心肌超声造影在冠状动脉血运重建术中的应用

2018-02-14王珊珊综述韩薇审校

心血管病学进展 2018年5期

王珊珊综述韩薇审校

(哈尔滨医科大学附属第一医院心血管内科，黑龙江哈尔滨150001)

心肌超声造影(MCE)在特定的显像模式下，使微泡造影剂灌注到冠状动脉微循环，从而在超声影像上观察心肌血流灌注的方法称为MCE。微泡造影剂[1-2]是一种小而充满气体的微气泡，由于其在体内稳定、无毒、迅速均匀混合，有着与红细胞近似的流变学特征，在血液中足够稳定地通过肺毛细血管床到达心肌。静脉注入的微泡造影剂，不进入血管外间隙也不会被心肌细胞所摄取，当实时连续心肌造影时，根据心肌中微泡再填充可以计算平均微泡速度和平台期(或峰值)心肌信号强度，定量计算心肌血流量的变化，故微泡可以反映不同节段心肌的血容量，并以此反映心肌的灌注情况。时间和信号强度的关系符合指数函数：y=A(1-e-βt)其中y值代表心肌视频强度，t值为造影剂再填充时间，A值表示心肌显像强度达到平台期的值，代表毛细血管横截面积或心肌血容量；β值是强度增加的速率，代表微泡再灌注平均速率即心肌血流速度，A×β表示心肌血流量[3]。任何影响血流速度和血流量的因素均使心肌表现为灌注达峰时间延长和/或灌注稀疏，甚至可以导致其灌注缺失。在静息状态下主观评价微泡再填充的速率是5 s(心率60次时5个心动周期)，在负荷超声下，由于冠状动脉血流量增加4～5倍，破坏性超声波发出后1～2个心动周期就应达到增强造影的峰值(心率120次时2～3心动周期)，在血管舒张药物双密达莫或腺苷负荷作用下，MCE在诊断心肌缺血上比室壁运动诊断心肌缺血具有更高的敏感性和特异性。对于心电图以及心肌酶学阴性的胸痛患者，一些有创或者昂贵的检查大大增加了经济负担。因此，MCE因其有经济、方便、无创、便于床旁实时动态监测的优势，越来越多的临床医生将其用于冠心病的诊断[4]、危险分层、检测存活心肌、评价疗效以及评估患者预后。

1 心肌声学造影在冠状动脉血运重建前的临床应用价值

1.1 早期识别心肌灌注异常及高危患者

胸痛往往是患者就诊于医院的急诊或者门诊的最常见主诉之一，很多病因均可引起胸痛，故胸痛患者较易引起误诊和漏诊，心血管内科医生遇见胸痛患者往往最先想到急性冠脉综合征(ACS)，然而事实上仅有15%～25%患者被明确诊断为急性心肌梗死[5]或者不稳定型心绞痛，其中诊断的主要难点是如何鉴别ACS及其他病因所致的胸痛[6]。约2%的急性心肌梗死患者由于各种原因导致漏诊及误诊，这些高危患者急性期病死率是确诊患者的2倍，同时也会因为各种原因将低危的胸痛患者诊断为ACS，也会给患者带来不必要的经济负担及焦虑。

对于ST段抬高型心肌梗死(STEMI)的ACS患者来说，心电图的诊断意义较高，但同时有心律失常的患者可能导致心电图改变缺乏特异性，对于非ST段抬高型心肌梗死(NSTEMI)或不稳定型心绞痛患者来说，心电图检查是有较大局限性的，尤其是患者在缓解期，对于稳定型心绞痛患者心电图诊断心肌缺血的特异性及敏感性进一步下降[7-8]。心肌酶学标志物对于诊断心肌梗死的敏感性及特异性较高，然而，这些检验往往在至少发病2～3 d后有阳性结果，另外不排除有假阳性结果，也不能直接、早期定位坏死心肌的位置及坏死面积的大小[9]。普通超声心动图能够显示因心肌缺血或梗死导致的节段性室壁运动异常(WMA)，对心肌缺血或梗死部位、范围进行定位和定量分析，是各类ACS检查项目中最基本的检查。有90%～100%的STEMI患者存在的WMA，在NSTEMI中就降至75%～85%,至于不稳定型心绞痛，WMA的检出率为20%[10]。Duk-Kyun Kang等研究发现，MCE对ACS的诊断敏感性达77%，而心电图ST-T改变、心肌酶学、节段性WMA敏感性分别为28%、34%、49%。多层螺旋CT冠状动脉成像、心脏磁共振显像、放射性核素心肌灌注显像，因其有辐射、不能床边检查、价格昂贵、通常不能24 h随时进行检查等因素，使其应用受到限制[11]。MCE是一种可以在床旁快速评估怀疑ACS患者的室壁运动、心肌灌注的易行检查。不仅如此，超声造影同时测量心肌灌注和室壁运动，可以辨别是持续低灌注还是自发再灌注，因此又可以提供更多的诊断信息。早期进行超声造影，这项检查可迅速排除大量非心肌缺血因素引起胸痛的患者，可提高确诊ACS的准确率并减少漏诊及误诊率。

