王歆惠 汪蕾 方緯 閆 朝武

1 中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院阜外醫(yī)院結(jié)構(gòu)性心臟病中心 100037；2 中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院阜外醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科 100037

肺 動(dòng) 脈 高 壓（pulmonary arterial hypertension,PAH）是一種病因復(fù)雜多樣的肺血管疾病，其發(fā)病常累及右心室，右心室的衰竭是導(dǎo)致患者病死的主要原因[1]。在PAH 發(fā)展進(jìn)程中，右心室功能經(jīng)歷從代償?shù)绞Т鷥數(shù)倪^(guò)程。在這一過(guò)程中，PAH 患者除了心室結(jié)構(gòu)和功能改變之外，其右心室心肌的代謝方式也由脂肪酸氧化供能向糖酵解供能轉(zhuǎn)化[2]。有研究發(fā)現(xiàn)，右心室心肌18F-FDG 攝取與PAH 的嚴(yán)重程度有關(guān)，采用18F-FDG PET 評(píng)估右心室心肌的葡萄糖攝取情況，對(duì)PAH 患者的預(yù)后具有重要意義[3-4]。然而PAH 分類復(fù)雜，其中動(dòng)脈型PAH 包括特發(fā)性肺動(dòng)脈高壓（idiopathic pulmonary arterial hypertension，IPAH）和先天性心臟病相關(guān)肺動(dòng)脈高壓（pulmonary arterial hypertension related to congenital heart disease，PAH-CHD）等。不同類型PAH 的病理生理機(jī)制不同。不同類型PAH 患者右心室心肌葡萄糖代謝的比較研究較少，尤其關(guān)于PAH-CHD 右心室心肌葡萄糖代謝的研究更少，且均采用半定量指標(biāo)測(cè)量右心室和（或）左心室心肌的18F-FDG 攝取率[5]。本研究應(yīng)用動(dòng)態(tài)18F-FDG PET 心肌代謝顯像，采用絕對(duì)定量的葡萄糖代謝指標(biāo)心肌葡萄糖利用率（rate of myocardium glucose utilization，rMGU），比較IPAH 與PAH-CHD 2 組患者右心室心肌葡萄糖代謝的差異，及其與右心導(dǎo)管檢測(cè)的血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

選取2016 年11 月至2018 年12 月在中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院阜外醫(yī)院經(jīng)右心導(dǎo)管檢查確診的IPAH 患者26 例（IPAH 組），其中男性9 例、女性17 例，年齡（28.23±8.92）歲；PAH-CHD 患者16 例（PAH-CHD 組），其中男性6 例、女性10 例，年齡（29.19±10.62）歲。IPAH 和PAH-CHD 患者的納入標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)右心導(dǎo)管檢查，靜息狀態(tài)下平均肺動(dòng)脈壓力（mean pulmonary artery pressure, mPAP）≥25 mm Hg （1 mm Hg=0.133 kPa）。PAH-CHD 患者檢查前均未行先天性心臟病矯正手術(shù)治療。排除標(biāo)準(zhǔn)：患者糖耐量異常；患有糖尿病、冠心病、心肌病和心臟瓣膜病等。

所有患者均于檢查前簽署了知情同意書(shū)。本研究獲得了中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院阜外醫(yī)院倫理學(xué)委員會(huì)的批準(zhǔn)（批準(zhǔn)號(hào)：NCT03554330）。

1.2 動(dòng)態(tài)18F-FDG PET 心肌代謝顯像

使用德國(guó)西門(mén)子醫(yī)療集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的Truepoint Biography 64 型PET 儀。18F-FDG 由北京原子高科股份有限公司提供，放射化學(xué)純度≥95%。顯像前患者禁食至少8 h，空腹血糖＜7.0 mmol/L?；颊哐雠P于檢查床上，建立靜脈通道。先進(jìn)行CT掃描（140 kV，35 mA）用于心臟定位和衰減校正。隨后快速向患者靜脈注射18F-FDG 以進(jìn)行動(dòng)態(tài)PET顯像，劑量為185 MBq（5 mCi）。動(dòng)態(tài)PET 顯像共采集60 min，列表模式采集。顯像結(jié)束后，將PET采集的數(shù)據(jù)分為33 幀連續(xù)圖像（12×5 s、4×15 s、6×20 s 和11×300 s）。采用CT 數(shù) 據(jù) 進(jìn)行衰減校正。圖像重建采用迭代有序子集最大期望值法（OSEM），4 次迭代，8 個(gè)子集，矩陣256×256，重建放大倍數(shù)1.3。由2 名具有6 年以上工作經(jīng)驗(yàn)的核醫(yī)學(xué)科醫(yī)師在PET 圖像上勾畫(huà)患者右心室和左心室游離壁作為ROI，得到右心室和左心室心肌的時(shí)間-放射性活度曲線。采用Patlak 法和空腹血糖水平，計(jì)算得到右心室和左心室的心肌葡萄糖凈攝取率（Ki）和rMGU，集總常數(shù)采用0.67[6]。計(jì)算公式：rMGU= Ki×空腹血糖值×0.67。

