存活心肌的影像学检测与评估

王 静 综述 饶 莉 审校

心肌梗死是致死和致残的主要疾病之一，目前治疗心肌梗死的主要方法是冠状动脉血液循环重建，如静脉溶栓、经皮冠状动脉成形术（PTCA）和冠状动脉搭桥术（CABG）等。其目的在于改善存活心肌的血流灌注，恢复局部心肌的功能。若梗死区内存活心肌很少，则血运重建治疗不仅效果差，且手术风险和治疗费用增加。所以检测与评估梗死区内心肌的存活情况对于决策治疗方案、判断再灌注的效果具有重要意义。现就检测方法综合阐述。

1 心肌梗死与存活心肌

冠状动脉闭塞后心肌发生缺血，但并非全部心肌已经发生不可逆转的坏死。根据缺血发生的速度、程度、范围以及有无侧支循环的建立，缺血心肌组织中至少存在3种情况［1］。①坏死心肌：有不可逆转的心肌损害，心肌细胞崩解，即使冠状动脉血流恢复，心功能亦不会得到改善。②冬眠心肌：长期低血流灌注的心肌细胞通过降低收缩功能，减少能量消耗，维持心肌存活，是心肌细胞限制缺血性损伤的一种保护性机制。血流灌注恢复后，心肌功能可得到部分或完全恢复。③顿抑心肌：在急性、短暂、重度缺血缓解后（一般缺血时间＜20min）心肌细胞虽未坏死，但其结构和功能异常改变；当血流灌注恢复正常后，这部分心肌仍需较长时间才能恢复。

在上述 3种情况中，冬眠和顿抑心肌都具有收缩功能储备，在恢复血流灌注后都可以部分或全部恢复收缩功能，属于存活心肌。

2 常用的检测和评估存活心肌的方法

2.1 正电子发射断层扫描显像（positron em ission tomography，PET） 根据存活心肌具有代谢功能的特征，PET通过代谢显像结合灌注显像判断心肌的代谢与血流灌注是否匹配来评估存活心肌，是检测存活心肌最有价值、最准确的方法，被认为是检测心肌存活的“金标准”。

2.1.1 PET心肌代谢显像 目前应用最多的是18F-FDG（18F标记的氟代脱氧葡萄糖）PET心肌代谢显像，其主要通过比较心肌血流灌注与代谢之间的匹配状态对心肌存活进行评估。当心肌灌注节段性降低时，口服葡萄糖后的18F-FDG PET显像显示相应节段摄取正常或相对增加，即灌注-代谢不匹配，表明心肌细胞虽缺血但仍然存活；反之，相应节段18F-FDG摄取减低，即灌注-代谢匹配，表明心肌细胞不存活［2］。Zhang［3］等对 60例心肌梗死的病人血运重建术前和术后均进行18F-FDG PET心肌代谢显像以评估其在检测存活心肌方面的价值，结果18F-FDG PET评估血运重建术后局部室壁运动改善的阳性预测值是88%，阴性预测值是72.6%；评价灌注改善的阳性预测值是84.1%，阴性预测值是85%。

2.1.2 PET心肌灌注显像 常用的心肌灌注显像示踪剂有82Rb、13NH3-H2O、15O-H2O、11C-AC等，其在心肌局部的分布与心肌血流成正比，故心肌的血流灌注情况可评估心肌的存活性。Could［4］等对比了43例陈旧性心梗的坏死心肌、存活心肌对82Rb和18F-FDG的摄取，发现心肌对18F-FDG的摄取与对82Rb的洗脱之间存在很好的相关性（r＝0.82），说明82Rb-PET灌注显像和心肌18F-FDG PET代谢显像评估心肌存活是可比的。

2.2 单光子发射计算机断层显像（single photon em ission computed tomography，SPECT） 由于存活心肌仍保持膜的完整性，可蓄积201铊（201TI）、99m锝-甲氧基异丁基异腈（99mTc-M IBI）等心肌灌注显像剂；如组织内没有蓄积甚至延长了再分布时间仍无示踪剂蓄积，说明该区域心肌已发生不可逆性坏死，故心肌对某些血流显像剂的摄取可反映心肌存活的信息。

2.2.1201TI SPECT心肌显像201TI是通过细胞膜上的Na+-K+-ATP酶系统转运至心肌，其摄取与心肌血流量呈正相关。Pace［5］等研究了31例慢性冠状动脉疾病（coronary artery disease，CAD）伴左室功能下降的患者，发现其预测左室功能改善的敏感性为 82%，特异性为 71%。此外，负荷试验-再注射201TI显像及硝酸甘油介入201TI心肌显像是目前公认的准确评估存活心肌的方法，二者对存活心肌的评估结果与18F-FDG-PET显像相比，一致性达88%［6］。

