18F-氟代脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描在感染性心内膜炎和器械相关感染中的应用

《PET Clinics》：18F-Fluorodeoxyglucose PET in Infective Endocarditis and Device-Related Infections

　　

18F-氟脱氧葡萄糖（18F-FDG）PET/计算机断层扫描（CT）在超声心动图结论不明确的情况下，显著提高了人工瓣膜心内膜炎和设备相关感染的诊断敏感性。•PET的独特优势在于其能够检测心脏外感染和脓毒性栓塞，从而在一次检查中实现全身评估。•PET对于识别瓣周并发症（如脓肿和瓣膜分离）具有极高价值。•串行PET/CT有助于评估流行病学与危险因素心内膜炎（IE）的全球年发病率每10万人口为3至10例，其中原生瓣膜心内膜炎（NVE）每10万人口占1.9至6.2例。人工瓣膜心内膜炎（PVE）在人工瓣膜患者中的患病率为1%至6%，最高风险出现在瓣膜置换后最初5年内。4,5,6 IE的发病率随年龄增长而增加，男性略多，且在有基础疾病的患者中更高病因与病理生理学革兰氏阳性球菌占IE病例的80%至90%，其中葡萄球菌、链球菌和肠球菌为最常见的病原体。金黄色葡萄球菌尤其与急性、侵袭性疾病相关。较不常见的原因包括HACEK菌群（流感嗜血杆菌、聚合杆菌、人齿垢密螺旋体、罗氏腐败菌和金氏杆菌属）、其他革兰氏阴性菌和真菌。4,8,9在PVE中，微生物学组成随瓣膜植入时间变化。早期PVE临床表现IE的临床表现具有异质性，从急性、快速进展的疾病到更为隐匿、亚急性的病程，其特征为低热和非特异性症状。发热是最常见的表现（约90%），其次是心脏杂音（约65%）和心力衰竭体征（约27%）。栓塞并发症发生在约25%至30%的患者中，可能是最初的临床表现。4,7不典型表现在老年人和免疫功能低下者中更常见诊断IE的诊断依赖于通过血培养和/或血清学检测对致病微生物进行鉴定，以及通常通过超声心动图获得的赘生物影像学证据。1计算机断层扫描冠状动脉CT血管造影（CTA）结合心电图（ECG）门控技术，能够对可疑IE患者的人工瓣膜进行高分辨率、动态评估，从而实现瓣膜及瓣周并发症的全面评估。1,4欧洲心脏病学会（ESC）指南建议在超声心动图结果不明确的可疑IE患者中使用该技术。8尽管具有这些优势，超声心动图在检测小型赘生物（<10 mm）、瓣叶穿孔和瘘管方面仍然更为优越，这些可能在PET/CT上氟脱氧葡萄糖PET/计算机断层扫描在感染影像中的原理18F-氟脱氧葡萄糖（18F-FDG）PET/CT是一种成熟的感染和炎症检测成像技术，其基础是使用FDG（一种葡萄糖类似物），它通过上调的葡萄糖转运体（GLUT-1和GLUT-3）在活化的炎症细胞（白细胞、巨噬细胞和T淋巴细胞）中积聚。细胞摄取后，FDG被磷酸化为FDG-6-磷酸；但由于C-2位置缺少羟基，无法进一步进行糖酵解代谢，导致患者准备与心肌抑制方案准确解读IE中的18F-FDG PET/CT需要有效抑制生理性心肌FDG摄取，因为后者可能掩盖或模拟病理性瓣膜摄取，从而降低诊断准确性。1,7在静息状态下，心肌表现出可变的生理性FDG摄取，因为它以游离脂肪酸和葡萄糖作为能量底物。因此，专门的患者准备方案对于促进代谢向以游离脂肪酸为主的方向转变至关重要感染性心内膜炎的影像表现与并发症根据受累解剖部位，IE的表现可分为（1）瓣膜病变，包括赘生物、瓣叶穿孔和瓣叶假性动脉瘤，以及（2）瓣周并发症，如脓肿、假性动脉瘤、人工瓣膜分离和瘘管形成。4瓣膜表现赘生物是大小和形态各异、易碎的感染相关团块，通常附着于心内膜衬里或人工材料上，其存在构成IE的主要诊断标准。4,8持续炎症可导致进行性瓣膜破坏，因瓣叶穿孔、瓣下延伸、腱索断裂或大量赘生物导致的瓣叶关闭不全而导致反流。22,23经食道超声心动图仍然是检测小型瓣周并发症瓣周扩展感染频繁提示IE患者需早期手术干预22，且在PVE（56%–100%）中比在NVE（10%–40%）中更为常见。24它可能导致脓肿、假性动脉瘤、分离、瓣周漏或瘘管形成，并伴有高发病率和死亡率。鉴于其与经食道超声心动图相比在瓣周受累患者中诊断准确性更高，推荐使用冠状动脉CT或混合PET/CT。4•瓣周脓肿：瓣周感染性心内膜炎及心脏并发症的诊断FDG PET/CT补充超声心动图和CT在可疑IE评估中的作用。