同济医科大学附属协和医院核医学科 张永学

存活心肌或心肌活性这一概念在进入20世纪90年代后才逐步引起重视。随着冠状动脉再通治疗技术的广泛应用，存活心肌的检测( detection of myocardial viability )也成为近年来冠心病研究的重要课题之一，其中核素心肌显像对存 活心肌的检测取得了重要进展。

一、存活心肌的认识

过去认为，心肌梗塞后心电图出现病理性Q波，表明心肌细胞为不可逆性坏死，但随着冠状动脉搭桥术或冠状动脉成形术在冠心病治疗中的广泛应用，人们发现这些方法可以改善心肌梗塞区局部室壁的收缩功能，缓解冠心病的症状和提高病人的生存率，这些情况表明，心肌梗塞患者，尽管常规心电图和心肌灌注显像示不可逆性缺血改变，也不一定就是心肌细胞坏死和瘢痕组织形成，相当一部分病例，左心室功能降低是由于可逆性的心肌缺血所致。心肌梗塞或严重缺血后，随着缺血发生的速度、范围、程度及其侧支循环建立的不同，其心肌细胞的损害可能出现三种不同的结局：一是坏死心肌，即真正不可逆的心肌损害，即使冠脉血流得到恢复，心脏功能也不会得到改善；二是冬眠心肌(hibernating myocardium) ，在长期 的低血流灌注状态下，心肌通过自身的调节反应减低收缩功能，减少能量消耗，以保持心肌细胞的存活，当冠脉血流恢复正常后，心脏功能可以完全或部分恢复正常；三是顿抑心肌(stunning myocardium)，是指心肌在短暂的急性缺血后,心肌细胞虽未发生坏死,但已发生了结构、功能及代谢的变化，处于"晕厥"状态，但仍存活，当心肌得到有效的血流灌注后，心功能的恢复需要较长时间。对于再发性心绞痛、心肌梗塞和左心室功能障碍的患者，区别三种情况，直接关系到血管再通或再灌注后心室功能障碍能否改善及其治疗方法的有效性，因此对于制定治疗决策、评价疗效和预后均有重要的临床价值。

冠状动脉造影是诊断血管狭窄的可靠方法，但对于心肌细胞存活的判断则无能为力。而心肌灌注显像对心肌缺血的诊断具有较高的准确性，但常规的运动/静息(或再分布)心肌灌注显像明显低估了心肌细胞的活性，一些仍然存活的心肌，常规心肌灌注显像也会表现为固定的缺损，其中许多通过冠状动脉搭桥术或冠状血管成形术后，其缺损区和心室功能障碍亦有明显改善，表明心肌细胞仍然存活。用于检测心肌细胞活性的方法较多，主要有心肌葡萄糖代谢和心肌灌注显像法、介入超声显像和磁共振显像法。但普遍认为，正电子发射断层（PET）心肌葡萄糖代谢显像是目前最准确的方法，称为“金标准”或判断心肌存活的裁判。但由于设备及检查费用昂贵，难以广泛使用。而应用常规的单光子发射计算机断层(SPECT)心肌血流灌注显像结合介入试验或改良法判断心肌细胞活性，其准确性仅次于代谢显像，且方法相对简便，易于推广。

二、存活心肌的检测方法

（一）心肌灌注显像法

心肌灌注显像已广泛用于冠心病心肌缺血的早期诊断。虽然代谢活动是反映心肌细胞存活最可靠的标志，而一定量的血流则是保证代谢活动的基础，由于存活的细胞有赖于细胞膜的完整性，只有保留完整膜的存活细胞才能蓄积和保留^99mTc-MIBI、²⁰¹Tl等心肌灌注显象剂。因此，心肌对某些血流显像剂的摄取也间接反映了心肌存活的信息。然而，常规的方法(如^99mTc-MIBI运动/静息显像或²⁰¹Tl运动/再分布显像)明显低估了其心肌细胞活性。在^99mTc-MIBI静息心肌显像表现为缺损的心肌中，仍约有23%的心肌在代谢显像有¹⁸F-FDG(¹⁸氟-脱氧葡萄糖)摄取，提示心肌存活。有人比较FDG代谢与^99mTc-MIBI 心肌灌注显像判断心肌活性的结果，发现心肌^99mTc-MIBI活性低于40％的重度减低节段，仍有50％的节段有FDG摄取的证据，而中度缺损(最大活性的50～59％)时，通过FDG估计均为存活心肌，这种不一致的情况尤其见于下壁心肌节段，可能为^99mTc-MIBI心肌显像下壁的组织衰减伪影所致。故目前相继建立了许多改进后的心肌灌注显像法估计心肌活性，尽管这些方法的准确性不如PET显像，但较常规法有明显提高。

