冠状动脉慢性完全闭塞病变患者存活心肌评估方法的研究进展

赖小宇 综述，程 标 审校

(1.遵义医学院，贵州 遵义 563000；2.四川省医学科学院·四川省人民医院，四川 成都 610072)

慢性完全闭塞病变(Chronic Total Occlusion，CTO)是指冠状动脉完全或几乎完全闭塞，其为冠心病冠脉病变特殊类型。CTO病变通常是在冠脉严重狭窄的基础上继发血栓、机化、纤维化和钙化，使前向血流受阻，TIMI(Thrombolysis In Myocardial Infarction)分级可分为0级或I级，其中0级为真性的完全性闭塞，I级为功能性的闭塞或次全闭塞。冠状动脉闭塞的时间通常难以确定，采用通过侧枝循环形成抑或临床事件预计，2007年ACCF/AHA认为CTO闭塞时间应≥3个月[1，2]。CTO冠状动脉造影检出率约为18%～52%[3～5]，PCI是CTO主要的治疗方式。绝大多数这样的患者有临床症状，且存在发生心脏不良事件的高度风险。来自大多数观察和回顾性研究的数据表明，与不成功的介入治疗相比，成功的CTO开通与减少主要的心脏不良事件，复发的心肌梗塞，全因死亡率，以及未来再次血运重建的需要有密切关联[6，7]。临床研究显示[8，9]，CTO-PCI患者一部分临床获益，一部分没明显临床获益。研究的主要方向集中在CTO相关血管支配区域是否有存活心肌及存活心肌的面积。分支方向在于开通哪支血管更能获益，而开通哪支血管获益不大或无明显获益。那么对存活心肌的评估显得尤其重要，目前文献报道[10，11]，评价存活心肌的有创方法有血流储备分数(Fractional flow reserve，FFR)，无创方法有正电子发射断层扫描显像(PET)、心脏磁共振成像(CMR)及超声心动图(UCG)。

1 存活心肌

存活心肌是指冠状动脉血管闭塞以后，血管支配区域的细胞由于缺血缺氧而出现收缩功能障碍，但心肌细胞结构完整且具有代谢活动和收缩潜力，它是心肌细胞在缺血缺氧等病理情况下的一种自我保护机制。根据血液灌注情况有以下三种，即冬眠心肌、顿抑心肌和伤残心肌。冬眠心肌是长期慢性的低灌注，使细胞代谢功能障碍，从而导致收缩功能下降，闭塞血管开通后血液再灌注时，心肌细胞的收缩功能可以完全恢复正常。顿抑心肌是指心肌细胞发生急性的短暂缺血，细胞虽然没有完全坏死，但已出现功能障碍，当冠脉成功再灌注后可于数周内恢复正常[12～15]。伤残心肌是由于冠脉闭塞或严重狭窄导致心肌细胞缺血缺氧几十分钟后，心肌坏死首先在心内膜下心肌，梗死区内残留的具有潜在存活能力的受损心肌。坏死心肌是指心肌细胞由于严重的缺血而导致崩解，造成不可逆转的心肌细胞损害，当恢复冠脉血流，心肌收缩功能也不会明显改善。存活心肌都具有潜在的收缩功能储备，当冠状动脉血流恢复后都能够全部或部分恢复收缩功能[16]。

