门控SPECT心肌灌注显像评估急性心肌梗死患者心肌挽救量的研究进展

李婷 黄遵花 苏学晓

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门控SPECT心肌灌注显像评估急性心肌梗死患者心肌挽救量的研究进展

    通讯作者: 李婷, wslt2008@126.com

Research progress of gated SPECT myocardial perfusion imaging in evaluating myocardial salvage in patients with acute myocardial infarction

    Corresponding author: Ting Li, wslt2008@126.com ;
  • 摘要: 急性心肌梗死(AMI)患者经皮冠状动脉介入治疗(PCI)的目的在于尽可能地挽救濒死心肌。心肌挽救量(MS)与患者能否获益密切相关,在PCI的疗效评估及预后判断中具有重要价值。评价MS需明确初始心肌危险区面积(AAR)和心肌最终梗死面积(FIS),二者之差即为MS。通过急诊时和PCI后2次99Tcm-甲氧基异丁基异腈门控SPECT心肌灌注显像(GSMPI)可分别定量AAR和FIS,从而获得MS,结果客观、准确,其临床价值在早期的大样本研究中已得到肯定。但在急诊时行GSMPI受到很多限制,致使AAR较难获得。近年来有学者提出的新显像方案,仅通过PCI后早期行1次GSMPI即可测定AAR,替代了2次显像法计算得到MS,其可行性及在临床中的实用价值显著提高。同时,新显像方案也扩展了核素GSMPI在AMI诊疗中的应用范围,为AMI患者的危险度分层提供了补充信息。笔者拟对GSMPI评估AMI患者MS的新显像方案的机制、应用价值、优势及发展前景作一综述。
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-07-28
  • 网络出版日期:  2023-05-04
  • 刊出日期:  2023-06-25

门控SPECT心肌灌注显像评估急性心肌梗死患者心肌挽救量的研究进展

    通讯作者: 李婷, wslt2008@126.com
  • 天津市胸科医院核医学科,天津 300222

摘要: 急性心肌梗死(AMI)患者经皮冠状动脉介入治疗(PCI)的目的在于尽可能地挽救濒死心肌。心肌挽救量(MS)与患者能否获益密切相关,在PCI的疗效评估及预后判断中具有重要价值。评价MS需明确初始心肌危险区面积(AAR)和心肌最终梗死面积(FIS),二者之差即为MS。通过急诊时和PCI后2次99Tcm-甲氧基异丁基异腈门控SPECT心肌灌注显像(GSMPI)可分别定量AAR和FIS,从而获得MS,结果客观、准确,其临床价值在早期的大样本研究中已得到肯定。但在急诊时行GSMPI受到很多限制,致使AAR较难获得。近年来有学者提出的新显像方案,仅通过PCI后早期行1次GSMPI即可测定AAR,替代了2次显像法计算得到MS,其可行性及在临床中的实用价值显著提高。同时,新显像方案也扩展了核素GSMPI在AMI诊疗中的应用范围,为AMI患者的危险度分层提供了补充信息。笔者拟对GSMPI评估AMI患者MS的新显像方案的机制、应用价值、优势及发展前景作一综述。

English Abstract

  • 近年来,尽管经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention,PCI)有效降低了急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)患者的病死率,但AMI仍为目前冠状动脉粥样硬化性心脏病(简称冠心病)患者致死、致残的主要病因[1]。行PCI的目的在于挽救濒死心肌,改善AMI患者的预后。心肌挽救量(myocardial salvage,MS)对于PCI的疗效评估及预后判断具有重要价值[2]。由MS与初始心肌危险区面积(area at risk,AAR)的比值获得的心肌挽救指数(myocardial salvage index,MSI)是AMI患者行PCI是否获益的独立预测因子[3]