1.3 右心導(dǎo)管檢查

動(dòng)態(tài)18F-FDG PET 心肌代謝顯像后1 周內(nèi)，所有患者均行右心導(dǎo)管檢查。測(cè)定的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)包括mPAP、收縮期肺動(dòng)脈壓力（pulmonary artery pressure，PAP）和舒張期PAP。采用Fick 法[7]計(jì)算肺循環(huán)血流量（Qp）、體循環(huán)血流量（Qs）、Qp 與Qs 的比值（Qp/Qs）和肺血管阻力（pulmonary vascular resistance, PVR）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 22.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s表示，方差齊的2 組數(shù)據(jù)比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料組間比較采用Fish's 確切概率法。采用Pearson 相關(guān)分析對(duì)2 組數(shù)據(jù)的相關(guān)性進(jìn)行分析。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 患者的臨床資料

由表1 可知，PAH-CHD 組患者包括房間隔缺損6 例、室間隔缺損5 例、動(dòng)脈導(dǎo)管未閉3 例、房間隔缺損合并動(dòng)脈導(dǎo)管未閉1 例、室間隔缺損合并動(dòng)脈導(dǎo)管未閉1 例。PAH-CHD 組患者的Qp/Qs 為1.78±0.81。IPAH 組和PAH-CHD 組患者的mPAP 和PVR之間的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05，表1）。2

.2 2 組患者心室rMGU 的比較

動(dòng)態(tài)18F-FDG PET 心肌代謝顯像測(cè)得的IPAH組和PAH-CHD 組患者右心室rMGU 之間的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05，表1）。典型病例的動(dòng)態(tài)18F-FDG PET 顯像圖見(jiàn)圖1。

表 1 2 組患者的臨床資料Table 1 Clinical characteristics of two group patients

2.3 2 組患者心室rMGU 與肺血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的相關(guān)性分析

IPAH 組患者右心室的rMGU 與mPAP 存在正相關(guān)（圖2 A），與PVR 無(wú)相關(guān)性（圖2 B）；左心室的rMGU 與mPAP、PVR 均無(wú)相關(guān)性（r=0.173，P=0.400；r=0.062，P=0.770）。PAH-CHD 組患者右心室的rMGU 與mPAP、PVR 均無(wú)相關(guān)性（圖2 C、D）；左心室的rMGU 與mPAP、PVR 也均無(wú)相關(guān)性（r=0.079，P=0.772；r=?0.247，P=0.357）。

3 討論

PAH 是一種以進(jìn)行性肺血管重構(gòu)為特征的疾病，右心室功能是影響PAH 患者預(yù)后的主要因素[8]。隨著疾病的進(jìn)展，在右心室重構(gòu)過(guò)程中，心肌能量代謝的方式由脂肪酸氧化供能轉(zhuǎn)變?yōu)樘墙徒夤┠?，脂肪酸氧化代謝隨之降低[9]。18F-FDG 作為一種葡萄糖類似物，可以被心肌細(xì)胞吸收，但其進(jìn)入細(xì)胞后不能被進(jìn)一步利用，而是聚集在細(xì)胞內(nèi)作為示蹤劑，從而反映心肌細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取[10]。在本研究中我們發(fā)現(xiàn)，IPAH 患者右心室的rMGU與mPAP 存在正相關(guān)，與之前的研究結(jié)果一致[5]。Oikawa 等[11]的研究結(jié)果表明，IPAH 患者右心室游離壁18F-FDG 的SUV 增加，并且發(fā)現(xiàn)其與右心室負(fù)荷的嚴(yán)重程度有關(guān)。此外一些研究結(jié)果顯示，IPAH 患者右心室心肌18F-FDG 的SUV 與6 min 步行試驗(yàn)距離、mPAP、PVR 以及三尖瓣環(huán)收縮期位移、Tei 指數(shù)等功能指標(biāo)相關(guān)[5-6,12-14]。Can 等[15]研究發(fā)現(xiàn)，PAH 患者右心室/左心室心肌葡萄糖攝取率與收縮期PAP 呈線性相關(guān)，與PVR、mPAP 無(wú)相關(guān)性。綜上研究結(jié)果表明，右心室心肌18F-FDG攝取具有評(píng)估患者PAH 嚴(yán)重程度的潛力。

