负荷磁共振心肌灌注成像在冠心病中的应用*

章维综述，闫东、赵新湘审校

综述

负荷磁共振心肌灌注成像在冠心病中的应用*

章维综述，闫东、赵新湘审校

近年来，负荷磁共振（MR）心肌灌注成像已经成为一个可以准确诊断冠心病并提供大量预后信息的非侵入性检查技术。它具有早期准确的发现冠状动脉病变、观察局部和整体的心功能、高空间分辨率、没有电离辐射等优势。本文对负荷MR心肌灌注成像在诊断冠心病中的应用做一综述。

心脏磁共振；负荷心肌灌注成像；冠心病

近半个世纪以来心血管疾病已成为危害人类健康和导致死亡的主要原因，而冠心病是其中最重要的组成部分，它的发病率和死亡率始终居高不下[1,2]。心血管疾病的发生与心肌微循环障碍密切相关。心肌微循环是指冠脉微动脉和小静脉之间的血液循环，是心肌细胞与血液进行物质交换的重要场所和必要条件。正常的血液灌注须由正常的血液流态来维持。当冠状动脉狭窄导致血流量减少时，心肌供氧减少、灌注减低，会导致心肌的舒张、收缩功能受损，最终引起相应的心肌缺血临床症状。由于灌注减低发生于心电图（ECG）变化和临床出现心绞痛等症状之前，因此观察灌注异常对缺血性心脏病的诊断有积极的意义，可了解心肌缺血后病理生理变化的早期改变，是心血管领域研究的一个热点。

随着MR设备的不断发展，国内外许多学者对负荷MR心肌灌注成像做了大量的研究工作，发现负荷MR心肌灌注成像不仅能够早期准确的发现由于冠状动脉病变所引起的心肌灌注及心肌代谢的改变，而且可以观察局部和整体的心功能、冠状动脉的血流量等，可以为临床指导针对患者的诊断和治疗提供有价值的信息。

1 心肌灌注的相关概念

心肌负荷灌注成像的生理学原理建立在冠状动脉血流储备（CFR）概念之上的。冠状动脉血流储备是指当灌注床最大程度舒张时，通过冠状动脉循环的血液流增加的能力。在临床心脏MR检查中，通常是使用药物（如腺苷）来达到冠状动脉血管舒张的目的。降低冠状动脉末端阻力可以使心外膜血管血流受限的病变显现。在静息的时候，只有当心外膜的病变导致冠状动脉管腔狭窄程度达85%的临界值或以上时，血流才会明显受限。当冠状动脉最大程度舒张时，这个临界值降低至病变导致管腔狭窄程度达50%或以上，血流就会受限。静脉注射腺苷使血管最大程度舒张所致的冠状动脉血流量的增加程度与剧烈运动时冠状动脉血流量的增加是一致的[3]。

心肌灌注是指单位时间内通过心肌微循环血流量。假设可以独立的测量出静息状态和冠脉最大程度舒张时的心肌灌注，用充血时血流量除以静息时血流量就可以计算出心肌灌注储备。在正常人的冠脉循环中，冠状动脉血流储备与心肌灌注储备基本一致；但在心外膜疾病的患者中，由于存在冠脉侧支循环，会出现一个心外膜血流储备，使得病灶灌注储备低于其下游测得心肌灌注储备，此时，局部心肌的灌注储备就比单纯的冠状动脉血流储备更加准确。心肌灌注储备和冠状动脉血流储备不完全相同，它可能是一个更准确的测量冠脉循环提供氧合血液给感兴趣心肌区域的能力的方法。因此，心肌灌注储备的降低被认为是心肌缺血标志之一。

2 负荷磁共振心肌灌注成像的方法及其优势

常用的核磁共振（MRI）灌注分为两大类：一类采用外源性示踪剂，即团注顺磁性造影剂后对其通过毛细血管床的时程进行检测；另一类为利用内源性示踪剂，即用相位敏感法进行灌注测量，但灵敏度有限。首过团注造影剂至心腔、心肌的对比增强技术是现今应用最广泛、最值得信赖的评估心肌灌注的方法。血液携带信号增强型的对比剂，心肌被灌注时探测到的信号强度可以反映灌注区血流的情况。由于静脉注射对比剂的同时，需要在连续心跳内获得心脏同一解剖位置和心动周期同一点的多幅图像，因此心肌灌注成像时，必须最小化心脏自身和呼吸运动的影响，最大化对比剂对图像信号强度的影响。