2.2.299mTc-M IBI SPECT心肌显像99mTc-M IBI是最常用的99m锝（99mTc）标记的心肌显像剂，主要通过细胞膜内外电位差扩散进入心肌细胞。在预测局部功能改善方面，Bax［7］等研究发现99mTc-M IBI的敏感性为73%～100%（平均81%），特异性35%～86%（平均60%）。

2.2.318F-FDG SPECT显像 虽然 FDG-SPECT与FDG-PET的显像方法和步骤不完全相同，但二者对评估存活心肌的对比研究表明，两种方法对有无存活心肌以及存活心肌的部位、大小、数目上无明显差异。Burt［8］等在20例CAD患者中用半定量法分析18F-FDG-SPECT和18F-FDG-PET的显像，发现二者诊断存活心肌的一致性为91%。

2.2.4 双核素心肌显像 静息状态下静脉注射201TI和99mTc-M IBI，1h后两种核素能窗行双核素显像；亦可采用二硝酸异山梨醇酯介入结合的方法［9］。与单核素显像比较，双核素显像增加了检测的准确性，且可节约时间，避免同种核素同一天显像之间的重叠。

2.3 超声心动图（echocardiography） 检测存活心肌有赖于局部冠状动脉血流灌注储备及局部室壁运动储备。

2.3.1 药物负荷超声心动图 该法常用的药物有多巴酚丁胺、硝酸甘油、潘生丁等，其中小剂量多巴酚丁胺负荷超声心动图（low dose dobutam ine stress echocardiography，LDDSE）是最广泛的药物负荷试验。小剂量［5～10µg/（kg·min）］多巴酚丁胺能增加正常心肌、冬眠心肌和顿抑心肌的血流量，改善室壁运动异常节段的心肌收缩运动，对坏死心肌无作用，故能检测出存活心肌；但大剂量［20～40µg /（kg·min）］可诱发缺血。Baer等［10］研究显示，以18F-FDG PET为标准，LDDSE检测存活心肌的阳性预测值是 67%，阴性预测值是78%，LDDSE和18F-FDG PET检测存活心肌的敏感性分别是86%和92%，特异性是88%和69%。

2.3.2 多普勒组织成像（Doppler tissue imaging，DTI） 由于多普勒组织成像能对心肌运动进行定量分析，敏感的检测出常规超声不能看到或仅定性看到的室壁运动异常，因此被广泛应用于冠心病室壁运动及心肌活性的研究。Song［11］等运用多普勒组织成像对 20例心肌梗死患者的缺血节段进行观察，发现其能预测梗死周围组织的存活性和缺血程度，敏感性和特异性分别是82%和81%。

2.3.3 心肌超声背向散射技术（myocardial integrated backscatter，IBS） 通过处理组织射频信号，以量化曲线评价各种组织内细微的变化，定量分析心肌组织的物理声学特性，提取能确定心肌组织特征的信号，根据不同类型的背向散射参数来判断存活心肌。心肌的背向散射积分值随心动周期发生变化，在收缩末期最小，舒张末期最大；存活心肌因尚有收缩储备而呈现随心动周期变化的背向散射积分值，而梗死心肌则无此特点［12］，因此该方法可被应用于心肌存活的研究。

2.3.4 心肌声学造影（myocardial contrast echocardiogra -phy，MCE） 通过测定缺血区的侧支循环是否充分来评估心肌存活。当心肌微循环未受损时，声学造影剂均匀填充于心肌内，可见心肌云雾状影像增强，提示心肌存活；心肌梗死时，微循环受损，局部节段心肌出现充盈缺损。吴雪英［13］等通过静脉注射利声显（Levovist）对 25例陈旧性心肌梗死患者行心肌声学造影间隙显像，评价心肌存活性并与核素心肌显像的节段心肌灌注进行比较，结果心肌声学造影的敏感性和特异性分别为90%和60%，阳性预测值和阴性预测值为84%和72%，与心肌核素显像的符合率为81%。

2.4 磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI） 心脏核磁共振成像具有很高的空间分辨力，可准确划分心内、外膜界限，定量分析收缩功能和储备，是具有竞争力的评估存活心肌的无创性方法。

2.4.1 常规MRI扫描和MR电影成像 现在的MRI技术具有较高的空间分辨率，可准确测量舒张末期室壁厚度（end diastolic wall thickness，EDWT）、收缩期室壁厚度（systolic wall thickness，SWT）。Baer［14］等的常规MRI与18F-FDG PET的对比研究显示，舒张期室壁厚度＜5.5mm、收缩期室壁无增厚的心肌节段18F-FDG PET显示为无活性心肌，故认为舒张期室壁厚度＜5.5mm是不可逆性心肌损害的标准。此外，屏气心肌组织标记电影MR序列，是利用标记线及网格精确显示节段性心肌的运动，通过心肌局部缩短率定量评价心肌收缩功能。

