心肌梗死面积的估测方法

冯枫

冠心病（CHD）是危害全球的主要慢性疾病之一，而急性心肌梗死（AMI）则是其中最为凶险的类型。心肌梗死面积（MIS）与左室射血分数和心功能密切相关，对治疗方案的选择和疗效评价有十分重要的意义。目前的评估方法除病理检查能够直接测量梗死面积外，还包括心电图、心肌生化标志物、超声心动图、螺旋CT、核磁共振成像及核素扫描等。

1 心电图对梗死面积的计算与评价

心电图（ECG）是目前临床重要的心脏病检查手段，对心肌梗死的敏感性和特异性为75%和68%[1]，可用于MIS的评估，计算方法主要包括：

1.1 基于QRS的评价（Wagner-selvester计分法）该法由Wagner首先提出[2]， Selvester进行了加权修正。通过Ⅰ、Ⅱ、aVL、aVF、V1-V610个导联的Q波和R波宽度、R/Q及R/S振幅比进行计分（57项/32分），前壁心肌梗死（心梗）每分代表3.5%，下壁心梗每分代表2.5%。后Nancy再次进行了修正，修改了54项/32分，每分占3% （表1）；Wagner最终采用37项/29分制进行统计。

表1 Wagner-selvester计分法

Wagner等将MIS划分成小面积组（≤5分），中面积组（6～9分）、大面积组（≥l0分）。当计算面积≥15%或评分≥l0分时，患者心衰及死亡的风险增加，该方法适用于心电图发展完全（即Q波完全形成）后。尸检结果已证实该计分法与AMI相关度较好，尤其是前壁心梗（r=0.9），且特异性较高。此后很多人加以改进，Hirdman提出54项/32分；Sevilla提出51项/32分，改善了回旋支范围的评估准确性；Freye提出新49项/31分，增加了对左室肥厚的考虑，都对临床有所帮助。但总体上，基于QRS波的计算对存在室内传导异常、心肌肥厚及非ST段抬高型心肌梗死（NSTEMI）患者估测的准确性较差。

1.2 基于ST的评价（Aldrich及Clemmensen估测法）

1.2.1 Aldrich估测法[3]前壁：AMI范围（%）=3×（1.5×ST段抬高导联数-0.4）；下壁：AMI范围（%）=3×[Ⅱ、Ⅲ、aVF导联ST段抬高之和（mm）+0.2]。

1.2.2 Clemmensen估测法[4]Clemmensen对Aldrich法的算法进行了改进。该类算法基于入院首份心电图，可计算危险心肌数量[5]。经与核磁比对，发现两者与Wagner-selvester相关性良好[5]，但对前壁心梗面积估测偏大，对下壁心梗估测能力稍差[6]。

AMI范围（%）=3×（0.6×所有导联ST段抬高值之和+2.0）或AMI范围（%）=3×[0.6×Ⅱ、Ⅲ、aVF导联ST段抬高值之和（mm）+2.0]+3×（1.5×其他ST段抬高导联数-0.4）；

1.3 基于ST及QRS的评价（Wilkin估测法）[7]Wilkins采用多变量分层直线回归推出该法，并证明该法在全病程准确稳定[8]。

前壁：AMI范围（%）=1.88×ST段抬高导联数+2.19×异常Q波导联数+1.56×高大T波导联数+5.80（aVR导联除外）；下壁：AMI范围（%）=0.94×ST段抬高值之和+2.19×超过异常Q波规定时间值之和+8.73。

除此之外，还有心肌梗死损伤积分法、Novacode法及Minnesoda code法等多种方法。有研究认为，以上所有算法中，以Wagner-selvester法相关性最优，但各法在评价多部位梗死面积时准确度均较差[9]。

2 心肌生化标志物对梗死面积的计算与评价

心肌梗死后，细胞膜通透性改变甚至崩解，使部分酶学指标异常增高。急诊PCI或溶栓后可能产生二次酶峰，与闭塞血管内积存心肌酶的集体释放有直接关系[10]。采用1g心肌坏死释放到血的酶量估计MIS发现峰值或曲线下面积与梗死面积具有良好的相关性[11]。MatLab V4.2进行分析结果显示，各酶释放浓度及积累值与梗死面积间存在线性相关，包括CK、CKMB、肌钙蛋白（cTnT和cTnI）等。其中cTnT为双峰，第2峰值及曲线下面积相关性更好[12]。有文献提示cTnT对PCI后MIS的评估也有十分重要的价值[13]，cTnI曲线下面积与心肌梗死面积指数（ISI，可由核素显像测得）相关性可表示为Y=1.39×10-4X+0.20[14]。

