18F-FDG PET/CT联合99mTc-MIBI G-MPI双核素显像对冠状动脉旁路移植术前存活心肌的评估价值

张淼，王超，郭睿，潘昱，林晓珠，张一帆，李彪

(上海交通大学医学院附属瑞金医院，上海200025)

冠状动脉旁路移植术(CABG)通过移植桥血管为缺血心肌重建血运通道，改善心肌的供血供氧[1]，其术后心绞痛症状改善率可达80%～90%。但术后能否改善心功能，延长患者生存时间，尚无定论；且手术风险较大，有5%的病死率，因此需严格掌握手术指征[1,2]。术前需对血管狭窄程度、心肌缺血范围及存活心肌情况进行全面评估，预测术后疗效，选择最佳的治疗方案。传统的冠状动脉造影术或CT冠状动脉成像可在解剖学角度清晰显示血管的狭窄程度，但无法从代谢角度判断狭窄血管所支配的心肌细胞是否存活。只有当心肌存活，血运重建术后存活的心肌血运恢复正常，左室射血分数(LVEF)及远期存活率才能改善；如术前在未评估存活心肌的情况下行CABG，患者不但不能从中受益，反而增加手术风险。18氟-脱氧葡萄糖正电子发射型计算机断层显像(18F-FDG PET/CT)与心肌灌注显像结合，根据代谢-灌注是否匹配可有效判断心肌细胞有无活性[3～5]。既往研究发现，存活心肌占左心室的比例越大，术后整体心功能恢复越好[6～8]。但由于所用评价存活心肌的技术和方法不同，存活心肌数量预测术后LVEF改善的界值尚不统一。因此，本研究探讨18F-FDG PET/CT联合99m锝-甲氧基异丁基异腈(99mTc-MIBI)门控心肌灌注显像(G-MPI)双核素显像对存活心肌范围的评估价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2014年12月～ 2017年1月本院确诊为冠状动脉多支病变的患者28例，男26例、女2例，年龄(65.32±7.37)岁，冠状动脉三支病变25例、两支病变3例，合并心尖部室壁瘤4例。纳入标准：造影示冠状动脉病变，至少2支冠状动脉狭窄程度大于80%；不能实施介入治疗、预实施CABG。排除标准：无法耐受18F-FDG PET/CT及静息G-MPI检查；严重肝肾功能不全；伴心房颤动等心律失常、脑血管疾病、严重肺源性心脏病。

1.2 双核素显像方法 术前2周内患者均行18F-FDG PET/CT及99mTc-MIBI G-MPI检查，术后随访6～12个月复查G-MPI。18F-FDG PET/CT心肌显像方法：参照美国核心脏病学会(ASNC)关于心肌代谢显像指南进行操作[9]，给予口服葡萄糖或皮下注射常规胰岛素，静脉注射18F-FDG 0.12～0.15 mCi/kg至少90 min后行心肌PET/CT显像。先采集CT图像，再采集PET/CT图像，采集时间15～25 min。99mTc-MIBI G-MPI显像方法：患者静脉注射99mTc-MIBI 925 MBq 后45 min进食脂餐，90 min后采集图像。仪器为GE公司的SPECT仪，采用步进模式，矩阵为64×64。Discovery VCT PET/CT购自GE Healthcare，Infinia双探头SPECT仪购自GE Healthcare，Ulrich双筒高压注射器购自Ulrich公司。18F-FDG购自上海原子科兴药业有限公司，放化纯度>95%；99mTc-MIBI购自上海原子科兴药业有限公司，放化纯度>95%。

1.3 图像分析及融合方法 由两位有经验的核医学医师对心肌代谢及灌注图像进行盲法读片。G-MPI图像根据ASNC 1999年提出的心肌灌注显像读片指南进行分析[10]；PET图像根据ASNC 2003年提出的PET心肌显像读片指南进行分析[11]。将代谢评分减去灌注评分得到每一节段的灌注-代谢积分差值(SDS)，用于评估心肌存活范围，SDS≥0心肌存活范围小、-5≤SDS<0心肌存活范围中等、SDS<-5心肌存活范围大。将异机显像所得99mTc-MIBI MPI图像与18F-FDG PET/CT图像传至Xeleris(GE Healthcare Version No.2.1517)工作站，将异机显像的SPECT及PET/CT图像融合，检测LVEF。用ECToolbox软件包自动计算代谢-灌注不匹配范围(不匹配范围)、治疗前后LVEF差值(ΔLVEF)。

2 结果

2.1 双核素显像结果 28例患者中有22例完成手术及术后随访，4例患者因术前评估心肌代谢与灌注显像基本匹配，SDS>0，LVEF低于30%，伴心律不齐而放弃手术；2例患者术后拒绝复查。根据SDS将22例患者分为三组，A组(4例)SDS≥0、B组(10例)-5≤SDS<0、C组(8例)SDS<-5。A组术前存活心肌范围较小，术后LVEF未改善(P>0.05)；B组术前心肌存活范围中等，术后LVEF改善(P<0.05)；C组术前存活心肌范围较大，术后LVEF改善(P<0.01)。术前SDS比较A组>B组>C组，术前不匹配范围比较A组

