常规的核素心脏检查可以提供两方面的主要信息，通过心肌灌注断层显像提供左室心肌的血流灌注情况，核素心室造影可以了解心脏的功能。这两方面信息对于患者的诊断、治疗方案和预后都具有重要的作用。为了减少采集时间，降低患者接受的辐射剂量，许多学者通过不同的方法，希望通过一次注射药物，甚至一次采集，来同时获得更多的关于心肌灌注和功能方面的参数。早在1990年Marcassa等就将门控技术应用于99mTc-MIBI平面心肌灌注显像，计算出的室壁增厚率具有很好的重复性，并且与超声心动图以及MRI的结果有很好的相关性[1]。Nicolai E等使用99mTc-MIBI门控平面心肌灌注显像与201Tl再注射显像相比较，发现99mTc-MIBI的收缩末期室壁增厚程度与201Tl的再注射摄取率有很大的关系，在由负荷引起的缺血区，即201Tl有再分布的区域，室壁增厚率仍然保持接近正常的水平，因此作者建议将室壁增厚率与心肌灌注和代谢一起作为冠心病患者的诊断指标[2]。由于平面显像的分辨率和诊断灵敏度的缺陷，断层显像替代了平面显像之后，门控与断层显像相结合的技术更加提高了断层显像的灵敏度。使用门控心肌断层显像不但减低了心脏搏动产生的图像边缘模糊，提高了对心肌缺血诊断的灵敏度和特异性，而且通过傅立叶变换和图像边缘识别技术等图像处理技术，可以在一次采集的信息基础上同时获得心脏的心肌血流灌注、心肌活力、室壁运动、射血功能和收缩协调性等参数，提高了核素心脏检查的价值，为临床准确判断患者的心脏状况，选择治疗方案和预后及疗效评价提供了更可靠的数据。

总结大量研究的结果，门控断层显像相比常规的断层显像优势主要体现在以下几个方面：

一．判断局部室壁运动

门控心肌断层显像（G-SPECT）通常按照一个心动周期8-16帧图像的方式采集，重建处理后获得心肌不同时相的断层图像，按照舒张末期至收缩末期的次序将8或16帧断层图像在计算机屏幕上进行电影显示，就能目测评价心肌各节段收缩和舒张的情况以及心腔随心脏搏动的形态变化。如果使用几何的方法测定心腔内的轴缩短率或是按照室壁平均放射性计数的变化计算室壁增厚率，还能定量分析室壁收缩运动功能。许多学者应用不同的方法与G-SPECT显像获得的局部室壁运动和增厚率进行平行比较，都获得了满意的相关性，见表1。

表1. 不同方法测定室壁运动或室壁增厚率与G-SPECT相关性

Cooke CD使用快速傅立叶转换分析的方法对左室壁运动进行定量分析，认为该定量方法即使使用8帧/心动周期的采集方式，仍然能准确地判断运动减弱的心肌[3]。 运动负荷后门控断层显像显示左室局部室壁运动的情况对于评价“顿抑”心肌，具有很好的灵敏度和特异性。部分缺血的心肌即使血流恢复，收缩运动仍然保持低下状态并持续30分钟至2小时，学者将这些心肌称为“顿抑”心肌。这种运动低下状态的机理至今尚未完全了解，一种假说认为，再灌注时自由基对心肌的损伤作用导致心肌细胞中肌丝对2+Ca的敏感度下降，而产生“顿抑”现象[4]。Johnson LL等使用二日法运动/静息99mTc-MIBI G-SPECT测量轴缩短率进行室壁运动分析，正常心肌部位运动后和静息轴缩短率分别为0.3±0.12和0.32±0.13差别为0.02±0.09，而缺血心肌运动和静息缩短率分别为0.25±0.14和0.39±0.14差别为0.14±0.15，说明运动负荷后的心肌“顿抑”现象明显降低室壁运动，并导致EF值降低[5]。而Jun H通过分时多次采集运动后的G-SPECT，认为常规的运动99mTc-MIBI G-SPECT在负荷后60分钟才采集，而此时往往会忽略了由于运动引起的左室运动功能降低，因此建议在评价“顿抑”心肌时，运动负荷99mTc-MIBI G-SPECT应该在药物注射后5分钟开始采集[6]。