3 超声心动图对梗死面积的计算与评价

超声心动图（UCG）是直观了解心脏结构、并能对心肌功能进行检测的无创检查方法之一。目前使用17节段划分（又称“牛眼图”，图1）及运动评分（正常：1分；运动减低：2分；运动消失：3分；矛盾运动：4分；室壁瘤：5分）对节段室壁运动异常（regional wall motion abnormality，RWMA）进行定位及半定量分析[15]。有证据表明，室壁运动评分指数（wall motiong score index，WMSI）与MIS密切相关[16]。但除了梗死心肌，阶段运动异常亦可见于一过性缺血区、陈旧梗死区、顿抑心肌、冬眠心肌以及某些心肌炎等；另外，受图像显示所限，对下壁评价的准确性不高[17]。

图1 左心室17节段划分图

3.1 二维斑点追踪显像对梗死面积的计算与评价 二维斑点追踪显像（STE）是在二维超声图像的基础上，利用斑点追踪技术，计算心肌的形变，可以较为全面、准确地反映局部心肌的运动[18]。目前可应用QLab/TMQA插件分析图像。有研究提示STE对图像及采集帧频要求高、重复性不佳，并且对左室短轴纵向运动及损伤的预估有限制[19]。而实时、谐波和超谐波心肌超声造影的准确性均较高[20]。

3.2 心肌声学造影对梗死面积的计算与评价 心肌声学造影（MCE）主要通过造影剂微泡进入冠状动脉产生回声增强效应显示心肌灌注情况。MCE可通过AD软件对图像进行分析，对指定区域手动逐帧跟踪，软件自动拟合出心肌视频密度时间-强度曲线，计算出峰值声强度（ PI）及峰值减半时间（ HT）、曲线下面积（ AUC）等。MCE以造影剂灰阶变化为指示，通过计算AUC、PI、HT定量血流组织学灌注（低灌注区AUC、PI减低而HT增加），动物实验显示MCE测得梗死面积与尸检相关度良好[21]。

3.3 三维超声及组织多普勒对梗死面积的计算与评价 三维超声及组织多普勒主要通过计算机拟合三维及组织图像，分析局部心肌的运动情况、同步性及应变率，了解心肌形变特点及协调能力。目前主要使用Qlab或EchoPac软件，可利用牛眼图标示的变异范围，使用轨迹球手动确认边缘后模拟测定心梗面积大小[22]。

4 多层螺旋CT（MSCT） 对梗死面积的计算与评价

随着MSCT扫描速度和分辨率的提高使其对MIS的判定有了可能[23]。首先需确立水平长轴、垂直长轴（二尖瓣和心尖连线）及水平短轴（垂直于垂直长轴），而后在水平短轴分析左室心肌的灌注图像，将左室分为20节段，分别测量CT值，每段在不同层面分别测量3次，取平均值，以低密度区为感兴趣区，读出计算器记数曲线获取最佳阈值计算MIS。和病理学方法对比，MSCT延迟增强诊断心肌梗死的敏感性和特异性均在78%～98%[24]。

5 核磁共振成像对梗死面积的计算与评价

磁共振（MRI）由于其大视野、高分辨率、无辐射而广泛的使用于临床。钆喷替酸二葡甲胺盐（Gd-DTPA）等顺磁性物质作为造影剂可迅速大量地进入受损细胞，但排出延迟，使受损心肌节段呈现延迟增强，从而提高了MIS的测量准确性[25]。动物试验证实，强化显影还包括坏死区域及部分缺血区域，所以MIS存在被高估的风险[26]。坏死特异性对比剂 Gadophrin比Gd-DTPA能够更准确地判断MIS，对于非透壁心梗，Gadophrin增强区还可以纵向测量局部的室壁厚度[27]。MRI测定的MIS依靠计算机辅助增强心肌的平面几何法测定。通过薄层面积和多层面厚度求得梗死体积，计算节段总数，再用最大的分值去除，该方法测定的梗死面积与病理测定值显著相关[28]。

6 核素扫描对梗死面积的计算与评价

心血管核素扫描（nuclear imaging）是用放射性核素示踪及显像的一种无创性检查。常用于急性心肌梗死检查的核素扫描手段包括心血管造影、心肌灌注显像、亲心肌梗死显像以及正电子发射计算机体层成像（SPECT），均为临床试验常采用的终点事件评估手段。

SPECT采集的图像经计算机反向投影重建，获得短轴、水平长轴、垂直长轴的心肌断层影像，并利用短轴、垂直长轴两种相关信息建立靶心图。用圆周剖面定量法计算MIS指数，以心肌最高计数的50%为阈值勾划感兴趣区，获得MIS（即极坐标靶心图定量分析法）。计算公式：MIS=（靶心图感兴趣区/靶心图总面积）×100%。左室划分为8个节段进行计分，正常计0分，稀疏计l分，显著稀疏计2分，缺损计3分。2分以上的区域视为梗死区。

