一、背景簡(jiǎn)述

心肌組織是動(dòng)物體內(nèi)組織中消耗氧和葡萄糖較多的組織，用PET檢測(cè)正電子顯影劑在心肌的氧代謝或葡萄糖代謝可以評(píng)價(jià)心肌存活情況和供血情況，常用于血灌注、代謝和心肌存活度的研究。

目前已有廣泛的示蹤劑可用于心臟研究。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，研究者可根據(jù)采用的示蹤劑和研究流程，結(jié)合小動(dòng)物PET/CT提供的動(dòng)態(tài)采集功能，通過(guò)示蹤劑攝取、以及對(duì)組織灌注和葡萄糖消耗，可實(shí)現(xiàn)量化的分析，獲得心臟組織的綜合信息。

二、心臟定量分析方法簡(jiǎn)介

目前，心肌核素?cái)鄬语@像常用的定量分析方法是極坐標(biāo)靶心圖法（polar map），該方法建立在圓周剖面分析法（circumference profile analysis）的基礎(chǔ)上，可以增加分析的客觀性和標(biāo)準(zhǔn)化。

極坐標(biāo)靶心圖基于短軸斷層圖像、水平長(zhǎng)軸斷層圖像和垂直長(zhǎng)軸斷層圖像三個(gè)方向的斷層圖像，經(jīng)過(guò)角度取向校正和擬合繪制等步驟獲得，可直觀地顯示病變心肌的位置、范圍。

極坐標(biāo)靶心圖法在PET動(dòng)態(tài)心肌血流（MBF）、心肌葡萄糖代謝率（MTGlu）等參數(shù)的定量分析上有很大的價(jià)值。通過(guò)Super Nova® PET/CT選配的PMOD軟件可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)靶心圖的獲取和分析。

三、心臟實(shí)例分析

1. 心肌缺血再灌注

（利用Super Nova® PET/CT進(jìn)行心肌缺血再灌注研究的發(fā)表論文實(shí)例[1]）

LXRα是針對(duì)缺血性心臟疾病的一個(gè)內(nèi)源性保護(hù)受體，在心肌梗塞后發(fā)生的缺血性心臟疾病中，利用PET/CT成像技術(shù)，可以分析LXRα這一受體在心肌葡萄糖代謝中的作用。

研究者對(duì)敲除了LXRα基因的小鼠和正常小鼠分別進(jìn)行左心室的結(jié)扎和缺血再灌注，來(lái)建立心梗造模（MI）；同時(shí)設(shè)置Sham組進(jìn)行假手術(shù)，以進(jìn)行對(duì)比分析。缺血再灌注形成的心梗模型建立4天后，對(duì)對(duì)照組（WI）和實(shí)驗(yàn)組（LXRα^-/-）小鼠注射FDG，并在2小時(shí)后在Super Nova® PET/CT上進(jìn)行掃描，監(jiān)測(cè)存活心肌情況以及SUV值。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，所有LXRα基因敲除小鼠相對(duì)于對(duì)照組小鼠表現(xiàn)了更大的心梗范圍；利用SUV分析在兩組小鼠在心梗部分心肌中的葡萄糖攝取情況，發(fā)現(xiàn)LXRα基因敲除小鼠的左心室心肌對(duì)葡萄糖的攝取率，明顯低于對(duì)照組小鼠；比較LXRα基因敲除小鼠和對(duì)照組小鼠自身的心梗區(qū)和非心梗區(qū)，也顯示了同樣的SUV結(jié)果。這表明LXRα基因?qū)O大的影響葡萄糖在缺血性心肌中的獲取。

圖2、 LXRα基因?qū)π募∪毖迯?fù)的影響（Sham組無(wú)明顯變化，MI心梗組正常小鼠葡萄糖代謝在手術(shù)后顯著增加，MI組基因敲除小鼠葡萄糖代謝在手術(shù)后顯著降低）

