核子醫學心肌灌注掃描 (Myocardial Perfusion Imaging, MPI)

我們來詳細介紹心肌灌注掃描 (Myocardial Perfusion Imaging, MPI)。這是一項在心臟科非常重要的非侵入性檢查，用於評估心肌的血流灌注情況。

心肌灌注掃描 (Myocardial Perfusion Imaging, MPI)

1. 定義與目的

心肌灌注掃描是一種核醫學影像技術，透過靜脈注射放射性示蹤劑 (radiotracer)，並利用伽瑪攝影機 (gamma camera) 偵測示蹤劑在心肌組織中的分佈情況。其主要目的包括：

  • 評估心肌血流灌注： 偵測冠狀動脈狹窄或阻塞導致的心肌缺血。

  • 評估心肌存活 (Myocardial Viability)： 判斷心肌梗塞後受損區域的心肌細胞是否仍然存活。

  • 風險分層與預後評估： 評估患者未來發生心血管事件（如心肌梗塞、心因性死亡）的風險。

  • 治療反應評估： 評估冠狀動脈介入治療 (PCI) 或繞道手術 (CABG) 後心肌血流改善的程度。

2. 基本原理

MPI 的核心原理是「有血流才有示蹤劑分佈」。示蹤劑會隨血流到達心肌細胞，並被健康的心肌細胞攝取。若冠狀動脈有顯著狹窄，壓力狀態下（如運動或藥物刺激）該血管供應的心肌區域血流量相對不足，導致示蹤劑攝取減少，形成影像上的「冷區」(cold spot) 或灌注缺損 (perfusion defect)。

  • 放射性示蹤劑 (Radiotracers)：

    • 鉈-201 (Thallium-201, <sup>201</sup>Tl)：

      • 鉀離子的類似物，透過 Na<sup>+</sup>/K<sup>+</sup>-ATPase 主動運輸進入心肌細胞。

      • 反映心肌血流和細胞膜完整性。

      • 具有「再分佈」(redistribution) 的特性：注射後數小時，缺血但存活的心肌區域，示蹤劑會逐漸從血流或其他正常組織轉移過來，使原本的缺損區域影像強度增加。壓力相和延遲相（再分佈相）的比較可用於區分缺血和瘢痕。

      • 缺點：半衰期較長 (約73小時)，光子能量較低，影像品質相對較差，輻射劑量較高。

    • 鎝-99m (Technetium-99m, <sup>99m</sup>Tc) 標記藥物：

      • <sup>99m</sup>Tc-Sestamibi (MIBI) 和 <sup>99m</sup>Tc-Tetrofosmin 是最常用的。

      • 被動擴散進入心肌細胞，主要滯留於粒線體內，反映心肌血流。

      • 優點：半衰期較短 (約6小時)，光子能量較佳，影像品質較好，輻射劑量較低。

      • 無明顯再分佈現象，因此通常需要進行兩次注射（壓力相和休息相）。

  • 壓力測試 (Stress Test)： 為了誘發或突顯冠狀動脈狹窄造成的血流差異，MPI 通常會配合壓力測試進行。

    • 運動壓力測試 (Exercise Stress Test)：

      • 病人於跑步機 (treadmill) 或固定式腳踏車上運動，逐步增加運動強度，直到達到目標心率或出現症狀/心電圖變化。

      • 最能模擬生理狀態下的心肌需氧量增加。

      • 適用於能運動且心電圖基線正常的患者。

    • 藥物壓力測試 (Pharmacologic Stress Test)：

      • 適用於無法運動或運動無法達到足夠心率負荷的患者。

      • 血管擴張劑 (Vasodilators)：

        • Adenosine, Dipyridamole, Regadenoson (選擇性 A<sub>2A</sub> 腺苷受體作用劑)。

        • 原理：這些藥物能擴張正常的冠狀動脈，增加血流量；而已有顯著狹窄的冠狀動脈因已處於代償性擴張狀態或內皮功能失常，無法進一步擴張。這導致正常與狹窄血管供應區域之間的血流差異更為明顯 (冠狀動脈竊血現象, coronary steal phenomenon)。

        • 副作用：胸悶、呼吸急促、頭痛、潮紅、低血壓、房室傳導阻滯等。Regadenoson 副作用較少，作用時間較短。

      • 強心劑 (Inotropic Agents)：

        • Dobutamine。

        • 原理：Beta-1 受體作用劑，增加心肌收縮力、心率，從而增加心肌耗氧量，模擬運動效果。

        • 適用於對血管擴張劑有禁忌症的患者（如嚴重氣喘、COPD）。

        • 副作用：心悸、胸痛、心律不整、血壓變化。

  • 影像擷取技術：

    • 單光子射出電腦斷層掃描 (Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT)： 最常用的技術，可提供心肌灌注的三維斷層影像。

