李 婷，李劍明，盧如明

(泰達(dá)國(guó)際心血管病醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，天津 300457)

18F-FDG PET/CT心肌代謝顯像是目前公認(rèn)的評(píng)價(jià)存活心肌的“金標(biāo)準(zhǔn)”[1-2]，其聯(lián)合灌注顯像評(píng)價(jià)存活心肌對(duì)指導(dǎo)再血管化治療及預(yù)后判斷具有重要意義[3-6]。血糖濃度和胰島素水平是保證18F-FDG心肌顯像成功和圖像質(zhì)量的關(guān)鍵，而在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)18F-FDG心肌顯像中調(diào)節(jié)血糖的方法尚缺乏統(tǒng)一、成熟的方案。本研究建立小型豬心肌梗死模型，采用靜脈糖負(fù)荷聯(lián)合胰島素法，探討實(shí)驗(yàn)豬18F-FDG PET/CT顯像中血糖調(diào)控方法，分析血糖調(diào)整中影響圖像質(zhì)量的關(guān)鍵因素，為相關(guān)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究提供借鑒。

1 材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 實(shí)驗(yàn)用廣西巴馬小型豬30頭(天津市百農(nóng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物繁育科技有限公司提供)，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物許可證號(hào)SCXK(津)2015-0002，均為雄性，體質(zhì)量20～25 kg，平均(22.50±2.32)kg。

1.2建立急性心肌梗死模型 經(jīng)實(shí)驗(yàn)豬耳后頸部肌肉注射陸眠寧(8 mg/kg體質(zhì)量)誘導(dǎo)麻醉動(dòng)物后，開(kāi)胸暴露心臟前壁及側(cè)壁的冠狀動(dòng)脈，分離左前降支(left anterior descending branch， LAD)近中段，選擇第一對(duì)角支開(kāi)口部位以遠(yuǎn)0.5～1.0 cm處結(jié)扎LAD。手術(shù)結(jié)束后于安靜避光處等待實(shí)驗(yàn)動(dòng)物復(fù)蘇，待其生命體征平穩(wěn)后送回至飼養(yǎng)中心。于術(shù)后2 h對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物行臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療。

1.3儀器與方法

1.3.1儀器及顯像劑 心肌灌注顯像采用GE Millennium VG-5 SPECT顯影儀，顯像劑采用99Tcm-MIBI(放化純度>95%，由北京原子高科股份有限公司提供)；心肌代謝顯像采用GE NM690 PET/CT掃描儀，顯像劑采用18F-FDG(放化純度>95%，由本科室回旋加速器及Tracerlab生產(chǎn))；血糖測(cè)定采用羅氏自動(dòng)血糖儀及配套血糖試紙。

1.3.2顯像過(guò)程 為評(píng)價(jià)造模后干細(xì)胞治療效果，于治療后第1、4周分別行一日法SPECT心肌灌注和PET/CT心肌代謝顯像。顯像當(dāng)日實(shí)驗(yàn)豬停飼、停飲，以耳后頸部肌肉注射陸眠寧行誘導(dǎo)麻醉，建立靜脈通道，以丙泊酚(5～8 ml/h)維持麻醉。局部消毒后，以無(wú)菌注射器針頭扎豬鼻取血后測(cè)定血糖濃度(基礎(chǔ)血糖值)，根據(jù)血糖濃度予不同劑量25%葡萄糖溶液靜脈推注(表1)。隨后經(jīng)靜脈推注99Tcm-MIBI 370～555 MBq，15 min后再測(cè)血糖(二次血糖值)，據(jù)血糖濃度靜脈推注普通胰島素注射液(劑型10 ml，400 IU，表2)，隨即行SPECT顯像，采集時(shí)間10 min，結(jié)束后10 min(即胰島素注射后約20 min)，第3次測(cè)量血糖(末次血糖值)，直至血糖達(dá)7.9～8.8 mmol/L時(shí)，經(jīng)靜脈注射18F-FDG 74～92.5 MBq(3.7MBq/kg體質(zhì)量)，40 min后行PET/CT顯像，采用門(mén)控采集方案，三維采集，每個(gè)R-R間期采集8幀圖像，每個(gè)床位采集10 min，共采集1個(gè)床位。

表1 靜脈注射葡萄糖方案

表2 靜脈注射胰島素方案

注：當(dāng)注射胰島素后末次血糖值下降不明顯時(shí)，可追加注射0.5～1.0 IU胰島素

1.4圖像處理及質(zhì)量評(píng)價(jià) 采用Xeleris 3工作站重建PET/CT圖像，獲得左心室短軸、垂直長(zhǎng)軸和水平長(zhǎng)軸斷層圖像。由2名具有8年經(jīng)驗(yàn)的核醫(yī)學(xué)醫(yī)師對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，意見(jiàn)不同時(shí)經(jīng)協(xié)商達(dá)成一致。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[7]：0分，心肌不攝取FDG；1分，心肌少量攝取FDG，不能做出或嚴(yán)重影響診斷；2分，心肌基本攝取FDG，基本不影響診斷；3分，心肌完全攝取FDG，圖像完整清晰。將圖像分為優(yōu)、良、差共3組：0分和1分為圖像質(zhì)量差，2分為圖像質(zhì)量良，3分為圖像質(zhì)量?jī)?yōu)。