2.4.2 MR心肌灌注成像（MR myocardial perfusion imaging，MRMPI） 通过钆喷替酸葡甲胺（Gd-DTPA）在心肌的分布特征，评估存活心肌。正常状态下Gd-DTPA可迅速溢出血管床分布于细胞外间隙，当心肌细胞膜损伤破坏时，对比剂进入细胞内使排除延迟［15］，在T1WI上呈高信号、延迟增强。苗翠莲［16］等将17例心肌梗死患者的MRMPI延迟期与静息、负荷99mTc SPECT进行对照研究，发现两法诊断心肌梗死的符合率为87.6%。两者符合的病例中，静息、负荷99mTc SPECT诊断为心肌梗死的心肌段 MRMPI延迟期均可确切区分透壁性和非透壁性增强。

目前评估存活心肌的各种方法中（SPECT和PET）共性问题是空间分辨率低，无法显示心内膜下及心外膜下的心肌活性，难以正确评估活性或无活性心肌的透壁程度。而新的MRI技术具有高空间分辨率，可清晰显示心室壁心内膜下及各层心肌的形态及信号强度，有助于心内膜下及各层心肌梗死的准确定位。

2.4.3 多巴酚丁胺负荷 MRI 其原理类似于多巴酚丁胺负荷超声心动图。多巴酚丁胺注入后，由于仅有活性的细胞对该刺激有反应，因此存活心肌收缩期室壁厚度增加，瘢痕组织厚度不增加。Baer［17］等对 43例心肌梗死（梗死时间≥4个月）并有节段心肌运动异常者，分别进行多巴酚丁胺负荷经食管超声心动图及负荷MRI检查，以18F-FDG PET为标准，结果显示多巴酚丁胺负荷经食管超声心动图与负荷MRI的敏感性分别是77%和81%，特异性分别是94%和100%。

2.4.4 磁共振波谱分析（magnetic resonance spectroscope，MRS） 研究较多的有31P-MR波谱成像和细胞内23Na磁共振成像。前者通过检测三磷酸腺苷（ATP）和磷酸肌酸（PCr）等能量物质分析心脏能量代谢和紊乱机制［18］；后者通过心肌细胞内Na+浓度评估存活心肌，因为心肌损害不可逆转时其细胞膜的完整性丧失，Na+-K+泵功能异常致细胞内Na+增加［19］。

2.5 多层螺旋CT（multi-slice computed tomography，MSCT）

随着多层螺旋CT的出现及发展，其时间及空间分辨率大大提高，对显示心内膜下结构的微小病变，具有独特的优势。

在心脏双期对比增强CT检查中，注入非离子型碘对比剂时正常心肌内的浓度迅速达到峰值，表现为均匀一致的早期强化及随后延迟期的强化程度下降；而缺血和梗死心肌则表现出不同类型的强化［20］，包括早期缺损（Early Defect，ED）、剩余缺损（Residual Defect，RD）和延迟强化（late enhancement，LE）。尽管梗死心肌强化的机制尚无定论，但坏死心肌细胞代谢停止，细胞膜完整性破坏，坏死心肌或瘢痕的细胞间隙增大，对比剂流入/流出时间常数的延长被认为是最可能的机制。正常心肌和病变组织间的对比剂浓度差异，是MSCT评估存活心肌的基础［21］。

Paul［22］等使用MSCT在成功的再灌注治疗后预测梗死面积，并与SPECT对比，发现通过延迟增强来预测灌注治疗后心肌梗死面积的敏感性和特异性分别为93%和100%。

3 小结

存活心肌概念的提出深化了人们对缺血心肌的理论认识，为心肌梗死患者再血管化治疗带来了全新的思维理念，也促进了人们对存活心肌检测方法的研究。其中，PET与SPECT可直接检测心肌细胞的代谢活性和组织灌注，其敏感性和特异性均优于其他方法，尤其前者是公认的检测存活心肌的“金标准”；但因其空间分辨率较低，难以反映心肌梗死的透壁程度，且价格昂贵、技术复杂，近期较难推广应用。而超声心动图，特别是药物负荷超声心动图可通过评价异常心肌节段的收缩功能来判断心肌活性，以多切面实时观察、安全、价廉、可重复检查等诸多优点备受关注，具有广阔的应用前景，临床普及率较高。MRI由于技术的提升，可综合利用形态、运动及对比增强等多种技术全面检测心肌活性，尤其MRMPI可清晰显示心内膜至心外膜间心肌梗死的透壁程度及梗死区存活心肌的范围，使其的临床应用颇具前途。MSCT具有较高的时间、空间和密度分辨率，能提供心肌梗死后心脏解剖、形态及功能的综合信息，随着研究的深入有望成为一种功能成像模式，在评估存活心肌方面发挥重要作用。

综上所述，任何方法都有各自的优势和局限性，临床医师应结合患者的特征和临床可行性，选择适合的方法，对那些有存活心肌的患者进行血运重建术，使其心功能恢复，从而改善预后，提高生存率和生活质量。

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