放射性核素检查在心血管疾病诊断中的应用
近年来,放射性核素检查不断推陈出新,从放射性核素标记药物及显像剂的设计、研制到显像仪器设备的发展,从对疾病的检测、诊断乃至同步治疗到探索疾病病理生理机制,放射性核素成像技术均起着重要作用。放射性核素显像在心血管疾病诊断中的应用越来越广泛,已形成了一门独立的医学分支学科——核心脏病学。放射性核素显像作为一种无创性检查手段,以功能显像为主,与其他方法相比优势明显。在美国,每年行放射性核素心肌灌注显像(MPI)检查的病例数已超过心电图运动试验、超声心动图负荷试验和冠状动脉造影(CAG)检查。在我国,随着新的放射性药物、单光子发射型计算机断层摄影(SPECT)和正电子发射型计算机断层显像(PET)的应用日益广泛,有关心脏放射性核素显像方面的研究更加深入。
1.冠心病的诊断
MPI对冠心病的诊断价值已得到了充分的肯定,是国际上公认的、可靠的、无创性检查方法。MPI不但能精确地探测到心肌缺血的位置,还可以量化心肌缺血的范围和程度,捕获左室功能和心肌运动信息,大大提高冠心病的诊断率,并且可对其危险分层和预后进行评估。荟萃分析显示,运动试验MPI诊断冠心病的敏感性平均为89%,特异性为80%。有报道,MPI诊断冠心病的敏感性平均为82%,特异性为88%,而心电图运动试验敏感性为50%~80%。在首发心衰的患者中,MPI对冠心病的阴性预测值可达96%。国内报道亦得到类似的结果,尤其对于病变较重或两支病变时MPI的敏感性接近100%,右冠状动脉病变较前降支或回旋支病变的阳性率高。根据心肌平面或断层图像的心肌灌注缺损的部位,还可以判断冠状动脉狭窄的部位。99mTc标记甲氧基异丁基异腈(MIBI)或替曲膦(tetrofosmin)心肌显像与201Tl心肌显像检测冠心病的准确性是相近的。
运动试验和药物试验都是目前最常用的负荷试验方法,运动试验可采用活动平板或脚踏车,逐级增加运动量,但因不少患者由于各种原因不能进行而使其应用受限。药物试验中常用的药物有双嘧达莫、腺苷、多巴酚丁胺等。文献报道,药物负荷试验MPI与运动试验MPI诊断冠心病的准确率无明显的差别,是目前广泛应用的评价已知或怀疑冠心病的非介入性方法。即使冠状动脉狭窄程度为90%~95%,静息状态下MPI仍可表现为正常;但在运动负荷或药物负荷状态下,狭窄冠状动脉的血流动力学可以出现明显变化,MPI亦可发生明显异常。常规201Tl负荷-延迟再分布SPECT显像低估心肌活力,使用负荷-延迟-再注射SPECT显像的方法,可显著提高对存活心肌诊断的准确率。当前,国内外应用较多的是腺苷负荷试验MPI,但其不良反应发生率较高,文献报道达81%,主要有胸闷、胸痛、心悸、气短、头痛、头晕等。腺苷负荷试验心肌SPECT显像的敏感性为88%,特异性为85%。常用的还有双嘧达莫负荷试验心肌SPECT显像,其诊断冠心病的敏感性为89%,特异性为78%。多巴酚丁胺负荷试验,对于诊断冠心病也有较高的敏感性和特异性。有研究证实阿布他明比多巴酚丁胺能引起更大的变时效应,且有更好的安全性,但还未用于临床。多巴酚丁胺及腺苷药物负荷SPECT显像可用于终末期肾脏疾病患者,对冠心病的诊断及危险分层优于多巴酚丁胺负荷超声心动图。一些临床研究表明,衰减校正、门控心肌灌注断层显像可以提高MPI诊断冠心病的特异性。
2.微血管病变的诊断
CAG被公认为诊断冠心病的“金标准”。目前,国内外CAG通常采用数字减影血管造影(DSA),虽然其具有密度分辨率高、操作简单、方便、安全等优点,但是DSA分辨最小血管解剖直径为1.0~1.5mm,对于心肌微小血管(直径20~50μm)病变则不能显示。研究表明,糖尿病(主要是2型糖尿病)、高脂血症引起的冠心病中,其心肌缺血或心肌梗死不仅与冠状动脉粥样硬化有关,更与心肌超微结构改变及心肌微小血管病变密切相关。同时,在某些长期患有高血压并伴有心绞痛以及肥厚型心肌病者,尽管CAG正常,但常伴有冠状动脉的储备功能降低和小冠状动脉血管阻力增高,导致毛细血管前小动脉壁增厚,从而引起心肌缺血。现在人们常将这种由于心肌内微小血管的结构和功能变化引起的心绞痛称为“微血管性心绞痛”。临床上常用心电图运动试验作为判断患者心肌缺血的客观指标,但易受许多因素的影响。