記錄基礎(chǔ)血糖值、二次血糖值及末次血糖值，計(jì)算血糖升高百分比[血糖升高百分比=(二次血糖值-基礎(chǔ)血糖值)/基礎(chǔ)血糖值×100%]和血糖下降百分比[血糖下降百分比=(二次血糖值-末次血糖值)/二次血糖值×100%]。采用Viability Cedars QPS軟件評(píng)價(jià)心肌存活情況，采用17節(jié)段心肌分布圖，獲得灌注代謝匹配性減低的心肌節(jié)段數(shù)，為無(wú)存活心肌節(jié)段[8]，計(jì)算存活心肌百分比[存活心肌百分比=(1-無(wú)存活心肌節(jié)段數(shù)/17)×100%]。采用Viability Cedars QGS軟件計(jì)算左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejected function， LVEF)。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。計(jì)量資料用±s表示，以單因素方差分析比較圖像質(zhì)量?jī)?yōu)、良、差3組間各項(xiàng)參數(shù)的差異，兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)。以圖像質(zhì)量好(圖像質(zhì)量評(píng)分為2分或3分)和圖像質(zhì)量差(圖像質(zhì)量評(píng)分為0分或1分)為因變量，以基礎(chǔ)血糖值、血糖升高百分比、二次血糖值、血糖下降百分比、末次血糖值、存活心肌百分比、LVEF為協(xié)變量，采用多因素Logistic回歸分析獲得影響圖像質(zhì)量的因素。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

30頭實(shí)驗(yàn)豬中，2頭造模后因心室顫動(dòng)而死亡，2頭因首次心肌灌注顯像示心肌梗死面積過(guò)小而被剔除，最終26頭實(shí)驗(yàn)豬入組，完成PET/CT顯像52頭次，其中圖像質(zhì)量?jī)?yōu)者24頭次(圖1)，良19頭次，差9頭次(圖2)。

圖像質(zhì)量?jī)?yōu)、良、差3組間基礎(chǔ)血糖值、血糖升高百分比、二次血糖值、血糖下降百分比及末次血糖值總體差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)，存活心肌百分比及LVEF差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，見(jiàn)表3。3組間兩兩比較，血糖下降百分比和末次血糖值任意2組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。圖像良組與差組、優(yōu)組與差組間基礎(chǔ)血糖值和二次血糖值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)，而圖像優(yōu)組與良組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。圖像優(yōu)組與差組間血糖升高百分比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，而圖像優(yōu)組與良組、良組與差組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。

二元多因素Logistic同歸分析結(jié)果表明，基礎(chǔ)血糖值、血糖升高百分比、血糖下降百分比及末次血糖值是圖像質(zhì)量的獨(dú)立影響因素(P均<0.05，表4)。

表3 圖像質(zhì)量?jī)?yōu)、良、差組實(shí)驗(yàn)豬血糖參數(shù)比較(±s)

表3 圖像質(zhì)量?jī)?yōu)、良、差組實(shí)驗(yàn)豬血糖參數(shù)比較(±s)

組別基礎(chǔ)血糖值(mmol/L)血糖升高百分比(%)二次血糖值(mmol/L)血糖下降百分比(%)末次血糖值(mmol/L)存活心肌百分比(%)LVEF(%)優(yōu)組(n=24)5.13±1.871.53±0.9911.73±1.73 0.47±0.12 6.23±1.79 89.55±2.8764.24±9.92良組(n=19)5.76±2.081.10±0.3911.78±2.360.39±0.10?7.46±1.67?89.00±1.6366.21±7.91差組(n=9)7.89±2.41?#0.82±0.41?13.69±2.67?#0.31±0.13?#8.96±1.45?#90.36±1.6068.79±9.35F值8.5464.6954.3788.67812.5071.2831.048P值0.0010.0130.017<0.001<0.0010.2850.357

注：*：與優(yōu)組比較，P<0.05；#：與良組比較，P<0.05

圖1 實(shí)驗(yàn)豬PET/CT心肌代謝圖，心肌完全攝取18F-FDG，心肌外放射性本底較低，心肌顯影好，梗死區(qū)顯示清晰，圖像質(zhì)量評(píng)分為3分 A.短軸位； B.垂直長(zhǎng)軸位； C.水平長(zhǎng)軸位

圖2 實(shí)驗(yàn)豬PET/CT心肌代謝圖，心肌不均攝取18F-FDG，心腔及周?chē)镜子拜^高，圖像質(zhì)量評(píng)分為1分 A.短軸位； B.垂直長(zhǎng)軸位； C.水平長(zhǎng)軸位