圖 1 特發(fā)性肺動(dòng)脈高壓患者（A）和先天性心臟病相關(guān)肺動(dòng)脈高壓患者（B）右心室長(zhǎng)軸動(dòng)態(tài)18F-FDG PET 顯像圖 A 為男性患者，26 歲，右心室心肌葡萄糖利用率為 0.149 μmol·g·?1min?1；B 為女性患者，29 歲，右心室心肌葡萄糖利用率為0.150 μmol·g·?1·min?1。FDG：氟脫氧葡萄糖；PET：正電子發(fā)射斷層顯像術(shù)Figure 1 The representative long-axis slices from 18F-FDG PET images of patient with idiopathic pulmonary arterial hypertension(A, male, 26 years old) and patient with pulmonary arterial hypertension related to congenital heart disease (B, female, 29 years old)

圖 2 IPAH 組和PAH-CHD 組患者右心室rMGU 與mPAP（A、C）和PVR（B、D）相關(guān)性分析的散點(diǎn)圖 IPAH 為特發(fā)性肺動(dòng)脈高壓；PAH-CHD 為先天性心臟病相關(guān)肺動(dòng)脈高壓；rMGU 為心肌葡萄糖利用率；mPAP：平均肺動(dòng)脈壓力；PVR：肺血管阻力。1 mm Hg=0.133 kPaFigure 2 Scatter plot of correlation analysis between right ventricular rate of myocardium glucose utilization and mean pulmonary artery pressure (A, C) and pulmonary vascular resistance (B, D) in idiopathic pulmonary arterial hypertension and pulmonary arterial hypertension related to congenital heart disease

值得注意的是，以往的研究很少涉及不同類型PAH 患者右心室代謝的比較。Fang 等[5]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，IPAH 患者與PAH-CHD 患者右心室、左心室的心肌葡萄糖攝取率的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。IPAH 患者右心室/左心室心肌18F-FDG 攝取率與mPAP 和PVR 均呈正相關(guān)；而PAH-CHD 患者右心室/左心室18F-FDG 攝取率僅與PVR 相關(guān)。在本研究中，PAH-CHD 組和IPAH 組患者右心室的rMGU差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且IPAH 組患者右心室的rMGU與mPAP 存在相關(guān)性，與Fang 等[5]的研究結(jié)果一致。但在本研究中，PAH-CHD 患者右心室的rMGU與PVR 及mPAP 均無(wú)相關(guān)性。其原因可能是本研究納入的PAH-CHD 患者均未行心臟根治手術(shù)并且采用右心室的rMGU 作為指標(biāo)。而在Fang 等[5]的研究中，所有PAH-CHD 患者在檢查前均行心臟外科根治術(shù)，且采用的半定量指標(biāo)是右心室/左心室心肌18F-FDG 攝取率[5]。由于IPAH 與PAH-CHD的病理生理機(jī)制不同，IPAH 患者心臟結(jié)構(gòu)完整，隨著疾病的進(jìn)展，PVR 增加，右心室受累逐漸加重，rMGU 增高；而PAH-CHD 患者早期存在左向右分流，右心室前負(fù)荷增加，右心室受累，隨著疾病的進(jìn)展，可出現(xiàn)雙向分流或者右向左分流，右心室前負(fù)荷較之前減少，這可能是導(dǎo)致PAH-CHD 患者右心室的rMGU 與PVR、mPAP 無(wú)相關(guān)性的原因。

本研究通過(guò)對(duì)右心室和左心室心肌葡萄糖攝取的絕對(duì)定量測(cè)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PAH 患者以右心室心肌葡萄糖代謝增高為主，而左心室心肌葡萄糖代謝水平變化不明顯。然而，本研究還存在一些不足：作為初步的探索性研究，樣本量較小，研究結(jié)論還需要更大規(guī)模的前瞻性研究證實(shí)；此外，僅研究了IPAH 和PAH-CHD 2 種類型的PAH，還需要對(duì)更多類型進(jìn)行深入的探討。

綜上所述，應(yīng)用動(dòng)態(tài)18F-FDG PET 心肌代謝顯像，可以絕對(duì)定量檢測(cè)PAH 患者右心室和左心室心肌葡萄糖的攝取情況，能夠在一定程度上反映IPAH 的嚴(yán)重程度，mPAP 無(wú)差異的IPAH 和PAHCHD 患者右心室的心肌葡萄糖代謝水平無(wú)明顯差異。

利益沖突本研究由署名作者按以下貢獻(xiàn)聲明獨(dú)立開(kāi)展，不涉及任何利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明王歆惠負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析、論文的撰寫(xiě)；汪蕾負(fù)責(zé)研究方案的設(shè)計(jì)、論文撰寫(xiě)的指導(dǎo)；方緯負(fù)責(zé)入組病例的提供與分析；閆朝武負(fù)責(zé)病例的收集與整理、論文的審閱。