    门控SPECT心肌灌注显像(gated SPECT myocardial perfusion imaging,GSMPI)通过计算机软件自动处理可“一站式”获得血流灌注参数及多项功能参数[4]。在急诊PCI前注射显像剂99Tcm-MIBI行GSMPI检测AMI患者的初始心肌AAR的方法的临床价值已在早期的大样本研究中得到验证[5-6],通过与PCI后再次显像获得的心肌最终梗死面积(final infarction size,FIS)进行比较可获得MS及MSI。一项对765例AMI患者的大样本研究结果表明,经再灌注治疗后MSI<0.5的AMI患者,其6个月病死率明显高于MSI≥0.5者;MSI与AMI患者的6个月病死率呈独立相关,MSI能够预测AMI患者的6个月病死率[5]。该研究结果还显示,在用于测试AMI患者再灌注治疗疗效的临床试验中,MSI可作为病死率的替代指标,尤其是对于新治疗方案的有效性的判断,能够明显降低对样本量的要求,且可行性更佳。然而,临床实践中在急诊时行GSMPI通常很难实现,原因包括:核素显像剂难以及时供应、大多数单位不具备夜间急诊条件、核医学科距离急诊科或胸痛中心较远等,以上原因导致GSMPI在AMI患者急诊时的应用受到限制[3, 7-8]

    近年来有学者提出,利用AMI患者行PCI后早期心肌顿抑的原理,通过PCI后早期行1次静息状态下GSMPI即可间接获得AAR[9-12],从而实现对MS及MSI的定量评估,该方法的结果与2次显像法的一致性很好,且操作简便,同时降低了辐射剂量及检查费用,实用价值明显提高,对AMI患者的危险度分层、个体化治疗方案制定、疗效评价、预后判断具有重要价值。笔者拟对该新显像方案的机制、应用价值、优势及发展前景作一综述。

    • AMI发生后,梗死相关冠状动脉闭塞导致的心肌缺血区,即初始心肌AAR,包括不可逆心肌损伤区(也称心肌FIS)和可逆性心肌损伤区(也称MS)。准确评估AAR及FIS是获得MS的前提。

      AMI患者行PCI后早期存在心肌顿抑现象[13],即PCI使血流恢复正常后,心室壁收缩功能障碍尚未恢复。早期的一项超声研究结果显示,这种室壁收缩异常于PCI后48 h左右开始恢复,并将持续数日至数周才逐渐恢复正常[14]。Main等[15]的研究结果也表明,AMI后平均2.2 d仍可识别出这种“灌注-功能不匹配”的顿抑心肌。因此,在PCI术后早期,特别是2~3 d内,在心肌顿抑仍未恢复时检测出的室壁收缩异常范围,即可代表PCI前的初始心肌AAR。研究者正是利用这一原理,于PCI术后早期行GSMPI,并通过门控采集方式,由计算机软件自动获得心室壁收缩功能参数,识别收缩异常的心肌节段,从而计算室壁收缩异常的范围,间接获得AAR[11-12]

      另外,AMI患者行PCI后FIS的评估时间也是一个关键问题。尽管有研究者于PCI术后2 d行GSMPI检测AMI患者的FIS以评价不同药物的疗效[16],但更多的研究者选择出院前或PCI术后至少1周,甚至1个月或数月再行评估[17-19]。Pellikka等[20]在早期研究中对AMI患者分别于PCI前、治疗后18~48 h及6~14 d行GSMPI,并比较治疗后不同时期血流灌注的改善情况,结果显示,术后18~48 h的低灌注区较术前改善,但6~14 d血流灌注进一步改善,改善的程度到后期才更明显。另外一项动物实验结果也表明,AMI后过早行GSMPI评估很可能会高估FIS,术后1周左右评估的准确性更高[21]。Ndrepepa等[22]通过对1312例ST段抬高型心肌梗死(ST-segment elevation myocardial infarction,STEMI)患者于PCI术后7~14 d行GSMPI,获得心肌FIS,从而获得MS。

