勻，靜息狀態(tài)下心室軸縮短率>25％。局部室壁運動分為正常，運動低下，無運動和反向運動四種類型。反向運動指正常心肌收縮時，病變部位反而向外擴張，表明病變部位心肌失去主動收縮與舒張功能，是心肌梗塞室壁瘤形成的特征。
（2)心室容積曲線
根據(jù)左前斜45°心血池系列影像，計算機處理后可生成左、右心室心動周期的時間－放射性曲線。由于心室內(nèi)放射性計數(shù)與心室內(nèi)血容量成正比即與心室容積成正比，因此該曲線即為心室容積曲線（圖16-3-2)根據(jù)此曲線可以計算出很多心臟功能參數(shù)：
例如 EF（％)=EDC-ESC/EDC-BG×100
式中EDC為舒張末期計數(shù)，ESC為收縮末期計數(shù)、BG為本底計數(shù)，WHO推薦EF正常值為：靜息狀態(tài)下LVEF>50％，RVEF>40％，運動負荷試驗EF值應比靜息狀態(tài)上升5％以上。
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圖16-3-2心室容積曲線
用類似公式可以計算出前1/3收縮期的平均射血率（1/3ER)，心室各個分區(qū)的局部EF值，以及反映舒張期功能的高峰充盈率（PFR)和1/3充盈率（1/3FR)等心功參數(shù)。
（3)時相分析（Phase Analysis)
心血池影像的每一個象素都可以生成一條時間－放射性曲線，對曲線進行正弦擬合，就能獲得每個象素開始收縮時間和振幅兩個參數(shù)，并重建成振幅圖時相圖和時相直方圖。振幅圖反映心臟各種位收縮幅度的大小，時機圖顯示心臟各部位開始收縮的時間，以不同的色階表示之，形象地顯示心肌激動傳導的起點和路徑，正常左右心室各部位收縮基本同步，兩室顏色基本一致而均勻。而束極傳導阻滯和預激綜合癥等傳導異常的疾病在時相分析時都有相應的異常表現(xiàn)，對傳導異常的診斷符合率可達90％。相位分析還可以用于檢測心內(nèi)人工心臟起搏器發(fā)放沖動的部位及其傳導模式，有助于判斷療效和進行必要的調(diào)整。
心肌顯像分二類：一類是有功能的心臟細胞對放射性藥物選擇性攝取并濃聚，從而使正常心肌顯影而病損區(qū)不顯影。心肌攝取示綜劑的量與局部心肌血流灌注量成正比，故稱心肌灌注顯像。另一類是放射性標記化合物只被壞死心肌所濃聚，正常心肌不吸收，用于診斷急性心肌梗塞。故稱為心肌梗塞灶顯像。由于臨床上常用的是心肌灌注顯像，這里僅就心肌灌注顯像作介紹。
[原理和方法]
201Tl－氯化亞鉈和99mTc標記的異睛類化合物靜脈注射后，能被心肌細胞攝取而使心肌顯像，心肌每個部位聚集放射性的多少與該部位冠狀動脈血流灌注量正相關。心肌硬塞和心肌缺血分別表現(xiàn)為病灶處放射性缺損和放射性減低。輕度冠心病人由于冠狀動脈儲備能力和側(cè)枝循環(huán)的建立，心肌缺血在靜息狀態(tài)下往往被掩蓋，心肌灌注顯像可表現(xiàn)為正常，對于此類病人，須進行介入試驗（運動負荷試驗或潘生丁試驗)使心肌缺血充分顯露。