与增强CTA整合（PET/CTA）可同时进行代谢活性和详细解剖特征评估，提高对可疑发现的解读并影响治疗决策。25感染性心内膜炎中18F-氟脱氧葡萄糖PET/计算机断层扫描的解读FDG PET/CT发现的解读应结合临床背景，考虑摄取的模式、强度和分布。•沿人工瓣膜轻度、均匀的FDG摄取，特别是在早期术后（<3个月），通常被认为是生理性的，反映无菌性炎症变化而非感染。因此，PET发现应在适当的临床和时间背景下解读。7•相比之下，强烈的局灶性PET/计算机断层扫描在感染性心内膜炎中的局限性•生理性心肌摄取：背景心肌FDG摄取的可变性可能掩盖或模拟病理性瓣膜活动，特别是在患者准备不充分时。•假阴性结果：持续或延长抗菌治疗可抑制炎症活动并减少FDG摄取，可能掩盖活动性感染。•炎症反应减弱和生物膜形成：在人工瓣膜心内膜炎中，细菌生物膜和相对微弱的宿主炎症反应可能放射性标记白细胞SPECT/计算机断层扫描放射性标记白细胞SPECT/CT是评估感染性过程的成熟技术，与FDG PET不同，不需要特定的患者准备。该方法包括从患者约30至50 mL血样中分离白细胞，然后使用放射性示踪剂（如99mTc-HMPAO或111In-辛酸）进行体外标记，随后在无菌条件下重新注射。30,31由于图像质量更优且放射性标记白细胞SPECT/CT的局限性放射性标记白细胞SPECT/CT受限于相对较低的空间分辨率，这可能妨碍检测小型感染灶。35其在慢性或隐匿性感染中的敏感性进一步降低，特别是由非化脓性病原体（如贝纳顿氏体和小肠结肠炎病原菌）引起的感染，其中白细胞募集不太明显。1此外，该技术对后勤要求较高，通常需要2天成像，采集时间较长，可能心脏植入式电子设备相关感染CIED是植入式系统的统称，包括脉冲发生器和心脏内或心外导线，包括心脏起搏器、心脏再同步治疗（CRT）设备、植入式心脏复律除颤器（ICD）和起搏导线。1设备相关感染是CIED治疗最严重的并发症之一，导致相当大的发病率和死亡率。7 CIED感染可分类为局部（设备囊袋）、系统性（血流或病原学与微生物学CIED相关IE通过植入过程中皮肤菌群直接接种或血流播散时远处感染源的血源性播散而发生。36凝固酶阴性葡萄球菌（CoNS）最常引起慢性囊袋感染，而金黄色葡萄球菌和CoNS在血流感染中占主导地位。37其他病原体包括肠球菌属、β-溶血性链球菌、口腔链球菌、痤疮丙酸杆菌和棒状杆菌属。7,37临床特征与诊断临床表现因受累部位而异。浅表囊袋感染局限于皮肤和皮下组织层，未累及下方CIED硬件，表现为局部炎症体征（肿胀、压痛、红斑和化脓性分泌物）。1,7相比之下，深部囊袋感染通常扩展累及脉冲发生器/导线，可能表现为更广泛的受累，包括伤口裂开。导线相关高级影像学的作用高级核医学影像学在不确定受累范围或深度的CIED感染中尤为有价值。1例如，对于明显浅表的囊袋感染（对口服抗生素有反应）或在超声心动图上明确发现赘生物的血流感染患者，PET/CT并非常规适应症。然而，当浅表和深部囊袋感染的鉴别不明确时，考虑到其对心脏植入式电子设备相关感染的诊断准确性极高，PET/CT被认为是合适的。心室辅助装置心室辅助装置（VAD）是一种外科植入的机械泵，用于支持衰竭的心脏，由内部（植入）和外部组件组成。内部组件包括泵、流入管和流出移植物。外部组件包括控制器、电源和驱动线（连接内部设备与外部系统的专用电缆）。因此，VAD感染可能涉及内部或外部组件。39国际摘要IE仍然是一个复杂的诊断实体，特别是在人工瓣膜和心脏设备的背景下，传统影像学可能受限。多模态影像学已成为必要手段，18F-FDG PET/CT作为一种强大的辅助手段，增强了诊断信心和准确性。除了检测心脏内感染外，PET/CT还提供了独特的全身评估心脏外病灶和并发症的功能，从而影响临床管理。其整合进临床护理要点•FDG PET/CT提高了人工瓣膜心内膜炎和心脏植入式设备相关感染的诊断敏感性，能够全身检测心脏外感染和脓毒性栓塞，识别瓣周并发症，并有助于评估治疗反应。利益冲突声明作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文报告的工作。本文的撰写未获得任何资助。Harpreet Singh|Priyank Rajput|Anish Bhattacharya印度昌迪加尔市160012号，印度后PGIMER（印度医学教育和研究博士后学院），尼赫鲁医院，核医学科，Sector 12