1．硝酸甘油介入^99mTc-MIBI心肌灌注显像

应用硝酸甘油介入^99mTcMIBI心肌显像法可以有效估计心肌细胞的存活，如介入后显像，原缺损区有放射性充填，则表明细胞存活。最简便的方法是先行常规^99mTc-MIBI心肌静息显像，隔日后行介入显像，给患者舌下含服硝酸甘油片0.5～1.0mg，监测血压、心率和心电图变化，5min后静脉注射^99mTc-MIBI740MBq ，1h后行心肌断层显像。

2．²⁰¹Tl再分布/延迟显像

在运动显像和3～4h的再分布显像后，再行18～24h的延迟显像，如延迟像原缺损区有放射性充填,提示心肌存活。

3．²⁰¹Tl再次注射法

在负荷后显像和2～4h的延迟显像后，再次立即静脉注射²⁰¹Tl37MBq，15min后作静息心肌显像。也可于不同日在静息状态再次注射²⁰¹Tl 74MBq，15min后进行显像，观察有否充填，也是判断心肌存活有效的方 法。也可在负荷显像完成后不久，就 给病人再次注射37MBq²⁰¹Tl，3h进行静息心肌显像。

4．^99mTc-MIBI心肌显像摄取比值测定

应用ROI计算梗死周边带与非梗死区放射性摄取的比值，也可以反映心肌细胞的活力，当比值<30%时，心肌细胞存活的可能性较小，30~70%时为存活的缺血心肌，>70%为正常。

根据选择的病例不同，其存活心肌的检出率亦有较大差异，一般心肌活性检测率最高的时间是3～4h的静息延迟显像。但在2～4h的²⁰¹Tl延迟显像有固定缺损的病例中，大约有30～50％的患者24h再分布显像或静息状态再次注射²⁰¹Tl后可以出现“晚期充填”或“静息充填”，提示心肌仍然存活。但因24h再分布显像的图像质量欠佳，故静息时再次注射²⁰¹Tl法较为理想。而这种²⁰¹Tl“静息充填”现象是不能通过是否有过心肌梗死、有否心绞痛或心电图缺血信号等临床参数所能预测到的。有报道，²⁰¹Tl再次注射法出现的“静息充填”显示与¹⁸F-FDG代谢显像确定的心肌活性有很好的一致性，根据²⁰¹Tl缺损的程度能大致预测存活心肌的存在，通常²⁰¹Tl摄取大于正常心肌50％的轻到中度固定缺损(2～4h的延迟显像)时，95％的患者显示心肌仍存活，当低于正常摄取的50％时，仅有一半的缺损为存活心肌。但是，在低于正常摄取50％的固定缺损患者，静息时²⁰¹Tl再次注射后出现“充填”和“不充填”与代谢显像存活证据的符合率为88％。而且在再注射后缺损区残留²⁰¹Tl活性水平与心肌活检测定的存活心肌细胞数量之间有明显相关。在检测心肌存活方面，^99mTc标记药物结合硝酸甘油等介入试验显像与²⁰¹Tl具有同等价值。

葡萄糖和脂肪酸是心肌细胞代谢的重要能量底物。将这些底物应用发射正电子的放射性核素进行标记，给病人静脉注射后将被心肌细胞迅速摄取，应用正电子发射式断层显像或具有符合线路的双探头SPECT即可行心肌代谢断层显像。心 肌葡萄糖代谢显像的独特之处在于能显像和定量代谢过程，¹⁸F标记的脱氧葡萄糖(¹⁸F-FDG)是当前最常用和最重要的葡萄糖代谢显像剂，由于其重要性和应用前景，故将¹⁸F-FDG称之为“世纪分子”。注射显象剂前禁食至少12h，测定空腹血葡萄糖水平，若<150mg/dl，病人口服葡萄 糖50g；若≥150mg/dl，则不需口服葡萄糖负荷。

