肥厚型心肌病患者18F-FDG PET心肌代謝顯像與心臟MRI

， ，，，*

(1.中日友好醫院放射診斷科，北京 100029；2.國家心血管病中心 中國醫學科學院 北京協和醫學院 阜外醫院心內科，3.核醫學科，北京 100037)

肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy, HCM)是一種復雜心肌疾病，可能與遺傳等因素有關，發病原因尚不明確，在人群中的患病率約為1/500。近年來，心肌缺血被認為是HCM患者發生嚴重心力衰竭或心源性猝死的新的危險因素，導致微循環功能紊亂、心肌細胞水腫，最后導致患者心肌纖維化[1]甚至死亡。心臟MRI(cardiac MRI， CMRI)可清晰顯示心肌結構，應用對比劑Gd-DTPA進一步提高了CMRI診斷HCM的價值[2]。有學者[3]認為受累心肌延遲強化反映微血管病變、心肌退行性病變以及壞死等造成的心肌缺血和纖維化。心臟能夠利用多種底物來合成三磷酸腺苷，游離脂肪酸和葡萄糖是生產能量的主要原料。空腹狀態下，游離脂肪酸是主要供能底物，進餐后，葡萄糖成為心肌的主要供能底物；而對于缺血心肌，供能底物主要是葡萄糖。本研究采用18F-FDG PET評價HCM患者空腹及糖負荷狀態下心肌葡萄糖代謝的變化，并與CMRI延遲強化結果結合，旨在為評估患者預后提供幫助。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2017年1—10月于阜外醫院就診的36例HCM患者，男28例，女8例，年齡22～67歲，平均(46.1±11.9)歲。納入標準：①符合HCM診斷標準[4]，存在明確左心室壁肥厚而無心腔擴大，舒張末期最大室壁厚度≥15 mm(有明確家族史者室壁厚度≥13 mm)；②接受CMRI和空腹+糖負荷狀態PET心肌葡萄糖代謝顯像，且2項檢查時間間隔不超過7天。排除標準：①心律失常；②合并瓣膜病；③MR檢查禁忌證；④糖尿病；⑤冠心病病史；⑥曾接受經皮室間隔化學消融術治療[5]；⑦引起室壁肥厚的其他心血管疾病或全身疾病。36例中，12例存在HCM家族史，12例合并高血壓，10例合并高脂血癥，空腹血糖水平(5.80±0.34)mmol/L。

1.2 儀器與方法

1.2.1 心肌葡萄糖代謝顯像 采用Siemens Biography 6 PET/CT掃描儀。第1日在空腹(空腹12 h以上)靜息狀態下靜脈注射4～6 mCi18F-FDG(北京原子高科股份有限公司)，休息90 min后行PET/CT心肌代謝顯像。次日于空腹(空腹12 h以上)靜息狀態下測定空腹血糖，以口服葡萄糖和皮下注射胰島素方法調節血糖濃度至7.77～8.88 mmol/L，靜脈注射18F-FDG 8～10 mCi，休息90 min后行PET/CT心肌代謝顯像。PET采集時間為10 min,，CT采集參數為管電壓120 kV，管電流11 mAs，層厚3 mm。

由2名有5年及以上工作經驗的核醫學科醫師共同閱片，意見不一致時由第3名核醫學醫師(10年以上工作經驗)進行判斷。將左心室心肌分為17個節段，采用半定量5分法對心肌代謝圖像進行評分：-1分代表放射性濃聚，0分代表放射性分布正常，1分代表放射性輕度減低，2分代表放射性明顯減低，3分代表放射性缺損；將17節段評分相加得到代謝總評分。

1.2.2 CMRI 采用Siemens Avanto 3.0T超導MR成像儀，8通道心臟線圈。對比劑采用Gd-DTPA，增強心肌首過灌注劑量為0.1 mmol/kg體質量，流率4～5 ml/s，隨后追加注射20 ml生理鹽水。采用前瞻性時間調整敏感度編碼梯度回波序列，于注射對比劑的同時開始掃描；心肌灌注完成后立即以2 ml/s流率追加注射對比劑0.10～0.15 mmol/kg體質量，同時追加20 ml/s生理鹽水，5 min后采集相位敏感反轉恢復T1WI。計算左心室射血分數(left ventricular ejection fraction， LVEF)、左心室舒張末期容積(left ventricular end-diastolic volume， LVEDV)，測量室間隔和左心室后壁厚度，并分析延遲強化的心肌節段。