对于负荷MR心肌灌注图像的要求包括：① 图像的范围要包括整个左心室；② 足够的时间分辨率可以对流入和流出的血液进行动力学计算；③具有足够的空间分辨率可以发现心内膜下的心肌缺血；④ T1敏感度高和信噪比高，减少伪影。在心脏成像的实际应用中，通常采用分段EPI的方法，通过多个射频脉冲的施加获得数个短的回波链，拥有较高的成像范围和分辨率，在改进图像质量同时保持EPI技术的速度优势，且伪影较少。

目前，评价心肌灌注的影像学方法有数字血管造影、核素心肌灌注扫描（SPECT）、正电子发射断层摄影术（PET）、计算机断层摄影术（CT）、超声心动图心肌造影以及负荷MR心肌灌注成像。各种检查方法均具有各自的长处与局限性，数字血管造影是心血管疾病最直接也最准确的检查方法，但其电离辐射强度高，且为侵入性检查，不宜作为首选的影像学检查。SPECT、PET、CT均有电离辐射。敏感性及特异性目前仅SPECT、PET、MR有较确切的范围，PET为最高，其敏感性为0.82～0.97，特异性为0.82～1.00。相对于SPECT，PET信号衰减少，空间分辨率高，但与MRI相比，其空间分辨力低于MRI，且伪影高于MRI；此外，PET价格昂贵，不易普及。而多排螺旋CT心肌灌注成像尚未应用于临床。

3 负荷磁共振心肌灌注成像用于冠心病诊断的研究

大量的单中心和多中心研究表明负荷MR心肌灌注成像对于冠心病的检测具有良好的敏感性和特异性，是一种可行、有效的冠心病诊断工具[4-7,8,9]。Schwitter等[10]应用多家厂商的成像系统以及5个不同剂量的钆造影剂进行负荷MR心肌灌注成像发现，对于那些至少有一支血管狭窄程度高于50%的冠心病患者，0.1 mmol/kg钆造影剂即可达到最佳的检测效果。两个近期的Meta分析已经证明负荷MR心肌灌注成像对有明显症状的冠心病患者有着良好的诊断结果[11,12]。与核医学灌注技术进行比较，负荷MR心肌灌注成像与SPECT相比具有优越的空间分辨率，而且与PET相比具有良好的诊断契合度[6,13]。在对受试者工作特征曲线进行分析后，Schwitter等也证明负荷MR心肌灌注成像对于冠心病的诊断并不比门控SPECT的准确性差。而在对多支血管受累的冠心病患者或者非门控SPECT检查的诊断比较中，负荷MR心肌灌注成像的诊断效果要优于SPECT。在近期的单中心冠心病磁共振临床评价（CE-MARC）研究中，使用血管造影证实冠状动脉狭窄作为研究标准，负荷MR灌注心肌成像与SPECT相比具有更高的敏感性和相似的特异性[14]。在对多个相关文献报道[10,15-17]进行统计之后，负荷MR心肌灌注成像对于总共391例冠状动脉狭窄程度大于50%的冠心病患者检测敏感性最低为0.85，最高为0.93，特异性最低为0.67，最高为0.84。

除此之外，与核医学技术和近年来兴起的多层螺旋CT等无创性心肌灌注成像相比，负荷MR心肌灌注成像结合MR电影成像、延迟心肌活性成像还可以提供一系列的其他评估内容，如高空间分辨率的左右心室的功能、局部肌壁的功能（肌壁厚度及应变成像）、水肿和梗死成像等。

负荷MR心肌灌注成像与其他侵入性检查的结果（如冠脉血流储备分数）相比较，也有较高的准确率。有两个研究表明，通过计算心肌灌注储备分数或视觉评估心脏灌注数据来检测在血流动力学上比较明显的狭窄，也就是FFR＜0.75的区域，负荷MR心肌灌注检查的敏感性为90.9，特异性为93.9[18,19]。在当代心脏病学越来越多的聚焦于为了选择适当的病变进行介入治疗而使用有创性检测方法时，无创的负荷MR心肌灌注成像或许是一种更好的检测方法[20-23]。