      然而,确定MS的最佳评估时间需权衡AAR及FIS 2个方面的因素,因此有学者提出,选择48 h至1周行GSMPI可以同时获得AAR及FIS,是检测MS的最佳时间点[12]。Tanaka和Nakamura [23]观察了AMI患者再灌注后不同时段(30 min,6 h,1、4、20 d)心肌血流灌注的改善情况,研究结果提示,再灌注治疗后7 d左右行99Tcm-MIBI GSMPI评估MS最佳。Calabretta等[7]对AMI患者于PCI术后3~5 d行GSMPI,获得MS,并证实了其可行性及临床价值。

    • Wakabayashi等[9]通过对AMI模型鼠再灌注后3 d行99Tcm-MIBI GSMPI获得AAR,评估心肌受体在缺血再灌注后的表达情况,结果证实了该方法的可行性及有效性。另外,Qin等[10]通过对STEMI患者PCI术后24 h至7 d行GSMPI获得AAR,并计算得到MS及MSI,结果证实了MS及MSI能够用于评价心肌缺血再灌注损伤的程度。

      Sotgia等[11]的研究纳入了48例AMI患者,于PCI术后5~10 d行1次静息99Tcm-MIBI GSMPI,以室壁增厚率异常范围替代AAR,并与血流灌注异常范围相减获得MS,通过与PCI术前、术后2次显像灌注受损面积相减所得的MS进行比较,结果证实了二者所得结果具有很好的相关性,仅PCI后1次99Tcm-MIBI GSMPI即可实现对MS的评估,用室壁增厚率异常范围可替代PCI术前的AAR,以此计算MS的优势在于该方法的可行性明显提高。

      在另一项类似的研究中,36例AMI患者于PCI术前注射显像剂,于PCI术后6 h行第1次GSMPI,5 d后再次显像,2次显像血流灌注异常范围相减获得MS,结果显示,其与术后5 d 1次GSMPI室壁增厚率异常范围与血流灌注异常范围相减获得的MS相当(Spearman等级相关系数为0.92,P<0.0001),且二者对患者预后进行分类的结果一致性良好 (Kappa值=0.75)[12]。该项研究的作者认为,术后1次显像法评估MS将有益于对AMI患者不同治疗策略的效果评价。

      Calabretta等[7]直接利用PCI术后3~5 d行1次GSMPI的方案计算MS,并探讨了MS对STEMI患者PCI术后6个月心功能恢复情况的预测价值。该研究中120例STEMI患者于PCI术后3~5 d行1次GSMPI,获得MS、FIS及术后早期左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF),并于患者出院后6个月复查GSMPI,再次获得LVEF。ROC曲线分析结果表明,MS能够预测PCI术后LVEF的恢复程度(AUC=0.79,P<0.0001);以23%为临界值,MS预测LVEF恢复程度的灵敏度和特异度分别为74%和71%,而FIS与LVEF恢复程度无明显的相关性(AUC=0.53)。

    • 近年来有研究者通过注射脂肪酸显像剂123I-β-甲基-p-碘苯基十五烷酸(123I-β-methyl-p-iodophenyl pentadecanoic acid,BMIPP)行GSMPI获得AAR,后行99Tcm-MIBI GSMPI获得FIS,将二者相减获得MS,并证实了该方法用于计算MS的可行性[3, 8]。AMI发生后,缺血心肌的能量来源由脂肪酸转变为葡萄糖,且缺血心肌的脂肪酸β氧化水平在心肌缺血发生后将持续降低,因此,应用脂肪酸显像剂123I-BMIPP于AMI后行 GSMPI所显示的显像剂摄取减低区即接近于AAR。研究结果显示,PCI术后1~2周行123I-BMIPP GSMPI,获得的AAR与急诊时于PCI术前行99Tcm-MIBI GSMPI所得的结果相当[23]。然而,由于123I-BMIPP的获得较为困难,导致其在临床中的应用受到限制。

