核素肺灌注显像评价先天性心脏病合并肺动脉高压的初步分析研究
作者：潘世伟 萧明第 刘迎龙 胡盛寿 史容芳 刘秀杰 余坚芳 李胜庭 田月琴
单位：100037 北京，中国医学科学院 中国协和医科大学阜外心血管病医院外科(潘世伟、萧明第、刘迎龙、胡盛寿)，核医学科(史容芳、刘秀杰、余坚芳、李胜庭、田月琴)
关键词：心脏缺损，先天性；放射性核素显像；肺动脉高压
中华外科杂志/980314
【摘要】 目的 了解核素肺灌注扫描检查在判断先天性心脏病合并肺动脉高压(PH)患者肺血管病变程度及其临床应用价值。 方法 以81例左向右分流型先天性心脏病患者(CHD)为受试对象,行99mTc-MAA肺灌注显像检查(PPS)。通过分析肺内核素总计数(LRC)、右上下肺核素计数比(RULR)、肾显影核素计数比(KCR)等指标,与右心导管资料进行对比分析。 结果 发现PPS各项指标与平均肺动脉压(mPAP)、全肺阻力(TPR)有不同程度的相关性,KCR、RULR与mPAP相关系数(γ)分别为0.25和0.35;LRC、KCR与TPR的相关性分别为-0.34和0.29。术后随诊5例,发现术后近期与术前比较,PPS结果无明显变化。 结论 核素肺灌注显像检查可以通过定量分析方法来了解PH的病变程度。它做为一种无创性检查手段,以其简便、安全、可多次重复等优点,在CHD合并PH的术前常规筛选、术后随诊等方面,皆有其明显的优点和实用价值。
, 百拇医药
Radionuclide pulmonary perfusion imaging in evaluating pulmonary hypertension in patients with congenital heart disease Pan Shiwei,Xiao Mingdi,Liu Yinglong,et al.Department of Cardiovascular Surgery,Cardiovascular Institute and Fu Wai Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences,Beijing 100037.
【Abstract】 Objective To evaluate the degree of pulmonary hypertension in patients with congenital heart disease (CHD) by using radionuclide pulmonary perfusion imaging. Method The pulmonary perfusion in 81 patients with left to right cardiac shunts was examined by scintigram with macroaggregates of 99m Tc-labeled human serum albumin (PPS). PPS was analyzed for (1) lung regional radionuclide count (LRC), (2) right upper and lower lung count ratio (RULR), (3) kidney count ratio (KCR). The results were compared with those of cardiac cathterization exam. Result There were correlation between mean pulmonary arterial pressure (mPAP), total pulmonary resistance (TPR), and PPS (KCR、RULR with mPAP γ=0.25,0.35;LRC、KCR with TPR γ=-0.34,0.29).Five patients repeated PPS test after early operation.There were no changes in PPS. Conclusion The degree of reversibility of pulmonary hypertension in patients with CHD could be quantititively analysed by PPS.
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【Key words】 Congenital heart disease Radionuclide imaging Pulmonary hypertension
肺动脉高压(PH)是先天性心脏病(CHD)中常见和严重的并发症之一,若能用无创性方法来比较准确估测肺血管病变程度,则对术前PH的常规筛选及其远期随诊皆有明显的优点和实用性。我们对81例CHD合并PH患者行核素肺灌注扫描检查,以期了解该检查在判断肺血管病变程度的准确性及其临床应用价值。
材料与方法
一、研究对象
以肺血增多型先天性心脏病(CHD)为受试对象,共81例,其中男性42例,女性39例；平均年龄为9.6±1.17岁(1～44岁)。心内畸形包括:室间隔缺损(VSD)28例,房间隔缺损(ASD)5例,动脉导管未闭(PDA)6例,VSD合并PDA、ASD、二尖瓣或主动脉瓣关闭不全共14例,右室双出口(DORV)11例,合并主动脉弓发育异常6例,其它心内畸形11例。所有受试者经右心导管(81例),超声心动图(81例)、X线检查(81例)、手术(53例)证实。