1.3 統計學分析 采用SPSS 13.0統計分析軟件。計量資料以±s表示。2組間比較采用兩獨立樣本t檢驗；計數資料以頻數或百分比表示，2組間比較采用χ2檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

36例HCM全部累及室間隔，其中室間隔合并前壁肥厚22例，室間隔合并下壁肥厚10例，室間隔合并心尖肥厚4例；室間隔厚度為16～33 mm，平均(23.73±5.29)mm；LVEF為(71.34±9.87)%，LVEDV為(97.06±25.73)ml。24例可見延遲強化(延遲強化組)，共累及135個左心室心肌節段；12例無延遲強化(無延遲強化組)。

2.1 空腹PET顯像 36例中，5例(5/36，13.89%)左心室心肌未見放射性攝取(圖1)；3例(3/36，8.33%)左心室顯像清晰，各心肌節段均可見放射性攝取(圖2)；28例(28/36，77.78%)左心室部分心肌節段可見放射性攝取(圖3)。共評價612個左心室心肌節段，其中2個(2/612，0.33%)節段評分為-1分，132個(132/612，21.57%)節段為0分，77個(77/612，12.58%)節段為1分，111個(111/612，18.14%)節段為2分，290個(290/612，47.39%)節段為3分。延遲強化組代謝總評分為(23.73±7.02)分，低于無延遲強化組[(36.24±14.18)分；t=-2.765，P=0.015)]。

2.2 葡萄糖負荷顯像 36例左心室心肌均可見放射性攝取，其中30例(30/36，83.33%)左心室顯像清晰，各心肌節段均可見放射性攝取；6例(6/36，16.67%)左心室部分心肌節段有放射性攝取。612個心肌節段中，31個(31/612，5.07%)節段評分為-1分，438個(438/612，71.57%)節段0分，90個(90/612，14.71%)節段1分，38個(38/612，6.21%)節段2分，15個(15/612，2.45%)節段3分。延遲強化組代謝總評分為(6.25±10.63)分，無延遲強化組為(4.38±7.41)分(t=0.618，P=0.099)。

2.3 空腹與糖負荷狀態下心肌葡萄糖代謝顯像的比較 空腹狀態下36例患者左心室各節段代謝總評分為(32.42±13.64)分，高于糖負荷狀態下總評分[(5.00±8.51)分;t=10.231，P=0.001]。

本組11例患者42個心肌節段在空腹狀態下放射性攝取正常或增高(評分為0或-1)，而糖負荷狀態下其放射性攝取稀疏或缺損(評分>0，圖4)，將此11例歸為1組，其余25例為2組。1組與2組間年齡、性別、左心室室間隔/后壁厚度比值差異均無統計學意義(P均>0.05)。與2組患者比較，1組患者室間隔厚度、左心室后壁厚度明顯增加(P均<0.05)，LVEF明顯減低(P=0.003)，CMRI延遲強化心肌節段增多(P<0.001)，見表1。

3 討論

既往尸體解剖報告[6]顯示HCM患者多存在心肌缺血甚至大面積心肌梗死，而冠狀動脈無明顯狹窄。有學者[7-8]認為HCM患者心肌纖維化可能是心肌微循環障礙導致反復發生心肌缺血所致。缺血時心肌細胞和心臟功能發生一系列變化，心肌缺血-再灌注后，心肌血流可在短時間內恢復正常，而代謝異常則可持續較長時間，稱之為心肌的“缺血記憶”[9-11]。本研究采用空腹+葡萄糖負荷狀態18F-FDG PET心肌葡萄糖代謝顯像，觀察HCM患者在不同狀態下葡萄糖代謝的變化，試圖發現心肌缺血與這些變化的關系。

圖1 HCM患者女，65歲，空腹PET顯像示左心室心肌未見明顯放射性攝取 圖2 HCM患者女，22歲，空腹PET顯像示左心室各心肌節段均可見放射性攝取 圖3 HCM患者男，61歲，空腹PET顯像示左心室部分心肌節段有放射性攝取