    • CMR具有较高的空间分辨率,通过对AMI患者PCI后1周左右行T2加权成像可实现对AAR的检测,联合延迟增强扫描可获得FIS,从而可计算得到MS[24]。其中,准确定量AAR是获得MS的重要前提,也是研究的难点。

      CMR检测AAR的标准化技术为T2加权成像,其中T2加权短时间反转恢复序列(T2-STIR)的组织对比度更佳[25]。研究者将T2加权短时间反转恢复序列(T2-STIR)及对比度增强的稳态自由进动成像(CE-SSFP)获得的AAR与GSMPI所得结果进行比较,发现二者与GSMPI所得结果均具有良好的一致性(r=0.81,P<0.001;r=0.86,P<0.001)[26]。另有研究结果显示,GSMPI与MRI对于透壁性心肌梗死的评价一致性良好,但对于未完全坏死仍存活的心肌,GSMPI较MRI明显高估了MS[27]

      然而也有研究者发现,T2加权成像易低估AAR,且T2加权短时间反转恢复序列(T2-STIR)无法完全抑制心内膜下“慢血流”效应,易出现高信号伪影,导致过度诊断[28]。因此,T2加权成像技术测量AAR的准确性及可重复性有待进一步研究证实。近年来,随着纵向弛豫时间定量成像(T1 mapping)、横向弛豫时间定量成像(T2 mapping)技术的发展,CMR可更加客观、准确地评估AAR[29],其中T1 mapping具有更高的灵敏度,T2 mapping在降低伪影干扰上具有明显的优势,且能够直观地显示心肌水肿的变化,但结果受MR扫描仪场强、MR序列及心肌节段等因素的影响较大,其测量一致性仍需进一步提高,以上原因均导致目前其在临床中的实际应用受到限制[30]。此外,某些特殊人群,如幽闭恐惧症及体内有金属植入物无法行MRI的患者,行CMR存在困难;且并非所有医院都能实现这种理想的成像模式,加之CMR对操作者本身的要求较高等,均限制了其在临床中的普遍开展。

    • 研究结果显示,应用82Rb PET心肌灌注显像评估AMI患者行PCI后的MS是可行的,通过1次显像即可获得AAR、FIS、MS以及心功能等多项定量参数[31]。Ghotbi 等[32]82Rb PET显像与GSMPI、CMR测定的MS结果进行对比,结果显示PET获得的AAR、FIS均低于GSMPI及CMR,而3种方法获得的MSI的差异无统计学意义。

      但是,PET显像的成本较高,核素的获得相对较困难。研究结果表明,当PCI术后早期PET显像显示的灌注缺损与AAR的一致性不能确定时,需要进行第2次PET显像[24]。以上原因均限制了82Rb PET显像在MS测定中的临床应用。

    • 综上,无创性量化AMI患者的MS具有重要的临床价值,GSMPI是冠心病诊疗中的常用检查方法,其优势在于可通过简单的方法“一站式”获得血流灌注、心功能等多项信息,而GSMPI用于AMI患者MS及MSI的评估,能够为患者出院前的危险度分层提供补充信息,同时为后续个体化随访计划的制定及用药指导提供更多的参考依据。未来仍需更大样本量的研究以评价GSMPI在AMI患者疗效评估及预后判断中的临床价值。

      随着核医学显像设备的不断更新,碲锌镉心脏专用SPECT仪已投入临床使用,其能将图像的空间分辨率大大提高,同时降低显像剂的注射剂量,缩短采集时间,最终获得更加优质的图像[33]。因此,未来GSMPI在AMI的诊疗中将发挥更广泛的评估作用,其应用前景值得期待。

      利益冲突 所有作者声明无利益冲突

      作者贡献声明 李婷负责综述命题的提出、文献的收集、综述的撰写和最终版本的修订;黄遵花、苏学晓负责综述部分内容思路的提出、文献的收集

参考文献 (33)

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