放射性核素MPI能反映心肌内微循环血流灌注及冠状动脉血流储备功能,具有较高的灵敏度和特异性。心电图运动试验易受许多因素的影响而造成假阳性,且灵敏度也较低,国内有关研究中心电图运动试验诊断的灵敏度仅为76.1%,而放射性核素心肌显像灵敏度为93.5%,两者联合检测灵敏度可达100%。放射性核素MPI对原发性高血压的心肌微血管病变诊断具有较高的敏感性和特异性,其操作简便、安全、费用低、无创伤,可作为临床早期诊断高血压心肌病变的重要检查方法,对高血压心肌病变早期诊断、治疗和预后判断有重要的临床价值。对于肥厚型心肌病应用双嘧达莫负荷试验PET显像可显示微血管病变,并且是此类患者发生心房颤动的独立危险因素。MPI具有简便、无创、价廉、可重复的特点,是检查心肌微血管血流灌注的较好方法。
3.急性冠状动脉综合征的诊断
近年来的一些研究显示,对于以急性胸痛就诊的患者进行静态MPI检查具有很重要的价值。MPI对心肌梗死诊断的敏感性接近100%,与血清酶学指标相比具有明显的时间优势,患者一旦发生急性心肌缺血,MPI就会即刻表现出相应的异常改变。静态MPI异常者需要进一步诊断和治疗,正常者可以除外急性心肌梗死和不稳定型心绞痛,必要时,再进行MPI负荷试验来确定有无心肌缺血或明显的冠状动脉狭窄。另外,MPI还可检测心肌梗死后的心肌缺血情况,评估心肌活力和患者的预后。采用99mTc-MIBI腺苷/运动负荷-静息隔日显像法行SPECT心肌显像对诊断及监测、评估糖尿病合并冠心病斑块的不稳定性有重要的临床意义,通过了解冠状动脉斑块的稳定性,给予针对性治疗,减少急性冠状动脉综合征的发生。长期以来,有创性的CAG和冠状动脉血运重建被认为是心肌梗死最有效的诊断和治疗方案。最近,美国的多中心临床试验结果表明,应用MPI指导心肌缺血的“保守性”诊断、治疗方案是安全、有效的。
4.其他相关心血管病的诊断
(1)病毒性心肌炎:
99mTc-MIBI在国内被广泛应用于病毒性心肌炎的诊断和预后随访,心肌损伤标志物的检测虽然是目前诊断心肌炎最为重要的临床客观诊断依据,但其临床应用却有较大局限性,绝大多数患者就诊时已经错过检查的最佳时间窗,导致检查结果阴性,或该标志物本身缺乏特异性(如C反应蛋白),使心肌炎的诊断缺乏重要依据。多种特异性较高的放射性核素显像方法可用于心肌炎的辅助诊断,比如枸橼酸镓(67Ga)、111In-AM显像,但这些方法受到显像时间、血液本底及射线辐射等原因的限制,临床应用较为局限,而在我国由于这些放射性核素的来源受限,基本未在临床投入使用。99mTc-MIBI-MPI作为一种无创、安全的影像学检查方法,能检测病毒性心肌炎造成的心肌损伤及坏死,在病毒性心肌炎辅助诊断、发现心肌炎后心肌病,以及预后随访中有重要作用。研究表明,虽然MPI对病毒性心肌炎诊断的灵敏度、特异性及诊断效能还不是很高,但心肌损伤标志物升高的临床确诊组,其阳性检出率却明显高于心肌损伤标志物阴性的临床疑诊组。虽然有些学者认为99mTc-MIBI-MPI诊断心肌炎缺乏特异性,但该方法诊断心肌细胞炎症及心肌灌注损伤不像肌钙蛋白、肌酸激酶同工酶有一定的时间窗,而且能直观地反映心肌损伤的部位、范围及程度,对临床病情的判断有很大的帮助,可以作为除血清心肌损伤标志物以外的第二种检测细胞炎性损伤的无创性方法,为临床诊断提供有用的客观影像学资料。目前,该显像技术在心肌炎诊断中的应用尚未得到临床医师的广泛认可,国内临床对照研究不被国外学者认同的主要原因是国内未广泛开展心内膜活检技术,缺乏病理学结果对照,故其在心肌炎诊断中的应用价值仍待进一步研究。另外,从其显像的原理可以看出,其诊断心肌炎缺乏特异性,较低的诊断效能限制了该项检查在心肌炎诊断中的广泛应用。
(2)心肌病:
①扩张型心肌病:应用门控MPI主要表现为心室壁变薄,其内出现不均匀性或斑片状放射性稀疏缺损,心腔明显扩大,室壁运动弥漫性减低;门控MPI表现为左室容积增大,左室射血分数降低;脂肪酸心肌显像时表现为心肌对123I-间碘苄胍(123I-MIBG)的摄取下降,与左室射血分数值、心排血量指数和左室内压力呈正相关,而其洗脱率与这些参数呈负相关,这些异常现象可以出现在心室结构改变之前。