2 存活心肌评估方法

2.1PETPET主要是通过PET心肌代谢显像和心肌灌注显像来评价是否有存活心肌，是检测心肌存活的“金标准”[17]。心肌代谢显像目前多采用18F标记的氟代脱氧葡萄糖(18F-FDG)[18]来检测心肌细胞糖代谢，从而评估存活心肌。存活心肌的评价主要是通过对心肌代谢和心肌血流灌注匹配状态的比较来进行的。当心肌灌注节段性降低时，PET显像提示FDG摄取相对增加或正常，即心肌灌注与心肌代谢不匹配，说明心肌细胞虽处于缺血状态但仍然存活。反之，若FDG摄取减低，则心肌灌注与心肌代谢匹配，说明该节段无存活心肌[19]。多项研究表明[20]，PET心肌代谢灌注显像检测存活心肌对于指导PCI具有重要的意义。当18F-FDG心肌代谢PET显像检测到患者的存活心肌大于7%，则该患者行PCI治疗，不仅可以降低死亡率，还可以降低心肌再梗死事件以及减少心血管因素住院率。Beanlands等[21]通过对430例冠心病同时合并有严重的左心室收缩或舒张功能障碍的患者进行随访研究，随机分为PET指导治疗组(血运重建须经PET检查提示病变部位有存活心肌的冠心病患者)218例及标准治疗组(冠脉造影等提示达到血运重建标准的冠心病患者)212例。观察PET心肌显像在这些患者PCI治疗中的作用，终点事件为1年随访期内心肌梗塞、心源性因素再住院及心源性死亡发生率。结果表明，PET指导治疗组与标准治疗组相比较，术后首次事件出现时间及心源性死亡率差异无统计学意义。对于冬眠心肌存在少的患者不建议行PCI治疗，冬眠心肌存在多的患者建议行PCI治疗。结论指出，在那些近期没有行冠脉造影的冠心病患者中，对比标准治疗组，PET-CT指导行血运重建组可以观察到显著的获益，FDG-PET检查应该在这些人群中推广。Ling等[22]通过对648例患者行PET心肌代谢-灌注显像检测冬眠心肌、缺血心肌及瘢痕心肌，结果表明冬眠心肌、缺血心肌和瘢痕心肌都与全因死亡相关(P= 0.0015，0.0038和0.0010)。当患者存活心肌大于10%时，早期的血运重建使患者临床获益更显著。

PET成像可评估心肌代谢、心肌血流灌注以及心室功能。冠状动脉CT可检查冠状动脉病变位置、狭窄程度等。PET-CT的优点是可综合评估病变血管供血区域的心肌存活情况，是评估存活心肌最准确、最有价值的方法，是检测心肌活性的金标准，具有较好的敏感性和特异性；但是PET-CT最大的缺点则是检查费用昂贵，且为自费检查项目，目前只有一些比较大的医疗中心具备PET-CT，应用受到极大的限制。

2.2CMRCMR是一项发展十分迅速的影像学检查，可获得高分辨率图像且无电离辐射[23]。心脏磁共振可以通过一次检查完成对心脏的结构和功能的评估[24]，包括室壁运动、冠状动脉管腔显影、冠状动脉血流灌注、心肌存活定量评估等，CMR是临床上评估心肌活性的主要方法[25]。目前，评估存活心肌有几种磁共振成像技术，有些甚至还没有在临床上应用，主要有多巴酚丁胺负荷心脏磁共振、磁共振波谱以及延迟增强心脏磁共振成像技术等。

2.2.1静息心脏磁共振 在休息或低剂量的多巴酚丁胺状态下，舒张末期心室壁厚度可用以评估心肌活性，当舒张末期心室壁厚度≥5.5 mm可认为该区域残留存活心肌。除此之外，舒张末期心室壁厚度≥5.5 mm还可以用作对血运重建术后心功能是否恢复的一个参考标准[26]。

2.2.2多巴酚丁胺负荷心脏磁共振(Dob-CMR) 存活心肌的标志之一则是心肌收缩储备，在注射多巴酚丁胺后室壁厚度在心脏收缩时增加≥2 mm提示有存活心肌，原理类似于负荷超声心动图，均为检查受损心肌的收缩功能在用药后的反应。负荷CMR与经食管超声心动图(TEE)比较，以18F-FDG PET为标准，结果表明负荷CMR的敏感性(CMR81%，TEE77%)和特异性(CMR100%，TEE 94%)均高于TEE[27]。多项研究表明[28，29]，Dob-CMR在评价存活心肌方面是非常有价值的检查方法。