另有研究使用GE-VARlCAM旋转式双探头单光子发射型计算机断层摄影仪，经Hanm滤波后对采集的原始图像进行重建，仍采用极坐标靶心图定量分析法，MIS[缺损区像素值／（缺损区像素值+正常区像素值）]。SPECT测定MIS局限性在于需搬动患者，图像不能区别陈旧心梗、急性缺血、顿抑或冬眠心肌，价格昂贵，不便于早期估算。另外，由于受膈肌影响对下壁MIS估测的准确性也较低[29]。

7 病理对梗死面积的估测

病理诊断是MIS计算的金标准。该手段开始用于心肌梗死动物模型（“三高”饮食模型、冠脉结扎模型及转基因小鼠心梗模型）。主要使用苏木精/素（HE）染色、伊文氏蓝、氯化三苯基四氮唑红（TTC）、Nagar Olsen染色、苏木素碱性品红苦味酸染色（HBFP）、改良Gomoris、酸性复红光绿法，以及Myosin免疫组化、SP免疫组化等[30,31]。用图像采集拍照后采用图像分析软件（Imagetool 3.0或BL-2000）分别计算各部分的面积；或以梗死心肌重量（AN）与缺血心肌重量（AI）之比（即AN/AI）表示梗死范围。陈旧MIS可使用面积法、长度法及中轴法。其中中轴法较为简单，扫描左室横轴面切片，系统自动分析各弧长、周长、面积和厚度，以瘢痕弧长百分比计算，MIS%=瘢痕弧长/[（外周长+内周长）/2]×100%[32]。上述手段可用于准确评价MIS并用于其他评估手段的准确性判断。

综上所述，心梗发生之后，其梗死面积的位置、范围及程度的判定有诸多检查方法，每种方法的优势各不相同。病理检查仍是金标准，可用于验证性诊断或动物实验。ST段评分法适于发病初期，QRS评分法适于终末期，其中以Wagner-selvester法相关性最优，但对多位置心梗及下后壁观测准确性有限。心肌酶水平虽与心肌梗死具有良好的线性相关，但无法进行具体面积推算。超声检查则主观性较强，且容易高估数据，多与他法同时使用。CT、磁共振、核素都主要依靠软件分析，其中又以核素的准确性最高，但仍存在对下壁梗估计不足的缺陷，在临床中可根据实际情况灵活选用。

[1]Parker AB,Waller BF. Usefulness of the 12-lead electrocardiogram in detection of myocardial infarction:electrocardiographic-anatomic correlations part I[J]. Clin Cardiol,1996,19(2):141.

[2]Wagner GS,Freye CJ,Palmeri ST,et al. Evaluation of a QRS scoring system for estimating myocardial infarct size.Specificity and observer agreement[J]. Circulation,1982,65(2):342-7.

[3]Aldrich HR,Wagner NB,Boswick J,et al. Use of initial ST-segment deviation for prediction of final electro graphic size of acute myocardial infarcts[J]. Am J Cardiol,1988,61(10):749-53.

[4]Clemmensen P,Granda P,Aldrick HR,et al. Evaluation of formulas for estimating the final size of acute myocardial infarcts from quantitative ST-segment elevation on the initial standard 12-lead ECG[J]. J Electrocardiol,1991,24(1):77-83.

[5]Ripa RS,Holmyang L,Maynard C,et al. Consideration of the total ST-segment deviation on the initial electrocardiogram for predicting final acute posterior myocardial infarct size in patients with maximum ST-segment deviation as depression in leads V1 through V3.A FRISC II substudy[J]. J Electrocardiol,2005,38(3):180-6.

[6]Christian TF,Gibbons RJ,Clements IP,et al. Estimates of myocardium at risk and collateral flow in acute myocardial infarction using electrocardiographic indexes with comparison to radionuclide and angiographic measures[J]. J Am Coll Cardial,1995, 26(2):388-93.

[7]Wilkins ML,Anderson ST,Pryor AD,et al. Variability of acute ST segment predicted myocardial infarct size in the absence of thrombolytic therapy[J]. Am J Cardial,1994, 74(2):174-7.

[8]徐青春. 急性心肌梗死的心电图研究新进展[J]. 中国实用心电图杂志,2007,16(1):78-80.

[9]Pahlm US,Chaitman BR,Rautaharju PM,et al. Comparison of the various electrocardiographic scoring codes for estimating anatomically documented sizes of single and multiple infarcts of the left ventricle[J]. Am J Cardiol,1998,81(7):809-15.

[10]Tanaka H,Abe S,Yamashita T,et al. Serum levels of cardiac troponin I and troponin T in estimating myocardial infarct size soon after reperfusion[J]. Coron Artery Dis,1997,8(7):433-9.

