2. 复旦大学核医学研究所,上海 200032;
3. 上海市影像医学研究所,上海 200032;
4. 中国医学科学院阜外医院核医学科,北京 100037;
5. 首都医科大学附属安贞医院核医学科,北京 100029;
6. 兰州大学第一医院核医学科,兰州 730000;
7. 上海市徐汇区中心医院核医学科,上海 200031;
8. 同济大学附属第十人民医院核医学科,上海 200072;
9. 南京医科大学第一附属医院(江苏省人民医院)心血管内科,南京 210009;
10. 厦门大学附属心血管病医院核医学科,厦门 361000;
11. 复旦大学附属华东医院核医学科,上海 200040;
12. 河北医科大学第二医院核医学科,石家庄 050000;
13. 山西医科大学第一医院核医学科,太原 030001
2. Nuclear Medicine Institute of Fudan University, Shanghai 200032, China;
3. Shanghai Institute of Medical Imaging, Shanghai 200032, China;
4. Department of Nuclear Medicine, Fuwai Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing 100037, China;
5. Department of Nuclear Medicine, Anzhen Hospital, Capital Medical University, Beijing 100029, China;
6. Department of Nuclear Medicine, the First Hospital of Lanzhou University, Lanzhou 730000, Gansu, China;
7. Department of Nuclear Medicine, Shanghai Xuhui Central Hospital, Fudan University, Shanghai 200031, China;
8. Department of Nuclear Medicine, Shanghai Tenth People's Hospital, Tongji University, Shanghai 200072, China;
9. Division of Nuclear Medicine, Department of Cardiology, the First Affiliate Hospital of Nanjing Medical University, Nanjing 210009, Jiangsu, China;
10. Department of Nuclear Medicine, Xiamen Cardiovascular Hospital of Xiamen University, Xiamen 361000, Fujian, China;
11. Department of Nuclear Medicine, Huadong Hospital Affiliated to Fudan University, Shanghai 200040, China;
12. Department of Nuclear Medicine, the Second Hospital of Hebei Medical University, Shijiazhuang 050000, Hebei, China;
13. Department of Nuclear Medicine, First Hospital of Shanxi Medical University, Taiyuan 030001, Shanxi, China
20世纪70年代,无创性的核素心肌灌注显像(myocardial perfusion imaging, MPI)应用于临床后,在冠心病诊断、危险度分层和疗效评价等方面发挥了重要作用。但是,冠状动脉多支病变患者因“均衡性”心肌缺血,应用该方法时常导致心肌缺血程度和范围被低估[1-5]。PET心肌灌注显像是目前临床无创测定心肌血流量(myocardial blood flow, MBF)的“金标准”[6-7],与MPI结合可有效提高其对心肌缺血的诊断准确性。但是PET的普及率不高,同时需要加速器现场生产放射性核素,且价格昂贵,导致其推广和应用受到制约。