    • 正子射出電腦斷層掃描 (Positron Emission Tomography, PET)： 敏感度和特異度更高，空間解析度更佳，能更精準定量血流量。常用示蹤劑如 <sup>82</sup>Rubidium, <sup>13</sup>N-Ammonia (評估灌注) 和 <sup>18</sup>F-FDG (評估心肌代謝，用於存活心肌評估)。PET MPI 成本較高，普及率不如 SPECT。

3. 適應症 (Indications)

根據台灣心臟學會及國際指引 (如 ACC/AHA/ASNC)，MPI 的主要適應症包括：

  • 診斷冠狀動脈疾病 (CAD)：

    • 有胸痛或其他疑似心絞痛症狀，且 CAD 事前機率 (pre-test probability) 為中度的患者。

    • 心電圖異常 (如 LBBB, WPW, 心室起搏) 使運動心電圖判讀困難者。

  • 已知 CAD 患者的評估：

    • 評估缺血的範圍、嚴重程度及位置。

    • 心肌梗塞後，評估殘餘缺血、存活心肌及預後。

    • 追蹤 PCI 或 CABG 後的療效。

  • 風險分層：

    • 無症狀但有多重 CAD 風險因子者 (選擇性使用)。

    • 接受非心臟重大手術前的術前心血管風險評估。

  • 評估呼吸困難等非典型症狀是否與心肌缺血相關。

4. 禁忌症 (Contraindications)

  • 對示蹤劑或壓力藥物過敏者 (罕見)。

  • 懷孕婦女 (絕對禁忌)。 哺乳婦女需依示蹤劑種類暫停哺乳數小時至數日。

  • 壓力測試的禁忌症：

    • 絕對禁忌症：

      • 急性心肌梗塞 (AMI) (2天內，除非病情穩定且評估有益)。

      • 不穩定型心絞痛 (Unstable angina) 未經藥物穩定者。

      • 未控制且導致症狀或血流動力學不穩定的心律不整。

      • 有症狀的嚴重主動脈瓣狹窄 (Symptomatic severe aortic stenosis)。

      • 未控制的症狀性心衰竭。

      • 急性肺栓塞或肺梗塞。

      • 急性心肌炎或心包膜炎。

      • 急性主動脈剝離。

    • 相對禁忌症： (需謹慎評估風險效益)

      • 左主冠狀動脈狹窄。

      • 中度瓣膜性心臟病。

      • 嚴重高血壓 (如收縮壓 >200 mmHg 或舒張壓 >110 mmHg)。

      • 電解質異常。

      • 心動過速或心動過緩。

      • 肥厚性阻塞性心肌病變 (HOCM) 且有顯著出口阻塞者。

      • 身體或精神障礙導致無法配合運動。

      • 高度房室傳導阻滯 (High-grade AV block) 未置放心律調節器者。

  • 特定藥物壓力測試的禁忌症：

    • Adenosine/Dipyridamole： 活動性支氣管痙攣 (如嚴重氣喘、COPD)、第二度或第三度房室傳導阻滯 (未置放心律調節器者)、病竇症候群 (Sick sinus syndrome)、收縮壓 <90 mmHg、近期 (24-48小時內) 使用過 Dipyridamole 或含咖啡因/茶鹼的藥物或飲品。

    • Dobutamine： 嚴重高血壓、不穩定心絞痛、近期心肌梗塞伴有複雜性心室心律不整、顯著主動脈出口阻塞 (如 HOCM、嚴重主動脈狹窄)、已知或懷疑主動脈剝離。

5. 檢查流程

典型的 SPECT MPI 流程 (以 <sup>99m</sup>Tc-Sestamibi 為例，1-day protocol)：

  1. 準備：

    • 空腹至少4-6小時。

    • 避免咖啡因、茶、巧克力等含咖啡因製品至少12-24小時 (若要使用 Adenosine/Dipyridamole/Regadenoson)。

    • 醫師可能會指示停用某些心臟藥物 (如 β-blockers, nitrates, calcium channel blockers) 以提高檢查敏感度，但需個案評估。

  2. 休息相影像 (Rest Study)：

    • 靜脈注射第一劑 <sup>99m</sup>Tc-Sestamibi。

    • 等待約 30-90 分鐘讓示蹤劑充分分佈。

    • 進行第一次 SPECT 影像擷取 (約15-30分鐘)。

  3. 壓力相影像 (Stress Study)：

    • 休息相影像完成後，或間隔一段時間 (依院所流程)。

    • 進行運動或藥物壓力測試。

    • 在壓力達到高峰期 (peak stress) 或運動結束前1-2分鐘，靜脈注射第二劑 <sup>99m</sup>Tc-Sestamibi (劑量通常是休息相的2-3倍)。