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二、研究方法
1.仪器:用Siemens(62例)和Toshibaγ相机(19例)行核素肺灌注扫描检查。
2.示踪剂:99mTc-标记的大分子聚合人血清白蛋白(99mTc-MAA)(MAA由英国Amersham公司提供)。
3.显像方法:取仰卧位,自静脉缓慢注入99mTc-MAA,注射剂量按50～100微居里/公斤体重。示踪剂在体内达到平衡后,取前后位、后前位两个体位行肺灌注显像,每个体位采集50万放射计数。
4.图像处理:用ICON计算机系统中的编程语言编制肺定量处理程序。取后前位肺灌注图像,然后进行如下处理:(1)勾划两肺感兴趣区,计算两肺核素总计数(LRC);(2)勾划右肺感兴趣区,在中心位置画一水平线,计算出右上下野的核素计数比值(RULR);(3)在肺灌注显像中,若肾脏显影,则勾划两肾感兴趣区,计算出肾内核素计数占肺野区内计数的比例(KCR)。
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5.分析方法:核素肺灌注扫描(pulmonary perfusion scintigram, PPS)结果与心导管(cardiac catheterizaion, CC)资料比较分析。
6.数据处理:资料及数据储存于Foxpro2数据库中,多样本均数之间的比较采用单因素方差分析;两样本间的比较采用配对t检验方法。数据用均数±标准差表示。
结果
1.肺内核素总计数(LRC):将LRC分为大于和小于450000两组,(A组和B组)进行吸氧前后心导管结果的比较,详见表1。两组之间在吸氧前后全肺阻力差异有非常显著意义(P<0.01)。
2.右肺上下核素计数比(RULR)：将RULR分为小于和大于0.70两组进行比较,详见表2。两组之间的基础肺动脉平均压(mPAP)差异有显著意义(P<0.05)。
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3.肾区显影计数比(KCR)：将视野内肾脏是否显影进行比较,详见表3。两组之间肺动脉平均压、吸氧前后全肺阻力差异有非常显著性意义(P<0.01)。
4.PPS与CC相关性分析：本研究发现mPAP与KCR、RULR有不同程度的相关性,γ分别为0.25和0.35;TPR与LRC、KCR也有不同程度的相关性,γ分别为-0.34和0.29。
表1 肺内核素计数(LRC)与心导管资料比较 (
±s) 分组
LRC
mPAP(kPa)
mPAPO
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TPR(dyne)
TPRO
A组
465180±8745
7.95±2.37
7.90±1.91
690.8±343.7
336.2±334.0
(n=30)
(n=28)
(n=28)
(n=27)
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(n=26)
B组
401188±40769
8.92±2.70
8.84±1.94
1688.8±1453.0***
955.6±1142.0**
(n=51)
(n=44)
(n=38)
(n=37)
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(n=37)
注:**P<0.01, *** P<0.01, mPAP为平均肺动脉压, TPR为全肺阻力,mPAPO、TPRO为吸氧后 表2 右肺上下野核素计数比(RULR)与心导管资料比较 (±s) 分组
RULR
mPAP(kPa)
mPAPO
TPR(dyne)
TPRO
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A组
0.64±0.04
7.62±2.83
8.36±1.51
1368.8±1415.7
722.5±833.3
(n=33)
(n=31)
(n=24)
(n=26)
(n=23)
B组
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0.84±0.12
9.24±2.20
8.48±2.20
1198.4±1091.2
687.0±1016.5
(n=48)
(n=41)
(n=42)
(n=38)
(n=40)
注:*P<0.05, mPAP为平均肺动脉压, TPR为全肺阻力, mPAPO、TPRO为吸氧后 表3 肾内核素计数比(KCR)与心导管资料比较 (±s) 分组
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KCR
mPAP(kPa)
mPAPO
TPR(dyne)
TPRO
A组
0
7.25±2.58
7.79±1.80
658.2±346.0
278.5±303.3
(n=25)
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(n=21)
(n=22)
(n=20)
(n=21)
B组
6.78±7.68
9.08±2.43**
8.76±1.99
1544.6±1377.0***
910.7±1083.8***
(n=56)
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(n=51)
(n=44)