[注]：存活心肌是指那些因嚴(yán)重缺血而尚失了收縮、傳導(dǎo)功能，但沒(méi)有發(fā)生不可逆壞死性改變的心肌。

2、 靜態(tài)PET掃描心臟定量分析

在PMOD中，利用極坐標(biāo)靶心圖，可以對(duì)心臟的各區(qū)域進(jìn)行定位，得到心臟組織各區(qū)域的核素分布圖。以下是一只正常大鼠在注射FDG一小時(shí)后用Super Nova® PET/CT靜態(tài)掃描10分鐘得到的圖像。通過(guò)PMOD中的極坐標(biāo)靶心圖分析，可獲得各心臟區(qū)域的定量結(jié)果。

3、動(dòng)態(tài)PET掃描心臟分析

結(jié)合動(dòng)態(tài)采集功能，可獲得更多心肌功能的定量信息，比如MBF、MRGlu等。以下實(shí)驗(yàn)，是對(duì)一正常小鼠注射FDG后，立即采用Super Nova® PET/CT設(shè)備進(jìn)行時(shí)長(zhǎng)一小時(shí)的動(dòng)態(tài)PET采集，對(duì)結(jié)果圖像進(jìn)行坐標(biāo)取正、坐標(biāo)變換等操作后，可在極坐標(biāo)靶心圖中將心臟劃分為若干區(qū)域，每個(gè)區(qū)域代表心臟不同的部位，通過(guò)對(duì)PET動(dòng)態(tài)時(shí)間序列中的圖像進(jìn)行time curve分析，可得到心肌血流量MBF、心肌葡萄糖代謝率MRGlu等定量分析結(jié)果。

四、小結(jié)

近年來(lái)開(kāi)展的動(dòng)物心臟成像研究越來(lái)越多，作為心臟功能性研究的“金標(biāo)準(zhǔn)”，小動(dòng)物PET/CT有著*的作用。可用于對(duì)小動(dòng)物心臟局部缺血和梗塞模型的糖代謝和心肌血流的研究，評(píng)價(jià)小動(dòng)物心肌梗塞模型的病變范圍、心肌發(fā)育和代謝；在心肌灌注顯像中評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈血供的研究；在小動(dòng)物心臟做功減少時(shí)的血流保護(hù)研究；以及小動(dòng)物在局部缺血前保護(hù)性介入的療效研究或針對(duì)局部缺血進(jìn)行的介入治療（如通過(guò)基因或蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移進(jìn)行的血管再生）；利用一些神經(jīng)類(lèi)受體示蹤跡，還可進(jìn)行心神經(jīng)受體顯像、顯示心臟交感神經(jīng)功能狀況，等等。隨著一些新的示蹤劑以及顯像技術(shù)如¹¹C-乙酸、乏氧顯像、神經(jīng)受體顯像等正逐漸應(yīng)用于心臟顯像，PET正在心臟分析領(lǐng)域發(fā)揮其日益重要的作用。

五、續(xù)

結(jié)合小動(dòng)物PET/CT配備的心跳門(mén)控（Cardiac Gating），小動(dòng)物PET/CT還可以評(píng)估心臟收縮規(guī)律，對(duì)更多心肌參數(shù)進(jìn)行評(píng)測(cè)，比如左心室容量-時(shí)間曲線（LV volume/time curve），舒張末期容量（ED(end-diastolic) volume），收縮末期容量（ES(end systolic) volume），心博出量（SV(stroke volume)），射血分?jǐn)?shù)（EF(ejection fraction)），節(jié)段性攝?。╯egmental uptake）等等，從而獲得對(duì)于心肌狀態(tài)和功能的更全面評(píng)價(jià)。

關(guān)于心跳門(mén)控在心臟分析中的應(yīng)用將在今后文章中再做詳細(xì)介紹，敬請(qǐng)關(guān)注！

注釋[1]：

QingqiJi, Yichao Zhao, Ancai Yuan, Jun Pu, Ben He.Deficiency of liver-X-receptor-a reduces glucose uptake and worsenspost-myocardial infarction remodeling[J]. Biochemical and Biophysical Research Communications,488,(2017): 489-495;