1.2 检测急性心肌梗死的危险区域

当急性心肌梗死诊断确立，床旁心肌灌注显像检查可以通过估测危险的心肌梗死区域来提供关键的预后信息。危险区域是指由于冠状动脉严重狭窄或闭塞，如果不进行冠状动脉血运重建一定会坏死的心肌节段，然而，危险区域并不一定都是心肌灌注不良的，侧支循环在一定程度上延缓缺血性心肌病及室壁瘤的形成及恶化，可以保护顿抑心肌及冬眠心肌，尤其早期即时建立良好的侧支循环对梗死面积的大小有很重要的调节作用，可以保证早期阻塞血管支配的相应区域的心肌活性，保证心脏功能[12]。因此，真正的危险区域是没有侧支循环或者侧支循环不能提供足够血流量维持梗死区域心肌灌注。MCE可以检测侧支循环和冠状动脉闭塞导致的心肌灌注异常，适合用于检测危险区域。侧支循环的特点是低流量(低β值)。通过观察微泡破坏后心肌再填充的时间长短可以辨别侧支循环血流[13]。一些重要的临床决策通过测定急性心肌缺血时的该区域的侧支循环血流来决定。对于急性心肌梗死的患者，冠状动脉血运重建前用MCE检测的梗死相关血管支配区域内有侧支循环，即使血运重建延迟进行心肌也不会坏死[14]。虽然这尚未应用于临床，但在一项根据最终梗死面积与心肌灌注检测出的危险区域成正相关，而改善微血管灌注治疗有效性的临床试验中提供了重要信息。

1.3 检测存活心肌

随着冠状动脉搭桥术和经皮腔内冠状动脉成形术的发展，已经清楚地认识到慢性缺血性心脏病和急性心肌梗死患者，超声心动图提示有节段性WMA或者心电图有病理性Q波的所对应的心肌节段，部分心肌仍是存活的，即冬眠心肌和顿抑心肌[15-16]，这部分心肌由于冠状动脉严重阻塞，导致心肌细胞缺血缺氧或者心肌再灌注后，心肌细胞收缩功能可逆性的减低，但仍有收缩储备。经过冠状动脉血运重建后功能可恢复，在有严重冠状动脉狭窄心功能较差的心脏，准确地识别出冬眠心肌及顿抑心肌显得尤为重要，因为这些心肌组织，在恢复心肌血流灌注后，最终可使心功能得到改善即行冠状动脉介入治疗或者冠状动脉搭桥术患者获益较大，若没有冬眠心肌及顿抑心肌，即使恢复心脏血管血流灌注，心功能也不能得到改善，即行冠状动脉介入治疗或者冠状动脉搭桥术的患者无获益。理想的评价心肌存活的方法应能够无创准确地评估心肌灌注与心肌代谢、细胞膜的完整性、心肌细胞收缩及舒张功能，目前认为是微血管的完整性与心肌存活的必要条件，MCE可以通过微泡造影剂来识别正常或者异常的心肌灌注，准确地识别心肌微循环的完整性[17]，此外已被证明心肌内微气泡被高能超声束破坏后，造影剂在充盈速度能显示心肌血流速度，这两项参数可以从心肌组织水平反映心肌血流量，因此MCE可以将坏死心肌与冬眠、顿抑心肌区分开来。放射性核素显像方法、磁共振成像心肌灌注也一直被用于检测冠心病中心肌存活性[18-19]。Shimoni等运用心肌声学造影检测冬眠心肌并与磁共振成像心肌灌注进行对比分析，二者检测冬眠心肌的敏感性没有明显差异，但其特异性MCE高于磁共振成像心肌灌注(72%和52%)，Korosoglou等研究结果表明心肌声学造影预测存活心肌的敏感性和特异性分别为86%和43%，单光子发射计算机断层成像技术预测存活心肌的敏感性和特异性分别为90%和44%，二者无明显差异。磁共振成像心肌灌注及放射性显像检查也不能检测心外膜和中膜的心肌存活性，在临床上由于其价格昂贵、不能床旁检测、有辐射等缺点，大大限制了其应用。

2 心肌声学造影在冠状动脉血运重建后的临床应用价值

MCE评估血运重建术后的冠状动脉微循环障碍及预后，在ACS患者中，尽管尽快进行冠状动脉血运重建，由于微血管再灌注不足，仍会有心肌细胞的继续坏死[20-21]。微血管灌注不足的主要机制是急性心肌梗死，患者易损粥样斑块以及附壁血栓的脱落形成微栓塞，据文献报道微血管阻塞的发生率可达33%～54%，微血管阻塞造成了心肌细胞缺血缺氧，能量代谢异常，影响心肌细胞膜的功能，导致心肌细胞及间质细胞水肿，压迫心肌毛细血管及微小动脉，导致其恶性循环。微血管阻塞同样造成了毛细血管内皮细胞功能障碍，导致内皮细胞肿胀而加重微血管阻塞，心肌再灌注时，能够激活中性粒细胞及血小板，活化的中性粒细胞释放前列环素、内皮素-1等缩血管物质以及炎症因子，使微血管通透性增加，加重间质水肿和血管外压迫，而活化的血小板可黏附于内皮细胞表面，形成血栓直接阻塞微血管，还可以通过释放缩血管物质(如血栓烷A2、5-羟色胺等)引起微血管痉挛，以及通过释放趋化介质、血管活性物质，改变内皮黏附分子的表达，促使中性粒细胞黏附聚集形成微聚体，引发微血管栓塞，并可促进氧自由基释放，进一步损伤血管内皮[22-24]。心肌微循环栓塞导致的无复流与心肌持续缺血、梗死区扩展、左心室扩大、心脏重塑及室性心律失常的发生密切相关，溶栓或经皮冠脉介入术后早期MCE证明了微循环低灌注者，由于心肌微循环灌注不足而导致无复流或者慢血流左心功能恢复最差[25-26]。MCE也为经皮冠状动脉介入术后TIMI 3级血流并不能带来足够的微血管血流提供了证据[27]。MCE可以动态随访冠状动脉血运重建后心肌血流灌注的改善情况，一定程度上避免了再冠状动脉造影及冠状动脉CT检查的副作用及并发症，并可减轻患者的经济负担。多项研究证明MCE在左心功能恢复、左室重塑风险、严重心血管事件(例如死亡、充血性心力衰竭)的评估上提供了相当的预后信息[28-30]。