二．获得整体功能参数

仅使用电影显示目测观察室壁运动已不能满足现代医疗和诊断水平的要求，随着计算机技术和医学图像处理的发展，应用图像边缘识别，图像反转及傅立叶变换等技术，勾画左室心腔轮廓，根据舒张末期和收缩末期心腔大小的区别计算左室整体功能参数，已经成为研究的主要热点。左室整体功能的参数主要有左室射血分数（LVEF）、左室收缩分数（LVCF）、舒张末期容积（EDV）和收缩末期容积（ESV）等。其中LVEF值是最常用于进行心功能评价、预后判断和随访的重要指标。门控心肌断层显像重建后的图像，利用计算机的自动勾边技术勾画左室的心腔轮廓。使用三维拟合或两维数学模型推导，先求出EDV和ESV，根据LVEF=（EDV-ESV）/EDV×100% 就能获得左室射血分数。目前研究所用的计算左室功能参数的算法有两类，一类是成套的软件包，如Cedars-Sinai Medical Center的 QGS软件包和Emory University 的Cardiac Toolbox软件包；另一类是用自行研制的算法开发的软件，相对兼容性较差而仪器的针对性强。他们之间主要的区别在于对左室心肌边界确定的方法不同，但是经过与其他方式，如核素首次通过法（FRNA），平衡法门控心血池（ERNA），超声心动图（US），MRI，左室造影（LVG）等获得的EF、EDV 和ESV值相比都获得了较准确结果，见表2、表3。

表2. 门控心肌断层显像测定EF值与其他方法的相关性^[7-19]

表3. 门控心肌断层显像测定EDV，ESV值与其他方法的相关性^[8-14]

G-SPECT 测定左室功能的平行相关性研究虽然很多，但是对其获得的LVEF和EDV、ESV缺乏正常界值也影响了其临床应用价值。Rozanski A等研究了214例正常人的99mTc-MIBI G-SPECT显像，分性别探讨了心功能参数的正常界值。研究认为正常人的LVEF男性应该≥41%，女性≥49%；EDV男性≤76ml/m2，女性≤57ml/m2；ESV男性≤38 ml/m2，女性≤26 ml/m2。女性的LVEF显著高于男性，而且LVEF与LVEDV 指数之间有显著相关性（r = －0.6,p＜0.0001）[20]。对于大面积心肌梗塞患者的G-SPECT图像，难以进行心肌边缘确定同样是限制G-SPECT进行心功能判断的因素。Nichols K等使用了轴向寻找图像最高计数，然后将相同轴向计数按照最高计数参考系数进行归一的方法增强影像，使大面积灌注缺损的G-SPECT图像较完整地显示心肌边缘，以便进行进一步的心功能参数处理。使用这种方法获得的EF值与FRNA获得的EF值的相关性（r = 0.94）较不进行影像增强的EF相关性（r = 0.85）有了显著的提高[21]。Sharir T等对1680例患者进行了跟踪随访研究，所有患者在运动负荷后行G-SPECT显像，结果发现尽管心肌灌注严重减低，只要EF≥45%，其一年死亡率＜1%，但即使是轻度或中度血流灌注减低，EF＜45%的患者中一年死亡率约为9.2%，重度血流减低患者的死亡率更高。同样方法测得的ESV和EDV的相对危险界值分别是＞70ml和＞120ml。使用这一方法对患者进行危险度分类，明显提高了G-SPECT的临床应用价值[22]。