    • 壓力測試結束後，等待約 15-60 分鐘。

    • 進行第二次 SPECT 影像擷取。

    • (若使用 <sup>201</sup>Tl，則先進行壓力相注射與掃描，3-4小時後再進行再分佈相掃描，無需第二次注射。)

6. 影像判讀

醫師會比較壓力相和休息相的心肌灌注影像，通常以短軸 (short axis)、垂直長軸 (vertical long axis) 和水平長軸 (horizontal long axis) 切面呈現。左心室會被分成多個節段 (如17-segment model) 進行評估。

  • 正常 (Normal Perfusion)： 壓力相與休息相心肌各區域均勻攝取示蹤劑，無明顯灌注缺損。

  • 可逆性缺血 (Reversible Ischemia)：

    • 壓力相出現灌注缺損 (冷區)。

    • 休息相時此缺損完全或大部分恢復正常灌注。

    • 意義： 提示該心肌區域由一條或多條有顯著狹窄的冠狀動脈供應，壓力下血流不足，但心肌細胞仍存活。這是血運重建治療 (PCI/CABG) 的潛在目標。

  • 固定性缺損/瘢痕 (Fixed Defect / Scar)：

    • 壓力相與休息相均出現灌注缺損，且缺損程度相似。

    • 意義： 提示該心肌區域已發生壞死，形成瘢痕組織，血運重建通常無法改善此區域功能。

  • 部分可逆性缺損 (Partially Reversible Defect / Mixed Defect)：

    • 壓力相有灌注缺損，休息相時缺損部分改善但仍未完全恢復正常。

    • 意義： 可能代表瘢痕組織合併周邊缺血心肌，或嚴重缺血導致休息狀態下血流仍未完全恢復 (stunning/hibernation)。

  • 其他重要發現 (Ancillary Findings)：

    • 短暫性缺血性擴張 (Transient Ischemic Dilation, TID)： 壓力相的左心室腔容積明顯大於休息相 (TID ratio > 正常參考值，如 >1.13-1.22，依各實驗室標準)。

      • 意義： 通常提示嚴重且廣泛的心肌缺血，可能為多支血管病變、左主冠狀動脈病變，或平衡性嚴重病變。與較差預後相關。

    • 壓力後左心室射出分率下降 (Post-stress LVEF reduction)： 若進行 Gated SPECT (心電圖同步擷取)，可計算 LVEF。壓力後 LVEF 明顯下降提示壓力誘發的心肌功能障礙。

    • 肺部示蹤劑攝取增加 (Increased Lung Uptake)： 通常以肺部與心臟的示蹤劑攝取比例 (Lung-to-Heart Ratio, LHR) 評估。

      • 意義： 提示壓力引起左心室功能障礙，導致左心室舒張末期壓力升高及肺鬱積。與較差預後相關。

    • 右心室攝取增加 (Increased Right Ventricular Uptake)：

      • 意義： 可能提示右心室肥厚、右心室壓力或容積負荷過重 (如肺高壓、嚴重左心衰竭)。

  • 定量分析 (Quantitative Analysis)：

    • Summed Stress Score (SSS)： 將壓力相各心肌節段的灌注缺損程度評分 (0=正常, 1=輕度, 2=中度, 3=重度, 4=無攝取) 並加總。