2.2.3磁共振波谱 磁共振波谱可以评价细胞代谢产物，并可以检测细胞的完整性是否存在[30]。钠磁共振成像也是一种可以评估心肌活性的方法[31]，钠磁共振成像是通过细胞内钠离子浓度评估是否有存活心肌，当心肌细胞发生不可逆损伤时，细胞膜通透性降低，细胞膜上的Na+-K+泵功能丧失从而导致细胞内钠离子增加。研究表明，由于低信噪比、低空间分辨率和检查时间过长，是该技术在目前的主要局限性。

2.2.4延迟增强心脏磁共振成像(delayed-enhancementmagneticresonanceimaging，DE-CMR) 自上世纪80年代中期以来，文献便报道了关于使用T1加权像(T1WI)的延迟心肌增强磁振技术的研究[32]。这一方法很简单，在静脉注射造影剂10分钟后，梗死区域的细胞和细胞外间隙因造影剂潴留而在磁共振图像上显示出增强信号或亮色。最初，灰色和白色的阴影表示正常和梗塞的心肌细胞重叠，因为旧的序列在检测病变时少量的对比剂积累不能将其区分。在20世纪90年代末，Kim等[33]和Simonetti[34]等发现了一种技术，该技术能够覆盖正常的灰色的心肌细胞，并能将形成对比的造影剂积累明显的梗死区心肌细胞聚集起来，能够比较准确的评估心肌梗死范围和形状。这使得急性和慢性梗塞都能获得高分辨率图像，心肌梗死区域的延迟增强与组织病理学有很高的相关性并且几乎等同于对心肌细胞大小和心肌活性的评估[33～35]。DE-CMR检测到的心肌梗死范围与患者最终心功能的恢复呈负相关，也就是说心肌梗死透壁程度可以预测心功能的恢复程度[36]。梗死透壁程度高于50%的节段，其心功能恢复的可能很低。透壁程度为50%～75%时，有7%的患者心功能有所改善；大于75%时，仅有4%的病人心功能稍微改善，梗死透壁程度越高，则心肌细胞具有活性的可能越低。近年来研究显示，在评估存活心肌的几种磁共振技术中，DE-CMR具有最高的敏感度(95%)，Dob-CMR仅为81%；但Dob-CMR具有最高的特异度(91%)，DE-CMR仅为51%[37]。DE-CMR能够检测出很小面积的心内膜下心肌梗死，敏感度为92%，而SPECT仅为28%。

CMR的优点是可以一站式完成心脏多项指标的综合评估；检查过程无创且不接触电离辐射；图像具有较高的时间及空间分辨率；能很好地评估心外膜下和心内膜下存活心肌；检查结果和其他方法相比较具有较好的敏感度及特异度。心脏磁共振的缺点则是部分起搏器术后患者禁止做该检查，但支架术后病人并不是磁共振检查的禁忌；患有幽闭恐惧症的病人无法完成检查；检查费用高，与PET相比，虽然CMR费用有所降低并且可以部份报销，但仍然较高；应用受到限制，目前具有磁共振设备且开展心脏磁共振检查技术的医院较少。

2.3UCGUCG是目前临床上比较常用的心脏检查方法，可以非常方便、快捷的完成对心脏结构和室壁运动功能的评估。目前，UCG评估存活心肌的标准主要是局部冠状动脉血液灌注和室壁运动储备，检查方法主要有负荷超声心动图(stressechocardiography，SE)和心肌声学造影(myocardial contrast echocardiography，MCE)等。

2.3.1SE 是在药物、运动或者电生理负荷条件下，运用超声心动图观察室壁运动的变化，通过对心肌收缩储备能力和室壁运动的评估，从而检测存活心肌。小剂量多巴酚丁胺及平板运动试验负荷超声心动图是存活心肌检测的可靠方法。多巴酚丁胺是儿茶酚胺正性肌力药，有β1受体激动作用，可使心肌收缩力增强，心率加快，心肌氧耗增加，当冠脉狭窄引起血管储备能力降低时，多巴酚丁胺可以引起心肌细胞氧供求失衡，致使局部心肌缺血及功能障碍，在超声心动图中则表现为节段性的室壁运动异常，即运动幅度减弱或消失、以及反向运动等，根据室壁运动异常的节段可推测出冠状动脉的病变血管。Baer等[38]运用多巴酚丁胺超声心动图(DSE)和PET的对照研究显示，两种检测方法在评估存活心肌方面具有高达90%的一致性。但常规DSE判断心肌缺血存在局限性，仅能通过定性的方法，根据室壁节段性的运动异常进行评估，主观性较强，常会由于研究者的不同而导致结果有较大差异。