三．判断心肌活力

以往的心肌活力评价多使用201Tl进行再分布或再注射显像，但使用18F-FDG进行心肌代谢显像与201Tl心肌灌注显像的结果相比，201Tl静息/再分布显像的结果仍然低估了部分心肌的活力。由于“顿抑”、“冬眠”心肌概念的提出，如何对心肌活力进行更有效而准确的判断也成为核心脏病学的新热点。虽然18F-FDG心肌代谢显像被认为是评价活性心肌的“金标准”，但设备要求和药物来源限制了其临床推广和应用。Yamashita等研究显示，99mTc-MIBI G-SPECT测得的室壁增厚率（STR）与心肌局部代谢状态呈良好的相关性[23]。G-SPECT在提供心肌灌注资料同时能增加室壁收缩功能信息，在心肌存活评价中有一定的价值，因此有了更广泛的用途。李亚明等对CAD患者血管重建术前后的G-SPECT研究发现，在108个有收缩功能的室壁节段，术后74个（68.5%）节段有放射性摄取率（RUR）改善，而152个无收缩功能的节段术后RUR仅15个（9.9%）有改善。血管再通术前后STR与LVEF变化间有良好的相关关系[24]。Narula J等使用次极量多巴酚丁胺负荷99mTc-MIBI G-SPECT显像，将54个患者1080个心肌节段中的584个功能严重降低的节段归类为“冬眠”心肌（140/584），“顿抑”心肌（136/584），重构心肌（177/584）和瘢痕组织（131/584）。结果低剂量多巴酚丁胺99mTc-MIBI G-SPECT显像中各类型相应心肌节段具有功能储备的，“顿抑”心肌中为83%，“冬眠”心肌中有59%，重构心肌中占35%的而瘢痕组织中仅有13%。即使同一个患者存在不同类型的缺血心肌，使用负荷G-SPECT也能较好地区分心肌的活性[25]。Levine MG使用99mTc-MIBI对15位患者在血管重建前后行G-SPECT显像。如果仅使用灌注显像预测105个接受血管重建的心肌区的活力，灵敏度、特异性和准确度分别为86%、55%和85%，而结合室壁运动一起判断心肌活力时，相应值达到了95%、55%和91%[26]，G-SPECT显像有效地提高了诊断灵敏度和准确性。然而G-SPECT由于空间分辨率的限制和人为误差的影响仍然无法代替心肌代谢显像。DePuey EG等通过99mTc-MIBI G-SPECT、201Tl再分布和18F-FDG三种方式评价心肌活力，认为18F-FDG在评价心肌活力上仍然优于前两者[27]。同样Kuwabara Y等也认为使用99mTc-Tetrofosmin G-SPECT显像通过灌注和收缩末期室壁增厚只是有助于判断活性心肌，需要更多的临床验证和技术改良来降低G-SPECT对心肌活力的过高评估[28]。

四．减低运动伪影和下壁衰减

组织衰减导致的左室下后壁放射性分布稀疏或缺损一直是影响心肌灌注断层显像诊断冠心病准确性的因素之一。不少学者曾使用右侧卧位或俯卧位采集的方法以减少膈肌的衰减[29]，但由于患者体位不适，又容易引发移动伪影。目前认为较好的解决方法是使用非均匀透视式衰减校正，但是需要特殊的装置和软件，不便推广使用。使用G-SPECT采集方法，由于减少了心脏的节律运动伪影，采集的数据信息量大，在一定程度上能够弥补下壁的衰减，而且可以根据是否有运动，排除肝脏左叶对心肌图像的干扰。Dogruca Z 等使用G-SPECT对201Tl和99mTc-MIBI进行采集，使两种核素对下壁缺血诊断的特异性分别从54%和46%提高到85%和82%，G-SPECT和俯卧位采集方法对下壁衰减校正的效果没有明显区别[30]。G-SPECT采集在仅使用一次采集的方式，不但获得了功能参数，而且校正了部分由于衰减引起的下壁稀疏，提高了图像质量。DePuey EG等使用G-SPECT对女性左室前壁，男性左室下壁的放射性固定性缺损进行功能评价，排除功能正常节段心肌缺血的可能性后，非缺血性放射性稀疏引起误诊的机会由14%降低到了3%[31]。LBBB患者由于室间隔在收缩末期增厚程度降低，常引起断层图像间隔部位稀疏，而在G-SPECT舒张末期的图像，室间隔与其它室壁的放射性接近，因而可以通过这样的方法确定LBBB患者是否合并有间隔缺血[32]。门控心肌断层显像具有多时相分析心肌血流灌注和功能的优势，并且不需要其它的辅助手段和设施，所以在心肌断层显像的多种伪影的辨析和校正中具有显著的临床应用价值。

门控心肌灌注显像作为核医学的新技术，充分体现了核医学功能显像和结构显像特点。在其采集和处理中仍需解决和完善的问题是要提高采集灵敏度，使用更新的图像处理方法，降低定量计算中的人为因素和随机因素的误差，其应用价值将有待进一步扩展。

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