②肥厚型心肌病:表现为心室壁普遍增厚,心腔缩小,舒张功能减低,123I-MIBG心肌肾上腺素能受体显像,早期相肥厚心肌部位放射性稀疏、缺损、心/纵隔比值降低,延迟相显像剂洗脱率增高,放射性稀疏、缺损更加明显,这些表现尤以心尖、下壁和室间隔下部最为明显,且与病程、病情严重程度等密切相关。
③心尖肥厚型心肌病(ACM):ACM是一种以左室心尖部非对称性肥厚为特征的罕见疾病,属于原发性肥厚型心肌病的亚型(HCM),其病变部位主要局限于左室乳头肌水平以下的心尖部。由于该病多无明显的临床症状和体征,以往诊断主要依据心电图、超声心动图等检查,当二维超声检查受限于较窄的声窗时,常需应用MRI做出诊断。有研究对超声诊断ACM的20例给予静息和运动或双嘧达莫负荷试验SPECT检查,放射性药物应用99mTc-MIBI,静息时15例SPECT显示心尖部示踪剂摄取增加,左室腔呈“黑桃”样构型改变,心尖部形状变化与ACM一致,因此,可用于ACM的诊断,其敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别是75%、100%、100%和80%。
参考文献:
[1]杨星,李丽琴.PET检查的临床意义[J].华北国防医药,2005,17(2):148-149.
[2]Gibbons RJ,Abrams J,Chatterjee K,et al.ACC/AHA2002 guidelin eupdate for the management of patients with chronics table angina-summary article:a report of the american college of cardiology/american heart association task force on practice guidelines[J].Circulati on,2003,107(1):149-158.
[3]O'Rourke RA,Brundage BH,Froelicher VF,et al.American college ofcardiology/american heart association expert consensus document on electron-beam computed tomography for the diagnosis andprognosis ofcoronary artery disease[J].Circulation,2000,102(1):126-140.
[4]吕茂家.核素心肌显像、冠脉造影和运动心电图负荷试验诊断冠心病的对比性研究[J].疑难病杂志,2006,5(2):85-88.
[5]SomanP,LahiriA,MieresJH,et al.Etiology and pathophy siology of new-onse the art failure:evaluation by myocardial perfusion imaging[J].J Nucl Cardiol,2009,16(1):82-91.
[6]范中杰,陈黎波,李方,等.腺苷负荷试验心肌核素显像对冠心病诊断价值的评估[J].中华内科杂志,2006,45(2):112-115.
[7]汪艺,郑峰.腺苷负荷试验心肌核素显像对冠心病的诊断价值[J].中国老年保健医学杂志,2009,7(1):54-56.
[8]YilmazA,SechtemU.Kardiale bildgebung bei verdacht auf eine koronare herzkrankhe it.[J].Dtsch Med Wochenschrift,2008,133(13):644-649.
[9]Miyamoto MI,Vernotico SL,Majmundar H,et al.Pharmacologic stress myocardial perfusion imaging:a practical a pproach[J],J Nucl Cardiol,2007,14(2):250-255.