表1 各组手术前后参数比较

注：与同组术前比较，*P<0.05。

2.2 不匹配范围与ΔLVEF、SDS的相关性 Pearson相关分析结果显示，不匹配范围与ΔLVEF呈正相关(r=0.478，P<0.05)，与SDS呈负相关(r=-0.671，P<0.05)。

3 讨论

CABG是目前治疗冠状动脉粥样硬化性心脏病效果最佳的手段。CABG采用自体血管，对狭窄或阻塞的冠状动脉进行搭桥，以达到改善心肌供血的目的。术前获得心肌梗死患者心肌血流灌注减低区心肌存活的信息，是准确预测手术疗效的关键。目前研究证实CABG术后左心室容积减小与存活心肌、瘢痕心肌密切相关[12]。

99mTc-MIBI G-MPI利用心肌局部放射性药物的蓄积量与局部心肌血流量呈正比的关系，能准确反映心肌局部的血流情况，判断是否有心肌缺血[13]。缺血心肌又可分为三种情况：心肌顿抑、心肌冬眠和心肌梗死。其中心肌顿抑和心肌冬眠均属于存活的心肌，心肌细胞的损害是可逆的，一旦供应心肌的血流得到恢复，心肌的供氧关系得到改善，心脏局部和整体功能可以恢复。心肌梗死是心肌组织坏死，纤维组织形成，心肌细胞的损害是不可逆的，即使血运得到重建，也不可能改善心肌的缺血和功能。葡萄糖是心肌做功的重要能量来源物质，用18F标记的脱氧葡萄糖是当前最常用和最重要的葡萄糖代谢显像剂，可以定量心肌代谢过程。将心肌代谢显像与血流灌注显像结合可以有效评估缺血心肌存活情况。

本研究将心肌18F-FDG PET/CT显像与99mTc-MIBI MPI联合应用，根据代谢-灌注是否匹配可有效判断心肌细胞的活性。本研究选取SRS评估心肌缺血的程度，LVEF作为评估心功能的指标，计算手术前后LVEF差值(ΔLVEF)作为术后心功能是否改善的指标。本研究重点研究SDS、代谢-灌注不匹配范围评估存活心肌范围，从而预测术后LVEF改善的临床价值。

SDS是预测冠心病患者心肌梗死发生率的最佳指标，运动后LVEF是预测心源性死亡发生率的最佳指标，两者结合可最有效评估患者的危险度，进而筛选出适合再血管化治疗的患者[14]。本研究中A组患者SDS≥0，代谢-灌注显像缺血范围基本匹配，存活心肌范围较小，CABG术后的缺血范围增加，LVEF未明显改善。提示SDS≥0的患者CABG手术效果不佳。B组患者-5≤SDS<0，术后SRS减低，术后LVEF升高，心功能有所改善，可建议手术。C组SDS<-5，CABG术后LVEF明显改善，推荐行CABG手术，术后疗效最佳。

MPI是诊断冠心病的有效方法，包括静息灌注成像和负荷心肌灌注显像，本研究选择静息灌注成像，常用的示踪剂为82Rubidium、13N-ammonia，常用的心脏负荷药物为潘生丁和多巴酚丁胺。PET心肌灌注诊断冠心病的灵敏度为83%～100%，特异度为73%～100%[15,16]，在成像质量、诊断可靠性和准确性方面都高于单光子发射型计算机断层显像(SPECT)[17]。但由于MPI加速器及费用等方面的限制，推广应用存在一定困难。因此本研究对99mTc-MIBI SPECT MPI显像与18F-FDG PET/CT显像进行匹配。分析SDS与LVEF的相关关系，评价其预测价值。对22例(共480个心肌节段)患者进行研究，结果显示SDS是预测患者术后左室功能恢复程度的理想指标。

本研究初步探讨了软件自动计算不匹配心肌范围的方法评估缺血心肌范围。SDS是预测患者术后左室功能恢复程度的理想指标，但存在一定的主观性且计算过程较复杂。如能通过软件直接获得不匹配的范围将给临床工作带来方便。软件自动分析方法客观性强，重复性好[18,19]，与目测法计算结果呈高度相关。但目前对于这两种方法对伴有严重左室功能障碍的冠心病患者评估的优劣尚无定论。本研究同时将异机显像所得99mTc-MIBI MPI图像与18F-FDG PET/CT图像通过ECToolbox融合获得Match图像，并通过软件计算心肌代谢与血流灌注不匹配范围，初步研究结果表明不匹配范围与ΔLVEF存在相关性，可用于评价心肌存活情况。目前对该方法的研究较少，本研究病例数较少，其临床价值尚需更多研究进行验证。

18F-FDG PET/CT结合99mTc-MIBI G-MPI进行双核素显像，可有效评估重症冠心病患者存活心肌的范围，预测术后疗效，从而为手术方式的选择提供可靠依据。二者对心肌活力进行评估，不需要合成82Rubidium、13N-ammonia等正电子药物，在加速器或合成器应用受限制的医院也可应用，在国内具有更广泛的应用前景。SDS是预测患者术后左室功能恢复程度的理想指标。同时，初步研究证实通过软件计算心肌代谢与血流灌注不匹配范围与手术前后LVEF改善存在相关性，其临床价值需进一步验证。