(n=44)
(n=42)
注:**P<0.01,***P<0.001, mPAP为平均肺动脉压,TPR为全肺阻力,mPAPO、TPRO为吸氧后
5.核素灌注扫描与手术前后比较：有5例受试者在术后7天内行PPS复查,发现手术前后两组之间无明显差异。 讨论
肺毛细血管的内径一般为8 μm左右[1],从静脉注射直径为10～50 μm之间的放射性核素核记的微粒,如用锝标记的大颗粒聚合人工血清白蛋白
(99mTc-MAA),它随血流到达肺血管床,一过性嵌顿在肺毛细血管或肺小动脉内,其分布与血流量成正相关(γ=0.97)[2，3]。应用γ照相机在体外照像,即可得到反映局部肺血流的灌注影像。
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一、肺内放射性核素计数与PH
由于肺灌注扫描是利用放射性颗粒直径大于肺毛细血管直径而一过性嵌顿为基础。因此,心内在无右向左分流的情况下,从静脉注入药物,95%以上的放射性颗粒停于肺内,全身放射性物质含量很少。因此,在相同的视野区和视野总计数条件下,若肺内总放射性计数减少,或肺区外(如肾、甲状腺等脏器)计数增多,则说明心内有右向左分流,肺动脉压力等于或大于体动脉压。肺动脉压力越高,右向左分流愈多,肺内核素计数越少。本组研究发现,随着肺动脉压力和阻力的增加,肺内放射性计数逐渐减少,而肾内计数却明显增加。
二、肺血流分布与PH
正常人的肺血流灌注分布不均匀,因重力作用产生的流体静力学对肺静脉和肺动脉的影响,使肺尖部血流减少,而肺底部血流增多。在PH发展过程中,肺血管病变在肺组织的不同部位表现不一,肺底部病变最重,肺尖部最轻[4，5]。本组研究发现,随着肺动脉压力的增加,右上肺血逐渐增加,这与多数国外文献报道相符。
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三、核素显像与术后随诊
CHD合并PH的术后情况如何,是临床上了解手术效果的重要工作之一。核素肺灌注扫描,以其为一无创性检查手段,而且可以直接观察肺血流分布情况等优点。在CHD合并PH患者的术后随诊中,不但可以比较准确地了解PH的转归情况和转归时间为临床医生提供客观证据[9，10];它还可做为回顾性研究,重新评价术前PH的情况,这对进一步提高PH的诊断水平和手术适应证选择,皆有其独特的优势和实用性。本研究仅对5例受试者进行了术后核素复查,发现术后近期与术前比较,核素结果无明显变化。而术后远期随诊,还有待于在今后的工作中完成。
总之,我们通过对核素肺灌注扫描结果的初步分析,发现该项检查可以通过定量分析方法来了解PH的病变程度,其参数中KCR、RULR确能无创估测肺动脉压力;LRC、KCR还可估测全肺阻力。它做为一种无创性检查手段,以其简便、安全、可多次重复性等优点,在CHD合并PH的术前常规筛选、 术后远期随诊等方面皆有明显的优点和实用性。
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参考文献
1刘秀杰.肺血管病的核素检查.见：程显声主编.肺血管疾病学.北京:北京医科大学、中国协和医科大学联合出版社,1993.118-124.
2Lopez-Majano V, Chernick HN, Wagner HN Jr,et al. Comperison of radioisotope scanning and differential oxygen uptake of the lung. Radiology, 1964,83:697-701.
3Tow DE, Wagner HN Jr, Lopez-Majano V, et al. Validity of measuring regoinal pulmonary arterial blood flow with macroaggregates of human serum-albumin. Am J Roentgen, 1966,96:644-676.
, 百拇医药
4Heath D, Edwards JE. The pathology of hypertensive pulmonary vascular disease. Circulation, 1958,18:533-547.
5Nihill MR,McNamara DG. Magnification pulmonary wedge angiography in the evaluation of children with congenital heart disease and pulmonary hypertension.Circulation, 1978,58:1094-1106.
6Friedman WF, Braunwald E,Morrow AG.Alterations in regional pulmonary blood flow in patient with congenital heart disease studied by radioisotope scanning. Circulation, 1968,37:747-758.
, 百拇医药
7Nakamura T. Significance of lung scintiscanning for congenital heart disease with pulmonary hypertension in relation to operative indication. Nippon Kyoubu Ceka, 1975,23:1430-1433.