變量回歸系數(shù)P值優(yōu)勢(shì)比95%CI基礎(chǔ)血糖值0.4820.0021.619(1.190,2.202)血糖升高百分比-0.0080.0450.992(0.984,1.000)二次血糖值0.2160.0781.241(0.976,1.576)血糖下降百分比-7.0020.0010.015(0,0.263)末次血糖值0.9620.0012.618(1.469,4.664)

3 討論

葡萄糖是存活心肌能量代謝的主要底物之一，18F-FDG是葡萄糖類(lèi)似物。受試者空腹時(shí)，18F-FDG心肌顯像圖像質(zhì)量差，難以診斷存活心肌[9-10]。在糖負(fù)荷下，胰島素分泌增多，血漿脂肪酸水平下降，在胰島素介導(dǎo)下心肌細(xì)胞以葡萄糖作為主要能量來(lái)源[11]。因此，18F-FDG心肌代謝顯像質(zhì)量依賴于糖負(fù)荷和體內(nèi)胰島素水平[12-13]。

目前臨床多應(yīng)用口服葡萄糖負(fù)荷聯(lián)合使用胰島素調(diào)節(jié)血糖[3,14]，耗時(shí)較長(zhǎng)，口服葡萄糖一般1 h才能達(dá)到血糖峰值，再聯(lián)合心肌灌注顯像時(shí)，常需2天才能完成，而在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中尚無(wú)調(diào)節(jié)血糖的統(tǒng)一方法，一般參照人體方案。本實(shí)驗(yàn)研究采用靜脈注射葡萄糖，達(dá)血糖高峰時(shí)間明顯縮短；不同圖像質(zhì)量組別間基礎(chǔ)血糖值、血糖升高百分比、二次血糖值、血糖下降百分比及末次血糖值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而存活心肌百分比及LVEF無(wú)明顯差異；進(jìn)一步行Logistic多因素回歸分析顯示，基礎(chǔ)血糖值、血糖升高百分比、血糖下降百分比及末次血糖值是圖像質(zhì)量的獨(dú)立影響因素。

血糖下降百分比反映血糖下降的幅度，糖負(fù)荷聯(lián)合胰島素干預(yù)后的快速、大幅度的血糖下降階段應(yīng)是注射18F-FDG的最佳時(shí)機(jī)。靜脈注射胰島素后10～30 min作用達(dá)高峰，此時(shí)體內(nèi)胰島素作為調(diào)節(jié)激素對(duì)心肌攝取葡萄糖的促進(jìn)作用最大[15]，同時(shí)降血糖的作用最強(qiáng)，體內(nèi)血糖與18F-FDG的競(jìng)爭(zhēng)力最弱，于此時(shí)注射可提高心肌攝取18F-FDG程度，從而獲得較好的圖像質(zhì)量，目前多認(rèn)為末次血糖達(dá)7.9～8.8 mmol/L時(shí)為注射18F-FDG的最佳時(shí)機(jī)[9-10,16]，而末次血糖過(guò)高必然降低心肌對(duì)18F-FDG攝取的競(jìng)爭(zhēng)力，從而影響圖像質(zhì)量。本研究中圖像質(zhì)量?jī)?yōu)組動(dòng)物末次血糖值為(6.23±1.79)mmol/L，低于上述臨床推薦值，但仍獲得了較佳圖像質(zhì)量，提示實(shí)際應(yīng)用中或不能固化末次血糖值，可能是基礎(chǔ)血糖及自身胰島細(xì)胞功能均存在個(gè)體差異，也可能與動(dòng)物血糖水平不完全等同于人體有關(guān)。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，胰島素高峰時(shí)間不易準(zhǔn)確識(shí)別，因此應(yīng)盡量增大血糖下降幅度，并在下降幅度最大時(shí)注射18F-FDG，可明顯提高顯像成功率。筆者體會(huì)如下：①根據(jù)血糖濃度，盡量給予充足的胰島素劑量；②適當(dāng)延后測(cè)量末次血糖時(shí)間，至少30 min；③當(dāng)末次血糖值與前次血糖值相比下降不明顯時(shí)，可暫緩注射18F-FDG，等待約10 min再次測(cè)量，直至血糖下降幅度明顯增大時(shí)再行注射，必要時(shí)追加少量胰島素；④推薦以血糖下降百分比(0.47±0.12)%或末次血糖值(6.23±1.79)mmol/L作為參考值，用于指導(dǎo)相關(guān)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的注射時(shí)機(jī)。

本研究的局限性在于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的基礎(chǔ)糖代謝狀況不詳，僅能依據(jù)血糖值對(duì)葡萄糖及胰島素的劑量進(jìn)行調(diào)整，可能對(duì)存在糖代謝紊亂的動(dòng)物效果欠佳。

綜上所述，應(yīng)用靜脈注射葡萄糖聯(lián)合胰島素法對(duì)豬PET心肌代謝顯像進(jìn)行血糖調(diào)控，合理安排血糖調(diào)控與顯像時(shí)間，可明顯縮短18F-FDG PET/CT心肌代謝顯像時(shí)間、提高效率，為相關(guān)實(shí)驗(yàn)提供了有效的方法學(xué)依據(jù)。