    • Summed Rest Score (SRS)： 休息相各節段缺損程度評分加總。

    • Summed Difference Score (SDS = SSS - SRS)： 代表可逆性缺血心肌的總量。

    • 分數越高，代表缺血/瘢痕範圍越大、程度越嚴重。一般而言：

      • SSS 0-3: 正常或接近正常。

      • SSS 4-8: 輕度異常。

      • SSS 9-13: 中度異常。

      • SSS >13: 重度異常。

      • SDS > 2-4 (依標準) 提示有顯著缺血。

7. 臨床應用與價值

  • 診斷 CAD： 對於中度 CAD 風險患者，MPI 有良好的診斷準確性 (敏感性約 85-90%，特異性約 70-80%)。

  • 風險分層：

    • 正常的 MPI (SSS=0) 預示未來一年內主要心血管事件 (MACE) 風險極低 (<1%)，此稱為「保固期」(warranty period)。

    • 缺血範圍越大 (如 SSS > 8 或缺血心肌 >10% 左心室)，未來心血管事件風險越高。

  • 治療決策指引：

    • 若發現大範圍心肌缺血 (>10% 左心室心肌)，通常建議進一步行心導管檢查，並考慮血運重建治療 (PCI 或 CABG)。

    • 小範圍缺血或僅有瘢痕者，可能以藥物治療為主。

  • 存活心肌評估 (Myocardial Viability Assessment)：

    • <sup>201</sup>Tl 的再分佈影像。

    • <sup>99m</sup>Tc 製劑可配合硝化甘油 (Nitroglycerin) 投予後的休息相影像，觀察血流是否改善。

    • FDG-PET 是評估存活心肌的黃金標準之一 (評估葡萄糖代謝，缺血但存活的心肌會增加葡萄糖攝取)。

    • 若左心室功能低下患者存在大範圍存活心肌，血運重建後心功能可能改善。

8. 優點

  • 非侵入性檢查。

  • 能評估心肌缺血的「功能性意義」，而不僅是解剖上的狹窄程度。

  • 可同時評估左心室整體及局部功能 (使用 Gated SPECT 可得到 LVEF、心室容積、室壁運動情況)。

  • 提供重要的預後資訊。

  • 適用於無法運動或心電圖基線異常 (如 LBBB, WPW, 心室起搏器節律) 而影響運動心電圖判讀的患者。

  • 可定位缺血的心肌區域，指導可能的介入治療。

9. 缺點/限制

  • 輻射暴露： 雖然已盡量優化，但仍有一定輻射劑量 (<sup>99m</sup>Tc 製劑約 8-15 mSv，<sup>201</sup>Tl 較高)。

  • 影像假影 (Attenuation Artifacts)：

    • 肥胖患者的軟組織衰減。

    • 女性乳房組織的衰減 (常影響前壁、前間隔壁)。

    • 橫膈膜運動或位置造成的下壁衰減。

    • 需配合 ECG gating、衰減校正技術 (attenuation correction) 或判讀經驗來克服。

  • 平衡性多支血管病變 (Balanced multi-vessel disease)： 若三條主要冠狀動脈都有瀰漫性嚴重狹窄，可能導致心肌各區域血流普遍性下降，在相對比較下可能呈現「假陰性」或低估整體缺血的嚴重程度。此時，TID、肺部攝取增加、壓力後 LVEF 下降等間接徵象變得非常重要。

  • 費用較運動心電圖高。

  • 藥物壓力測試可能有副作用。

  • 空間解析度不如冠狀動脈電腦斷層血管攝影 (CCTA) 或侵入性心導管。

  • 檢查耗時較長。

10. 與其他心臟檢查的比較 (簡要)

  • vs. 運動心電圖 (Exercise ECG)： MPI 的敏感性及特異性均高於運動心電圖，尤其在女性、LBBB、基線 ST-T 異常的患者。MPI 可定位缺血區域。

  • vs. 壓力心臟超音波 (Stress Echocardiography)： 兩者診斷 CAD 的準確性相似。MPI 對於胸廓異常、肥胖或肺部疾病導致超音波影像品質不佳的患者可能更有優勢；壓力超音波無輻射，可即時評估瓣膜功能和室壁運動，但操作者依賴性較高。

  • vs. 冠狀動脈電腦斷層血管攝影 (CCTA)： CCTA 主要提供冠狀動脈的「解剖結構」資訊 (狹窄程度、斑塊特性)；MPI 提供「功能性」資訊 (血流灌注、缺血嚴重度)。CCTA 的陰性預測值非常高，適合排除 CAD。若 CCTA 發現中度狹窄 (如40-70%)，MPI 可協助判斷其是否造成功能性缺血。

  • vs. 侵入性心導管檢查 (Invasive Coronary Angiography, ICA)： ICA 是診斷 CAD 的黃金標準，可直接觀察血管狹窄程度並可同時進行介入治療 (PCI)。MPI 是非侵入性的篩檢、風險分層及功能評估工具，協助決定哪些患者可能需要 ICA。

11. 台灣本土考量

  • 健保給付： 台灣健保對於 MPI 有明確的給付規範，通常需符合特定臨床適應症，例如：典型心絞痛、運動心電圖陽性或無法判讀、心肌梗塞後評估、特定手術前風險評估等。醫師開立檢查時需符合相關規定。

  • 指引參考： 台灣心臟學會及中華民國核醫學學會會參考國際指引並結合本土經驗，發布相關的臨床建議或共識。臨床實踐上應優先遵循本土最新的專業指引。

以上是對心肌灌注掃描 (MPI) 的詳細介紹。這項檢查在臨床上對於冠狀動脈疾病的診斷、治療和預後評估都扮演著非常重要的角色。

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