8Honda M, Nakamura K. The operability of patient with pulmonary hypertension judged from hemodynamic changes before and after surgery. Jpn Circ J, 1976,40:648-652.
9Hashimoto K, Nakamura Y,Matsui M, et al.Alteration of pulmonary blood flow distribution in patients with congenital left to right carchiac shunt pre and postoperative study withmacroaggregates of 99m Tc-labeled human serum albumin. Jpn Circ J, 1993,57:291-293.
10郑景浩，张善通，曾纪骅，等. 肺灌注显像对小儿先天性心脏病伴肺动脉高压术后随访的临床评价.中华核医学杂志,1994,14:95-97., 百拇医药
单位：100037 北京，中国医学科学院 中国协和医科大学阜外心血管病医院外科(潘世伟、萧明第、刘迎龙、胡盛寿)，核医学科(史容芳、刘秀杰、余坚芳、李胜庭、田月琴)
关键词：心脏缺损，先天性；放射性核素显像；肺动脉高压
中华外科杂志/980314
【摘要】 目的 了解核素肺灌注扫描检查在判断先天性心脏病合并肺动脉高压(PH)患者肺血管病变程度及其临床应用价值。 方法 以81例左向右分流型先天性心脏病患者(CHD)为受试对象,行99mTc-MAA肺灌注显像检查(PPS)。通过分析肺内核素总计数(LRC)、右上下肺核素计数比(RULR)、肾显影核素计数比(KCR)等指标,与右心导管资料进行对比分析。 结果 发现PPS各项指标与平均肺动脉压(mPAP)、全肺阻力(TPR)有不同程度的相关性,KCR、RULR与mPAP相关系数(γ)分别为0.25和0.35;LRC、KCR与TPR的相关性分别为-0.34和0.29。术后随诊5例,发现术后近期与术前比较,PPS结果无明显变化。 结论 核素肺灌注显像检查可以通过定量分析方法来了解PH的病变程度。它做为一种无创性检查手段,以其简便、安全、可多次重复等优点,在CHD合并PH的术前常规筛选、术后随诊等方面,皆有其明显的优点和实用价值。
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Radionuclide pulmonary perfusion imaging in evaluating pulmonary hypertension in patients with congenital heart disease Pan Shiwei,Xiao Mingdi,Liu Yinglong,et al.Department of Cardiovascular Surgery,Cardiovascular Institute and Fu Wai Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences,Beijing 100037.
【Abstract】 Objective To evaluate the degree of pulmonary hypertension in patients with congenital heart disease (CHD) by using radionuclide pulmonary perfusion imaging. Method The pulmonary perfusion in 81 patients with left to right cardiac shunts was examined by scintigram with macroaggregates of 99m Tc-labeled human serum albumin (PPS). PPS was analyzed for (1) lung regional radionuclide count (LRC), (2) right upper and lower lung count ratio (RULR), (3) kidney count ratio (KCR). The results were compared with those of cardiac cathterization exam. Result There were correlation between mean pulmonary arterial pressure (mPAP), total pulmonary resistance (TPR), and PPS (KCR、RULR with mPAP γ=0.25,0.35;LRC、KCR with TPR γ=-0.34,0.29).Five patients repeated PPS test after early operation.There were no changes in PPS. Conclusion The degree of reversibility of pulmonary hypertension in patients with CHD could be quantititively analysed by PPS.