圖4 HCM患者女，50歲，1組，心肌葡萄糖代謝圖像 A.空腹狀態下，心尖段外側壁放射性分布正常； B.糖負荷狀態下，心尖段外側壁放射性分布稀疏至缺損

3.1 空腹狀態HCM心肌葡萄糖代謝 本研究結果顯示，空腹狀態下HCM患者心肌PET顯像表現存在明顯不均一性，且延遲強化組左心室心肌放射性攝取較無延遲強化組明顯增高。Uehara等[12]的研究顯示空腹狀態下HCM患者左心室平均18F-FDG攝取率明顯高于高血壓心臟病患者，提示前者空腹狀態下攝取18F-FDG的心肌節段存在心肌缺血或曾經發生心肌缺血。正常人在空腹狀態下體內胰島素濃度降低，運送至心肌細胞中的葡萄糖減少，心肌細胞主要利用游離脂肪酸進行有氧代謝，因此正常心肌對葡萄糖的攝取較少。而在缺血的心肌節段，游離脂肪酸β-氧化對缺血敏感，脂肪酸氧化代謝受抑制，因此缺血心肌主要以葡萄糖的無氧糖酵解產生能量，葡萄糖攝取相對增加。理論上，空腹狀態下攝取18F-FDG的心肌節段可能存在心肌缺血或曾經發生心肌缺血。有學者[13]對HCM患者同時進行18F-FDG和13N-NH3(心肌灌注)PET顯像，結果顯示心肌肥厚區心肌灌注減少，且心肌葡萄糖利用正常或增加，提示心肌缺血。

3.2 糖負荷狀態HCM心肌葡萄糖代謝 本研究中，在葡萄糖負荷狀態下，延遲強化組與無延遲強化組患者代謝總評分差異無統計學意義，原因可能為在糖負荷狀態下心肌的能量底物主要來源于葡萄糖，正常心肌及缺血心肌節段攝取18F-FDG均增加，兩者差異減小。

3.3 空腹與糖負荷HCM心肌葡萄糖代謝的差異 本組11例患者42個心肌節段在空腹狀態下放射性分布正常或增高，而在糖負荷狀態下放射性分布稀疏甚至缺損，同時此11例患者室間隔厚度、左心室后壁厚度增加，延遲強化心肌節段明顯增多，LVEF明顯減低，提示其心功能較差，心肌缺血和纖維化較嚴重。Bravo等[14]對HCM患者行CMRI及PET心肌灌注顯像，發現室間隔血流灌注明顯減低，患者存在延遲強化的心肌節段明顯增多，認為HCM患者心肌血流灌注受損與延遲強化存在明顯聯系。目前對其機制并不明確。缺血心肌節段局部氧供應量減少，攝取代謝底物發生明顯變化，心肌細胞主要以葡萄糖無氧糖酵解產生能量，因此空腹狀態下缺血的心肌節段FDG分布較正常節段輕度增高；而在糖負荷狀態下，葡萄糖成為心肌的主要供能底物，對于缺血的心肌節段局部供氧量減少，葡萄糖代謝不如正常心肌節段活躍，從而使FDG分布較正常節段減低。

目前CMRI是對HCM診斷、危險度分層及評價預后的“金標準”[15]，延遲強化的心肌節段提示存在心肌纖維化。在HCM的整個病理進展過程中，心肌纖維化與心肌血流灌注受損可能不同步，心肌葡萄糖代謝異常可能先于心肌血流灌注異常，因此在CMRI評價HCM患者預后及危險度分層的同時，利用18F-FDG PET心肌葡萄糖代謝顯像評價HCM患者在不同狀態(空腹+糖負荷)下心肌代謝的變化，可更準確地判斷高危患者。

本研究的不足：①樣本量較少，且缺乏長期隨訪資料；②采用半定量法評價心肌對葡萄糖的攝取，較定量分析準確性差；③于空腹12 h后進行顯像，對部分患者可能不能完全抑制正常心肌攝取，即所觀察到的空腹狀態下心肌葡萄糖攝取并不一定均為異常攝取；④未采用胰島素鉗夾技術，糖負荷結果可能存在較大變異。

綜上所述，HCM患者空腹與糖負荷狀態下18F-FDG PET心肌葡萄糖代謝顯像存在不均一性，結合CMRI，有望作為HCM患者危險度分層的指標。