D-SPECT(以色列Spectrum Dynamics公司)较传统SPECT具有更高的灵敏度和分辨率。其采用动态采集技术,经图像重建,基于适当的显像药物动力学模型,使用心肌血流定量分析软件处理后,可获得MBF及冠状动脉血流储备(coronary flow reserve, CFR)等定量参数,其中CFR也被称为心肌血流储备(myocardial flow reserve,MFR)[8-10]。D-SPECT与PET测定的MBF与CFR具有较好的一致性[7, 11]。MBF和CFR是在传统MPI的基础上,基于动态采集所获得的定量血流指标,不仅能与MPI的诊断信息相互佐证、互为补充,进一步提升MPI诊断冠心病心肌缺血的准确性,而且对诊断微血管心绞痛以及缺血指导下的介入治疗具有重要临床价值。
D-SPECT操作简便,性能显著优于传统的碘化钠晶体SPECT,且成本较低,易于推广。鉴于此,本中心联合国内多家应用D-SPECT开展心肌血流定量测定的医学中心,共同制定关于D-SPECT心肌血流定量操作规范并形成共识,旨在促进该项技术的规范化应用,并为其推广和普及提供可资借鉴的理论依据。
1 图像采集方案与静息/负荷MPI一样,D-SPECT静息/负荷动态图像采集也分一日法和二日法(图 1、图 2)。负荷后动态采集起始时间根据所使用负荷药物的特点而定。
2 检查前准备(1)患者准备同MPI,负荷试验前至少禁食3 h,至少12 h内禁食含有咖啡因的饮料、茶、食物及药物[12]。(2)确认急救的设备和药物齐全,且满足使用需求。(3)告知患者检查流程,进行呼吸训练,嘱患者在图像采集过程中保持平稳呼吸和体位不变。
3 检查体位推荐采用卧位(Supine位),将扫描椅角度调整为10°~20°,无法平卧者可调整扫描椅角度(≤90°)至患者感觉舒适。静息和负荷动态采集时,扫描椅的角度和患者体位保持不变。探头与患者胸壁间距以约2 cm为宜。
4 注射通道与注射流程推荐经右肘正中静脉等较粗大的静脉建立通道,可埋置留置针(22G或24G),或使用外径为0.7~0.9 mm的静脉输液针。对于静脉条件较差者,可选择手背静脉注射。
注射流程:将装有0.9%氯化钠液的高压注射器(或35 mL以上容量的注射器),通过三通旋塞连接注射显像剂的注射器和临时储存显像剂的延长管(图 3)。经三通旋塞将显像剂注入铅屏蔽盒的延长管内暂存,改变三通旋塞的开关方向,连通高压注射器(或35 mL以上容量的注射器)与延长管,通过快速推注0.9%氯化钠液,将显像剂以“弹丸”形式注入静脉。
5 预定位成像预定位的目的是在动态采集之前,将心脏置于探头的中心视野。静脉注射99mTc-MIBI 18.5 MBq(0.5 mCi;BMI≥28 kg/m2者可增至1 mCi)后,即刻采用“Slow”模式采集图像。预定位结果要求:在前视图和侧视图上,心脏完全位于扫描视野中心;俯视图上,红色感兴趣区(region of interest,ROI)与灰色虚线ROI(系统推荐扫描视野)高度重合(图 4)。如果患者心脏定位欠理想,可调整探头位置,再次采集预定位图像。行“一日法”者,仅需在静息动态采集前注射预定位显像剂,负荷动态采集时可借助静息态时心脏内残留的显像剂完成预定位;行“二日法”者,静息及负荷动态预定位成像前均需注射显像剂。
6 显像剂“弹丸”注射及动态采集推荐采用高压注射器注射显像剂。参数:注射速率1~2 mL/s,0.9%氯化钠液总量为35 mL,延时设置为15~20 s。也可手动注射,在确认注射管路通畅的前提下,注射速度宜快、操作有序。
静息动态注射:预定位成像确认心脏位置满意后,将显像剂(3.7 MBq/kg±10%,体积≤2 mL)经三通旋塞注入铅屏蔽盒内的延长管,之后旋转三通旋塞的开关方向,连通高压注射器与延长管;再次确认注射管路通畅、采集程序和高压注射器注射程序均准备就序,开启高压注射器注射程序和动态采集程序。动态注射过程中应密切关注高压注射器控制台所示的压力曲线,压力峰值一般应小于50 psi。采集过程中注意观察患者反应。
负荷动态注射:根据所使用的负荷药物,选择适宜的注射方案和负荷药物注射通道。如选择瑞加诺生,推荐在静脉通道与延长管的连接处使用三通旋塞,便于负荷药物注射(图 3)。在负荷药物快速注射结束后,即刻启动高压注射器注射显像剂程序:一日法注射3×3.7 MBq/kg±10%,体积≤2 mL;二日法注射3.7 MBq/kg±10%,体积≤2 mL。
动态采集参数:均以list mode采集,以3 s/帧的速率连续扫描,总扫描时间6 min 35 s。
7 动态图像质量评价查看原始质控图,对心脏定位、视野(field of view, FOV)设定、注射质量和检查过程中患者体位状态进行回顾性分析与评价(图 5、表 1)。
项目 | 对应的质控图 | 分析内容 | 质控良好标准 |
心脏定位 | 心脏定位图 | 探头与心脏的距离 | 左心室轮廓在虚线框内 |
心脏定位图 | 2次检查的对位 | 静息与负荷图像心脏位置保持一致 | |
ROI设定 | 心脏定位图 | ROI定位 | ROI的中心点位于心脏中心 |
心脏定位图 | ROI大小 | ROI覆盖全左心室且稍留空间 | |