[10]Klocke FJ,Baird MG,Lorell BH,et al.ACC/AHA/ASNC guidelines for the clinical use of cardiac radionuclide imaging-executive summary:a report of the american college of cardiology/american heart association task force on practice guidelines(ACC/AHA/ASNC committee to revise the 1995 guidelines for the clinical use of cardiac radionuclide imaging)[J],Circulation,2003,108(11):1404-1418.
[11]Fricke E,Esdorn E,Kammeier A,et al.Respiratory resistance of patients during cardiac stress testing with adenosine:is dyspnea a sign of bronchospasm?[J],J Nucl Cardiol,2008,15(1):94-99.
[12]Bart BA,Cen YY,Hendel RC.Comparison of dobutamine stress echocardiography,dobutamine SPECT,and adenosine SPECT my ocardial perfusion imaging in patients with endstage renal disease[J].J Nucl Cardiol,2009,16(4):507-515.
[13]Taillefer R,DePuey EG,Udelson JE,et al,Comparative diagnostic accuracy of TI-201 and Tc-99m sestamibi SPECT imaging(perfusion and ECG-gated SPECT) in detecting coronary artery disease in women[J].J Am Coll Cardiol,1997,29(1):69-77.
[14]张欣,张延军,丁荣晶,等.CAG正常的高血压患者心肌核素显像分析[J].中国临床医学影像杂志,2004,15(4):195-197.
[15]Caglar M,Mahmoudian B,Aytemir K,et al.Value of 99mTc- methoxyisobutylis onitrile(99mTc-MIBI)gated SPECT for the detection of silent myocardial ischemia in hemodialysis patients:clinical variables associated with abnormal test results[J].Nucl Med Commun,2006,27(1):61-69.
[16]Iskandrian AS,Heo J,Nguyen T,et al.Assessment of coronary artery disease using single-photon emission computed tomography with thallium-201 during adenosine-induced coronary hyperemia[J].AmJ Cardiol,1991,67(15):1190-1194.
[17]王伟,吕风华,杨宾,等.核素心肌灌注显像对心脏X综合征的诊断价值[J].临床心血管病杂志,2008,24(7):554-555.
[18]Sciagra R,Sotgia B,Olivotto I,et al.Relationship between atrial fibrillationand blunted hyperemic myocardial blood flowin patients with hypertrophic cardiomyopathy[J].J Nucl Cardiol,2009,16(1):92-96.
[19]欧阳亮,欧阳小青,林琛,等.高血压病核素心肌灌注显像临床应用[J].中华全科医学,2009,7(7):687-688.
[20]Kontos MC,Haney A,Ornato JP,et al.Value of simultaneous functional assessment in association with acute rest perfusion imaging for predicting short-and long-term outcomes in emergency department patients with chest pain[J],J Nucl Cardiol,2008,15(6):774-782.
[21]Braunwald E,Antman EM,Beasley JW,et al.ACC/AHA guideline update for the management of patients with unstable angina and non-ST-segment elevation myocardia linfarction-2002:summary article:a report of the american college of cardiology/american heart association task force on practice guidelines(Committee on the management of patients with unstableangina)[J].Circulation,2002,106(14):1893-1900.
[22]贾鹏,郭万华,高玲.核素心肌灌注显像诊断糖尿病合并冠心病斑块不稳定性的临床价值[J].中华实用诊断与治疗杂志,2009,23(8):793-795.
[23]Boden WE,O'Rourke RA,Crawford MH,et al.Outcomes in patients with acute non-Q-wave myocardial infarction randomly assigned to an invasive as compared with a conservative management strategy.Veterans affairs non-Q-wave infarction strategies in hospital(VANQWISH)trial investigators[J].N EnglJ Med,1998,338(25):1785-1792.
[24]Skouri HN,Dec GW,Friedrich MG,et al.Noninvasive imaging in myocarditis[J].JAm CollCardiol,2006,48(10):2085-2093.
[25]邓惠兴,马爱群,杨爱民,等.99mTc-MIBI心肌显像在病毒性心肌炎临床诊断中的价值[J].临床心血管病杂志,2009,25(1):15-17.
[26]Cianciulli TF,Saccheri MC,Masoli OH,et al.Myocardial perfusion SPECT in the diagnosis ofapical hypertrophic cardiomyopathy[J].J Nucl Cardiol,2009,16(3):391-395.