2.3.2MCE MCE是通过使用特殊的超声技术来观察心肌细胞毛细血管床的造影剂微泡分布情况来评估心肌微循环灌注[39]。造影剂微泡的大小与血流动力学特点和红细胞相似，微泡可以随血流通过毛细血管，并与红细胞均匀的分布在心肌组织中，经特殊的成像技术，选择性的接收微泡产生的背向散射信号，故能够更敏感地检测到代表微循环的信息。当心肌的微循环没有受到损伤时，造影剂微泡可以均匀的分布于心肌内，心肌呈云雾状影像增强，表明微血管是完整的，提示心肌存活。当微循环受损时，MCE图像表现为局部心肌增强不均、延迟或缺损[40]。微血管结构和功能的完整性是组织灌注和心肌存活的先决条件。心肌细胞活性与微循环的完整性密切相关。Swinburn等[41]将造影剂注入梗死区，根据心肌是否灌注显像从而作为是否有存活心肌的标志，若梗死区有增强，则表明该区域有存活心肌，提示预后良好；若梗死区没有增强，则表明该区域没有存活心肌，提示血运重建后该区域心肌功能恢复较差。Korosoqlou等[42]将MCE与多巴酚丁胺负荷试验和PET进行对照研究，结果提示MCE预测心功能恢复，敏感度为86%，特异度为43%；MRI敏感度为90%，特异度为44%。故MCE在评估存活心肌方面有较高的敏感度，与PET具有相似的诊断价值。

随着SE和MCE技术的成熟和发展，许多学者将两者结合起来即心肌造影负荷超声心动图(myocardial contrast stressechocardiography，MCSE)，MCSE不仅能同时评价心肌运动和心肌微循环灌注，还可以通过负荷前及负荷后的灌注参数变化来评估心肌储备功能。研究[42～44]表明，MCSE预测心功能恢复与MRI相比，敏感度(96% vs 90%)及特异度(63% vs 44%)均较MRI优势。MCSE对于心肌灌注异常检测的准确性更高，并且能够显著提高存活心肌检测的敏感度(86%提高至96%)，可直接用于对存活心肌的临床评价。

UCG，特别是MCSE的优点是检查简便，没有放射性损伤，可以多个切面的实时观察，对存活心肌的检测具有较高的敏感度(86%)，检查费用适中，可重复检查，临床普及率高等。缺点则是对于存活心肌的检测在敏感度和特异度上不及PET和CMR，检查图像的分辨率也稍差。

3 小结

冠状动脉慢性完全闭塞病变患者目前主要的治疗方式是介入治疗，是否应该介入治疗取决于CTO病变血管所支配的相关心肌区域是否有存活心肌，存活心肌可以预测患者血运重建后能否明显获益。早期识别有存活心肌的患者，尽早开通闭塞血管恢复血流，使患者从介入治疗中收益。对于没有存活心肌的患者，即使开通闭塞血管，也不能有效改善心肌供血和心肌功能。PET-CT是评估存活心肌最准确、最有价值的方法，是检测心肌活性的金标准。CMR能很好的评估心外膜下和心内膜下存活心肌；具有较高的敏感度及特异度。但是PET和CMR有一个共同的缺点，检查费用较高且大部分医院没有检查设备，故上述两种检查方法在临床的推广受到限制。UCG评估存活心肌具有较高的敏感度，检查费用低，临床普及率高。多项研究[38，42]表明UCG在评估存活心肌方面与PET-CT及CMR有相似的诊断价值。随着MCE与SE相结合的MCSE的发展和普及，对于广大基层医院CTO患者存活心肌的评估具有重要的意义。