在正常情况下，心脏的主要能量代谢底物为脂肪酸，但当各种原因引起血浆脂肪酸浓度降低时，葡萄糖的氧化利用则成为心脏的主要能量来源。正常人禁食状态下，由于血浆葡萄糖水平下降，正常心肌能够减少利用甚至停用葡萄糖，转而增加利用游离脂肪酸进行氧化以维持能量的需要，因此，心肌摄取¹⁸F-FDG减少，显影不清，而脂肪酸代谢显像则清晰；在葡萄糖负荷下（进餐后），血浆葡萄糖和胰岛素水平上升，血浆脂肪酸水平降低，则心脏主要利用葡萄糖作为能源物质，因此，心肌葡萄糖代谢显像清晰。

在心肌缺血患者，禁食和运动状态下，由于缺血心肌的氧供应随血流减少而减少，耗氧量较大的游离脂肪酸β氧化受到限制，需氧较低的葡萄糖氧化和甚至不需氧也能进行的糖原酵解仍可进行，葡萄糖成为缺血心肌的唯一能量来源。禁食状态或葡萄糖负荷后坏死心肌均不摄取FDG。葡萄糖负荷后，缺血但仍存活的心肌以及正常的心肌可摄取FDG。在心肌灌注减低节段，葡萄糖负荷后FDG显像显示相应节段FDG摄取正常或相对增加(灌注-代谢不匹配)，标志着心肌细胞缺血但仍然存活，反之，在不可逆性损伤的心肌节 段，组织中葡萄糖的利用与血流量呈平行性降低，相应节段FDG摄取减低(灌注-代谢匹配)标志着心肌细胞不再存活。在两种显像方法中，其基本的血流-代谢显像模型有三种：一是血流与代谢显像的放射性分布都是均匀的，提示为正常；二是心肌灌注显像与¹⁸F-FDG分布均为缺损，呈血流-代谢匹配影像，为心肌疤痕和不可逆损伤的标志；三是血流灌注减低，而¹⁸F-FDG为正常分布或相对增加，这种血流-代谢不匹配模型，提示心肌存活(见表1)。

三、存活心肌的检测与治疗决策和预后

随着冠状动脉搭桥术或冠状动脉成形术在冠心病治疗中的应用越来越广泛，心肌细胞存活的研究显得更为重要。在心肌梗塞患者，术前准确预测心肌血流灌注减低区及室壁活动消失区心肌细胞是否存活，是关系到再通术后局部心室功能能否恢复的重要依据，因此，心肌代谢显像也成为选择冠状动脉搭桥手术和冠状动脉成形手术适应证及其疗效和预后估计的重要手段。应用心肌灌注-代谢显像“血流－代谢不匹配”的证据，预测血管重建后左室功能的改善平均阳性、阴性预测值分别可达83%和84%。

已有资料表明，葡萄糖代谢显像对于术前预测成功地血管再通术后室壁运动异常的改善情况是有用的（表1）。在有局部室壁运动异常的缺血性心脏病患者，运动异常的心肌节段有葡萄糖摄取者，冠脉搭桥术后室壁运动可得到恢复，左心室射血分数明显增加；而葡萄糖摄取减低的心肌节段，再通术后心室功能则没有改善。当然，在有广泛性灌注和代谢异常的心肌节段，尽管血管再通术后心室功能有改善，但心肌代谢仍然是异常的。在心肌梗塞的患者，运动负荷后心肌FDG的摄取还能预测血管再通后局部收缩功能以及运动耐受量的改善。有人比较了FDG代谢显像判断的有活性与无活性心肌的患者，采用药物和手术治疗后随访中的死亡率差别，发现血流与PET代谢显像呈不匹配的患者，血管再通治疗组随访中死亡率明显低于药物治疗组(8%比41%)，提示心肌存活者血管再通治疗仍是有效的治疗手段；而缺血区心肌无活性的患者，采用两种方法治疗的死亡率没有差别(见表2) 。