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【Key words】 Congenital heart disease Radionuclide imaging Pulmonary hypertension
肺动脉高压(PH)是先天性心脏病(CHD)中常见和严重的并发症之一,若能用无创性方法来比较准确估测肺血管病变程度,则对术前PH的常规筛选及其远期随诊皆有明显的优点和实用性。我们对81例CHD合并PH患者行核素肺灌注扫描检查,以期了解该检查在判断肺血管病变程度的准确性及其临床应用价值。
材料与方法
一、研究对象
以肺血增多型先天性心脏病(CHD)为受试对象,共81例,其中男性42例,女性39例；平均年龄为9.6±1.17岁(1～44岁)。心内畸形包括:室间隔缺损(VSD)28例,房间隔缺损(ASD)5例,动脉导管未闭(PDA)6例,VSD合并PDA、ASD、二尖瓣或主动脉瓣关闭不全共14例,右室双出口(DORV)11例,合并主动脉弓发育异常6例,其它心内畸形11例。所有受试者经右心导管(81例),超声心动图(81例)、X线检查(81例)、手术(53例)证实。
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二、研究方法
1.仪器:用Siemens(62例)和Toshibaγ相机(19例)行核素肺灌注扫描检查。
2.示踪剂:99mTc-标记的大分子聚合人血清白蛋白(99mTc-MAA)(MAA由英国Amersham公司提供)。
3.显像方法:取仰卧位,自静脉缓慢注入99mTc-MAA,注射剂量按50～100微居里/公斤体重。示踪剂在体内达到平衡后,取前后位、后前位两个体位行肺灌注显像,每个体位采集50万放射计数。
4.图像处理:用ICON计算机系统中的编程语言编制肺定量处理程序。取后前位肺灌注图像,然后进行如下处理:(1)勾划两肺感兴趣区,计算两肺核素总计数(LRC);(2)勾划右肺感兴趣区,在中心位置画一水平线,计算出右上下野的核素计数比值(RULR);(3)在肺灌注显像中,若肾脏显影,则勾划两肾感兴趣区,计算出肾内核素计数占肺野区内计数的比例(KCR)。
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5.分析方法:核素肺灌注扫描(pulmonary perfusion scintigram, PPS)结果与心导管(cardiac catheterizaion, CC)资料比较分析。
6.数据处理:资料及数据储存于Foxpro2数据库中,多样本均数之间的比较采用单因素方差分析;两样本间的比较采用配对t检验方法。数据用均数±标准差表示。
结果
1.肺内核素总计数(LRC):将LRC分为大于和小于450000两组,(A组和B组)进行吸氧前后心导管结果的比较,详见表1。两组之间在吸氧前后全肺阻力差异有非常显著意义(P<0.01)。
2.右肺上下核素计数比(RULR)：将RULR分为小于和大于0.70两组进行比较,详见表2。两组之间的基础肺动脉平均压(mPAP)差异有显著意义(P<0.05)。
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3.肾区显影计数比(KCR)：将视野内肾脏是否显影进行比较,详见表3。两组之间肺动脉平均压、吸氧前后全肺阻力差异有非常显著性意义(P<0.01)。
4.PPS与CC相关性分析：本研究发现mPAP与KCR、RULR有不同程度的相关性,γ分别为0.25和0.35;TPR与LRC、KCR也有不同程度的相关性,γ分别为-0.34和0.29。
表1 肺内核素计数(LRC)与心导管资料比较 (
±s) 分组LRC
mPAP(kPa)
mPAPO
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TPR(dyne)
TPRO
A组
465180±8745
7.95±2.37
7.90±1.91
690.8±343.7
336.2±334.0
(n=30)
(n=28)
(n=28)
(n=27)
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(n=26)
B组
401188±40769
8.92±2.70
8.84±1.94
1688.8±1453.0***
955.6±1142.0**
(n=51)
(n=44)
(n=38)
(n=37)
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注:**P<0.01, *** P<0.01, mPAP为平均肺动脉压, TPR为全肺阻力,mPAPO、TPRO为吸氧后 表2 右肺上下野核素计数比(RULR)与心导管资料比较 (
±s) 分组RULR
mPAP(kPa)
mPAPO
TPR(dyne)
TPRO
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A组
0.64±0.04
7.62±2.83
8.36±1.51
1368.8±1415.7
722.5±833.3
(n=33)
(n=31)
(n=24)
(n=26)
(n=23)
B组
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0.84±0.12
9.24±2.20
8.48±2.20
1198.4±1091.2
687.0±1016.5
(n=48)
(n=41)
(n=42)
(n=38)
(n=40)
注:*P<0.05, mPAP为平均肺动脉压, TPR为全肺阻力, mPAPO、TPRO为吸氧后 表3 肾内核素计数比(KCR)与心导管资料比较 (