4 负荷磁共振心肌灌注成像对冠心病预后的研究

近期出版的一份专家共识文件认为MR心肌负荷灌注成像可作为一项基本检查对于有以下症状的患者：①心肌缺血的患者静息心电图有异常改变或者无法进行运动者；②有大血管受累并可以进行介入治疗的冠心病患者；③具有其他介入治疗适应证的患者[24]。这意味着MR心肌负荷灌注成像已不再仅仅只是一个有效的冠心病诊断工具，而且还是一个强有力的评估具有胸痛症状或者怀疑为冠心病患者发生心脏不良事件的预后工具[25-27]。

越来越多研究证实负荷MR心肌灌注成像可以为多种多样的心脏事件提供丰富的预后信息，并广泛地被用于指导治疗。Ingkanisorn等[25]报道，对于仅有胸痛症状而心电图未见异常或未达到诊断意义的改变、心肌酶检测结果阴性的心肌梗死患者，MR心肌负荷灌注成像可以对其预后做出判断。在随访中，对于那些MR心肌负荷灌注成像检查结果正常的患者，无一例不良心脏事件。在对513例怀疑患有心肌缺血的患者的研究中，Jahnke等[28]发现负荷MR心肌灌注成像检查具有预言心脏性猝死或者非致命性心肌梗死的作用。在3年内，心肌灌注正常的人群中有99.2%患者没有发生心脏事件，而在心肌灌注异常的人群中，这个数字降至83.5%。而在另一个研究中，218个负荷MR心肌灌注成像结果阴性的人经过两年的随访，没有一个人死亡或者发生心肌梗死[29]。

在多中心的研究中，相对于其他危险因素，异常的负荷MR心肌灌注检查结果往往意味着具有更容易发生心脏性猝死或者非致命性心肌梗死的的风险。Steel等[27]在一个对243例患者的研究中，证明可逆的心肌异常灌注可以作为心肌缺血或者梗死的标志，尤其是那些临床不能识别的梗死，从而为临床怀疑有心肌缺血的患者提供互补的预后价值。

5 负荷磁共振心肌灌注成像的局限与展望

如何分析心肌灌注图像是负荷MR心肌灌注成像临床应用的难点。分析包括定性分析、半定量分析和绝对定量分析。目前，国内负荷MR心肌灌注结果的分析多是通过灌注图观察有无灌注缺损或减低而进行定性分析。此法操作简便，对临床应用而言相对较理想。但是图像定性分析易受不同医师间个体差异的影响，存在一定主观性；此外，该方法是通过鉴别不同心肌节段间相对信号增强差别来做出判断，因此具有以下局限性：①当灌注降低区与周围正常心肌信号对比不明显时，由于肉眼分辨力有限，无法观察到这部分区域灌注的改变；② 当左室整体灌注降低时，由于无增强信号的差别，整体的心肌缺血不能被识别。

MR成像所使用的负荷血管扩张剂（如腺苷）的管理比在其他成像方式（例如PET或SPECT）更具挑战性。此外，MR检查费用相对超声高，不适用于带有植入式除颤器、铁磁性金属夹和支架、起搏器的患者，限制了负荷MR心肌灌注成像的应用范围。

负荷MR心肌灌注成像具有对心外膜血管病变的结构和生理学异常进行检测的功能，例如：可显示不良微血管重建和冠状动脉微血管障碍。对于肥厚性心肌病的患者，可以通过负荷MR心肌灌注成像来测量心肌灌注储备的减少，特别是心内膜下灌注的减少，从而判断肌壁肥厚程度及与缺血的关联性[30]。肌壁的肥厚程度和猝死的风险相关，具体的病理生理学机制尚不清楚。然而，心肌血流储备与肌壁的肥厚程度之间的联系可能意味着冠状动脉微血管功能障碍参与提高心脏性猝死的风险。

总之，心脏MR检查提供了全面的高准确度的心肌生理评估，包括心肌灌注、冠心病的评估、心肌梗死、心功能。从临床和预后研究越来越多的证据表明心肌灌注显像可作为临床上诊断和预后判断的方法来指导药物治疗。在过去的十年中，负荷MR心肌灌注评价已经发展成为一个有效的临床应用工具，用以帮助医生诊断和更好地了解重要的心脏状况。

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2014-02-02）

（助理编辑：许菁）

国家自然科学基金资助项目(81260213)；云南省科技厅应用基础研究面上资助项目（2012FB054）

650101 云南省，昆明医科大学第二附属医院 放射科

章维 硕士研究生 Email: 3258611125@qq.com 通讯作者：闫东 Email: yandong2004@hotmail.com

R541

A

1000-3614（2014）09-0750-03

10.3969/j.issn.1000-3614.2014.09.023