201Tl在進入心肌細胞之后通過彌散過程從心肌清除，清除的速度也與冠狀動脈血流灌注正相關。利用這一特性，靜脈注射一次便可完成靜息顯像和介入試驗。具體方法是：在運動負荷達到要求時，靜脈注入201Tl64－111MBq（2～3mci)，5分鐘后進行心肌顯像，獲得運動狀態(tài)下負荷影像；然后囑受檢者休息，3小時后在靜息狀態(tài)下重復顯像獲得靜息影像。201Tl作為心肌灌注顯像劑已有十多年歷史但由于201Tl價格昂貴，射線能量偏低半衰期偏長，人們開始尋找以99mTc標記的化合物，99mTc－甲氧基異丁基異睛（99mTc－MIBI)彌補了201Tl的不足，已在國內(nèi)得到廣泛應用。但由于99mTc－MIBI沒有象201Tl那樣的“清除，再分布”過程，用99mTc－MIBI做心肌顯像時，須在靜息狀態(tài)顯像前和進行介入試驗時分別靜脈注射，劑量為555-740MBq（10－20mci)。注射后1－3小時進行心肌顯像。
[影像分析]
（1)平面影像靜息狀態(tài)下一般只左室顯像，影像呈馬蹄形或卵園形，心腔及心底部大血度匯集處放射性缺如。心尖部由于心肌較薄，也可有不同程度的放射性減低，右心室心肌很薄且冠狀動脈血流灌注量也較少，通常不顯影或隱約顯影。根據(jù)采集時的體位不同，所顯示的心肌節(jié)段亦不同。前位顯示前壁，心尖和下壁；左前斜45°顯示前間壁、下壁、心尖和后壁，左側(cè)位顯示前壁、心尖、下壁和后壁。冠狀動脈左前降支主要灌注左室前壁，前側(cè)壁和間壁，左旋支主要灌注左室后壁和后側(cè)壁，右冠狀動脈主要灌注右室心肌和左室下壁。根據(jù)所見放射性減低的部位可對冠狀動脈病變進行定位。
（2)斷層影像由SPECT的旋轉(zhuǎn)探頭圍繞心臟所采集的信息，經(jīng)計算機特殊軟件處理后，按心臟本身的長軸筆短軸從三個方向重建圖像：①短軸斷層。是垂直于心臟長軸從心尖向心底依次斷層的影像，左室各壁呈封閉環(huán)狀，清楚地顯示前壁、側(cè)壁、間壁、下壁和后壁。②水平長軸斷層，是平行于心臟長軸由膈面向上的依次斷層影像，顯馬蹄形，能清晰顯示心尖以及側(cè)壁和間壁；③垂直長軸、是平行于心臟長軸則間壁向左的依次斷層，呈馬蹄形。和水平長軸一樣能清晰顯示心尖區(qū)，還能較好地顯示前壁及下、后壁。與平面顯像相比較，斷層影像能清楚地顯示左室心肌的每一節(jié)段，沒有重迭，有利于發(fā)現(xiàn)較小范圍深在的病變，病變的定位也較準確。[圖16-3-3]
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圖16-3-3心肌斷層m.52667788.cn/shiti/影象節(jié)段模式圖
AN 前壁 AL 前側(cè)壁 PL 后側(cè)壁 IN 下壁 As 前間壁
Ps 后間壁 PO后壁 AP 心尖
臨床應用
1.冠心病的診斷放射性核素心肌顯像，特別是SPECT斷層顯像可提供心肌缺血和心肌梗塞的位置、范圍的準確信息，直接反映冠狀動脈形態(tài)改變所引起的結(jié)果－心肌灌注血流量的改變，對冠心病的診斷具有獨特價值。若以冠狀動物阻塞>50％為冠心病的診斷標準，心肌灌注顯像（斷層)的靈敏度及特異性均達90％左右。由于心肌灌注顯像是一種可靠的非創(chuàng)傷性的檢查手段，故受到臨應醫(yī)生和病人的歡迎。
2.冠狀動脈血流重建術的選擇和療效監(jiān)測，心肌灌注顯像可區(qū)分缺血但能存活的心肌組織和壞死的心肌組織、故可在術前預測血運重建術的前程。術后監(jiān)測冠狀動脈再狹窄的發(fā)生。