±s) 分组, http://www.100md.com
KCR
mPAP(kPa)
mPAPO
TPR(dyne)
TPRO
A组
0
7.25±2.58
7.79±1.80
658.2±346.0
278.5±303.3
(n=25)
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(n=21)
(n=22)
(n=20)
(n=21)
B组
6.78±7.68
9.08±2.43**
8.76±1.99
1544.6±1377.0***
910.7±1083.8***
(n=56)
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(n=44)
(n=44)
(n=42)
注:**P<0.01,***P<0.001, mPAP为平均肺动脉压,TPR为全肺阻力,mPAPO、TPRO为吸氧后
5.核素灌注扫描与手术前后比较：有5例受试者在术后7天内行PPS复查,发现手术前后两组之间无明显差异。 讨论
肺毛细血管的内径一般为8 μm左右[1],从静脉注射直径为10～50 μm之间的放射性核素核记的微粒,如用锝标记的大颗粒聚合人工血清白蛋白
(99mTc-MAA),它随血流到达肺血管床,一过性嵌顿在肺毛细血管或肺小动脉内,其分布与血流量成正相关(γ=0.97)[2，3]。应用γ照相机在体外照像,即可得到反映局部肺血流的灌注影像。
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一、肺内放射性核素计数与PH
由于肺灌注扫描是利用放射性颗粒直径大于肺毛细血管直径而一过性嵌顿为基础。因此,心内在无右向左分流的情况下,从静脉注入药物,95%以上的放射性颗粒停于肺内,全身放射性物质含量很少。因此,在相同的视野区和视野总计数条件下,若肺内总放射性计数减少,或肺区外(如肾、甲状腺等脏器)计数增多,则说明心内有右向左分流,肺动脉压力等于或大于体动脉压。肺动脉压力越高,右向左分流愈多,肺内核素计数越少。本组研究发现,随着肺动脉压力和阻力的增加,肺内放射性计数逐渐减少,而肾内计数却明显增加。
二、肺血流分布与PH
正常人的肺血流灌注分布不均匀,因重力作用产生的流体静力学对肺静脉和肺动脉的影响,使肺尖部血流减少,而肺底部血流增多。在PH发展过程中,肺血管病变在肺组织的不同部位表现不一,肺底部病变最重,肺尖部最轻[4，5]。本组研究发现,随着肺动脉压力的增加,右上肺血逐渐增加,这与多数国外文献报道相符。
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三、核素显像与术后随诊
CHD合并PH的术后情况如何,是临床上了解手术效果的重要工作之一。核素肺灌注扫描,以其为一无创性检查手段,而且可以直接观察肺血流分布情况等优点。在CHD合并PH患者的术后随诊中,不但可以比较准确地了解PH的转归情况和转归时间为临床医生提供客观证据[9，10];它还可做为回顾性研究,重新评价术前PH的情况,这对进一步提高PH的诊断水平和手术适应证选择,皆有其独特的优势和实用性。本研究仅对5例受试者进行了术后核素复查,发现术后近期与术前比较,核素结果无明显变化。而术后远期随诊,还有待于在今后的工作中完成。
总之,我们通过对核素肺灌注扫描结果的初步分析,发现该项检查可以通过定量分析方法来了解PH的病变程度,其参数中KCR、RULR确能无创估测肺动脉压力;LRC、KCR还可估测全肺阻力。它做为一种无创性检查手段,以其简便、安全、可多次重复性等优点,在CHD合并PH的术前常规筛选、 术后远期随诊等方面皆有明显的优点和实用性。
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参考文献
1刘秀杰.肺血管病的核素检查.见：程显声主编.肺血管疾病学.北京:北京医科大学、中国协和医科大学联合出版社,1993.118-124.
2Lopez-Majano V, Chernick HN, Wagner HN Jr,et al. Comperison of radioisotope scanning and differential oxygen uptake of the lung. Radiology, 1964,83:697-701.
3Tow DE, Wagner HN Jr, Lopez-Majano V, et al. Validity of measuring regoinal pulmonary arterial blood flow with macroaggregates of human serum-albumin. Am J Roentgen, 1966,96:644-676.
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5Nihill MR,McNamara DG. Magnification pulmonary wedge angiography in the evaluation of children with congenital heart disease and pulmonary hypertension.Circulation, 1978,58:1094-1106.
6Friedman WF, Braunwald E,Morrow AG.Alterations in regional pulmonary blood flow in patient with congenital heart disease studied by radioisotope scanning. Circulation, 1968,37:747-758.
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