[11]CoUinson PO,Gaze DC. Biomarkers of cardiovascular damage and dysfunction-an overview[J]. Heart Lung Circ,2007,16(3):S71-82.

[12]Steen H,Giannitsis E,Futterer S,et al. Cardiac troponin T at 96 hours after acute myocardial infarction correlates with infarct size and cardiac function[J]. J Am Coil Cardiol,2006,48(11):2192-4.

[13]Hassan AK,Bergheanu SC,Hasan-Ali,et al. Usefulness of peak troponin-T to predict infarct size and long-term outcome in patients with first acute myocardial infarction after primary percutaneous coronary intervention[J]. Am J Cardiol,2009, 103(6):779-84.

[14]赵敏,贾三庆,胡大一. CK,CK-MB,TnT对再通后急性心肌梗死患者梗死面积的估计[J]. 中国医药导刊,2004,6(3):169-72.

[15]Schuijf JD,Shaw LJ,Wijns W,et al. Cardiac imaging in coronary artery disease:differing modalities[J]. BMJ,2005,91(8):1110-7.

[16]Zhang Y,Takagawa J,Sievers RE,et al. Validation of the wall motion score and myocardial performance indexes as novel techniques to assess cardiac function in mice after myocardial infarction[J]. Am J Physiol Heart Circ Physiol,2007,292(2):H1187-92.

[17]Latcham AP,Orsinelli DA,Pearson AC. Recognition of the segmental tendency of false-positive dobutamine stress echocardiograms and its effects on test sensitivity and specificity[J]. Am Heart J,1995,129(5):1047-50.

[18]Richand V,Lafitte S,Reant P,et al. An ultrasound speckle tracking（two- dimensional strain）analysis of myocardial deformation in professional soccer players compared with healthy subjects and hypertrophic cardiomyopathy[J]. Am J Cardiol,2007,100(1):128-32.

[19]马春燕,李志清,任卫东,等. 超声二维斑点追踪显像评价犬心肌梗死面积和心肌存活性的研究[J]. 中国超声医学杂志,2009,25(2):108-11.

[20]邢艳秋,张运,刘向群,等. 实时,谐波和超谐波心肌超声造影技术检测急性心肌梗死面积准确性的对比研究[J]. 中华超声影像学杂志,2007,16(9):795-8.

[21]Park SW,Lee SY,Park SJ,et al. Quantitative assessment of infarct size in vivo by myocardial contrast echocardiography in a murine acute myocardial infarction model[J]. Int J Cardiol,2004,97(3):393-8.

[22]王慧芳,Li XK,Sahn DJ,等. 三维重建组织多普勒成像测量心肌梗死面积的实验研究[J]. 中华超声影像学杂志,2002,11(11):679-82.

[23]Lessick J,Mudak D,Rispler S,et al. Comparison of multi-detector computed tomography versus echocardiography for assessing regional left ventricular function[J]. Am J Cardiol,2005,96(7):101l-5.

[24]Saeed M,Lund G,Wendland MF,et al. Magnetic resonance characterization of the peri—infarction zone of reperfused myocardial infarction with necrosis specific and extracellular nonspecific contrast media[J]. Circulation,2001,103(6):871-6.

[25]Arai AE. Magnetic Resonance Imaging for Area at Risk,Myocardial Infarction,and Myocardial Salvage[J]. J Cardiovasc Pharmacol Ther,2011,16(3-4):313-20.

[26]Fieno DS,Kim RJ,Chen EL,et al. Contrast-enhanced magnetic resonance imaging of myocardium at risk:distinction between reversible and irreversible injury throughout infarct healing[J]. J Am Coll Cardiol,2000,36(6):1985-91.

[27]Pislaru SV,Ni Y,Pislaru C,et al. Noninvasive measurements of infarct size after thrombolysis with a necrosis-avid MRI contrast agent[J].Circulation,1999,99(5):690-6.

[28]许丹,尚小明,姜玉如,等. 不同介入治疗方案选择对急性心肌梗死患者心功能及心肌组织灌注的影响[J]. 中国心血管杂志,2006,11(5):352-5.

[29]Gibboas RJ,Miller TD,Christian Tic. Infarct size measured by single photon emission computed tomographic imaging with 99mTcsestamibi:A measure of the efficacy of therapy in acute myocardial infarction[J].Circulation,2000,101(1):101-8.

[30]张新宁,吕琪,张永亮,等. 大鼠心肌缺血再灌注模型建立方法的改进[J]. 武警医学院学报, 2008,17(11):941-4.

[31]邵同先,张苏亚. 不同组化染色对实验性急性心肌缺血的早期诊断研究[J]. 陕西医学杂志,2005,34(4):443-5.