“弹丸”质量评价 | 时间活度曲线 | 曲线起始点 | 曲线起始位置在0 s之后,20 s内 |
时间活度曲线 | 高峰值位置 | 高峰值在60 s内 | |
时间活度曲线 | 曲线形态 | 高峰曲线细而窄,基本对称,无明显双峰 | |
原始质控图 | 左、右室“弹丸”峰 | 左、右室“弹丸”峰均显示,可区分 | |
运动伪影 | 原始质控图 | 呼吸运动 | 无大幅的呼吸运动伪影 |
原始质控图 | 心脏移动 | 无明显的体位变化 |
心脏定位图(图 5A):观察心脏定位是否良好,左心室轮廓应基本在灰色虚线ROI内,静息与负荷扫描时心脏位置基本一致。FOV的中心点应位于心脏中心,应覆盖全左心室且稍留空间。心脏信息不完整而影响CFR准确测定时,建议择日重新采集动态图像。
时间活度曲线(图 5B):其起始位置应在0 s之后、20 s内,60 s内曲线到达高峰。高峰曲线细而窄,两边基本对称,无明显双峰。若起始位置不在0 s之后、20 s内或曲线在60 s内未达高峰,则视图像质量不合格,需要择日重新采集动态图像。
原始质控图(图 5C):应无明显心脏移动和大幅度呼吸伪影。有明显心脏移动或呼吸伪影而影响CFR准确测定时,需要择日重新采集动态图像。
8 动态图像重建确定ROI范围及左心室长轴:ROI包含左心室和左心房,尽可能避开心脏周围脏器放射性活性的影响;左心室长轴线位于心脏图像正中,垂直穿过心尖和心底平面(图 6),静息和负荷图像长轴线位置保持一致[13]。
重建参数:使用厂家推荐的有序子集最大期望值法(OSEM)重建,4次迭代,32个子集。动态数据被重建成32帧图像,包括21帧×3 s/帧、1帧×9 s/帧、1帧×15 s/帧、1帧×21 s/帧、1帧×27 s/帧和7帧×30 s/帧。
9 动态图像后处理推荐使用Corridor 4DM、Cedars等软件进行后处理,以下以Corridor 4DM操作界面介绍。
9.1 左心室定位在短轴上调整定位十字线的位置至左心室腔中心,在水平长轴上调整阈值线至室间隔膜部(二尖瓣平面),在垂直长轴上确定心尖位置(心尖部的中心),将非心脏的放射性活性部位置于ROI之外(图 7)。静息和负荷数据集依次进行调整,并确认左心室在两组数据集上均能准确定位且定位结果一致。
9.2 运动校正D-SPECT动态图像受呼吸、心脏搏动等因素影响可产生运动伪影,导致心肌轮廓和(或)“弹丸”轮廓识别误差,影响定量分析结果。为减少误差,推荐逐帧校正动态图像(图 8)。
9.3 “弹丸”识别与位置确认选择初始阶段动态图像,在垂直长轴和水平长轴切面的基底部、左心房与心室交界处,识别“弹丸”并确认其位置,调整ROI使其与室壁无重叠。
手动调整图像色阶的显示范围,使“弹丸”显示清晰,确认ROI能够正确追踪到“弹丸”。推荐使用默认大小的ROI,如需调整ROI位置,则应以保证能在相对均匀的“弹丸”区进行取样为原则。“弹丸”ROI在静息与负荷图像上的位置和大小保持一致(图 9),分别至少在连续的2~3帧典型图像上进行确认,其中第1帧位于左心室入口附近、第2帧在进入左心室腔处、第3帧在完全进入左心室腔后,由此获得准确的时间活度曲线(图 10)。
9.4 MBF和CFR的确认与验证静息MBF参考范围为0.5~2.0 mL·min-1·g-1,一般约为1 mL·min-1·g-1。常见影响因素:静息MBF过高可能由ROI位置不当,导致采集到的“弹丸”放射性计数不足所致;静息MBF过低则多由心脏外放射性活性部位干扰所致。若静息MBF不在参考范围内,依次重新确认运动校正、“弹丸”ROI位置并调整:若数值<0.5,建议将ROI从左心房瓣膜平面向左心房略移动;若数值>2.0,则将ROI从左心房瓣膜平面稍向左心室腔部位移动。如果调整效果欠佳,建议将ROI移入左心室腔内,并尝试将ROI形态进行缩窄并拉长。进行上述操作时,需确保左心室容积大于40 mL(容积过小会造成较大干扰和误差),且左心室腔内的放射性活性部位应有良好的对比度。
负荷MBF参考范围为1.5~5.0 mL·min-1·g-1。若MBF不在此范围,应重新检查“弹丸”ROI的位置和大小是否与静息图像一致;若调整ROI后,MBF仍不在此参考范围内,则可能是由疾病所致的,需结合患者的临床情况综合考虑。文献报道的负荷MBF临界值有1.22 mL·min-1·g-1[14]、2.5 mL·min-1·g-1[7]、3.5 mL·min-1·g-1[15]。
关于CFR的临界值,目前国内外尚无统一标准,文献[7, 11]及各中心临床实践中常采用2.1,另有文献[14, 16-17]采用1.6~2.5。CFR临界值因显像剂、显像方案和研究对象等不同而有差异,建议不同实验室根据健康志愿者检测结果建立自己的标准。
利益冲突:所有作者声明不存在利益冲突。
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