微循环阻力指数在STEMI患者中的临床应用及进展

吴彩凤 综述 徐日新 王大新 审校

(1.大连医科大学,辽宁大连116000；2.江苏省苏北人民医院心内科，江苏扬州225000)

冠状动脉微循环在冠状动脉血流代谢调控中起重要作用。其中冠状动脉微血管功能异常是很多心脏疾病发生的重要因素，评估冠状动脉微血管的功能是评价很多心脏疾病，尤其是急性ST段抬高型心肌梗死(ST-elevation elevation myocardial infarction，STEMI)预后的重要指标。近来提出微循环阻力指数(index of microcirculatory resistance,IMR)作为评价微血管阻力的参数，已被公认为是一种简便、快速的冠状动脉微循环的评估方法。

1 冠状动脉循环结构的组成

从生理学角度来看，冠状动脉循环主要有三个部分组成，第一隔室(R1)是由大的心外膜冠状动脉形成，尺寸超过500 μm。这些是在正常条件下提供最小阻力的传导血管，占冠状动脉循环总阻力的10%以下。第二隔室(R2)由直径为100～500 μm的心外膜动脉形成，第三个冠状动脉室由小动脉(<100 μm)和毛细血管形成。通常称为“微循环”的第二和第三隔室对冠状动脉的阻力超过90%，因此是流量的主要调节剂[1]。为此Fearon等[2]于2003年首次提出IMR，其代表充血条件下测量的微循环阻力，并在开胸的猪模型上得到了证实。

2 用于评估冠状动脉大血管及微血管的主要参数

作为一种侵入性参数，IMR和冠状动脉血流储备(CFR)已在心导管检查时成为STEMI患者微循环障碍的有效评估工具。IMR已被公认为是一种简便、快速评估冠状动脉微循环的指标。血流储备分数(FFR)被广泛用于评估心外膜冠状动脉狭窄的功能性意义，而评估微血管完整性一般采用IMR，它与绝对微血管阻力密切相关，且不受血流动力学变化、心外膜动脉狭窄或冠状动脉血流的影响[2-3]。FFR允许定量测量心外膜狭窄的功能严重程度，CFR提供了心外膜和微血管床的综合评估，而IMR则能对微血管状态进行具体的定量评估[4]。其中FFR在最大充血期间被定义为冠状动脉狭窄远端压力(Pd)除以冠状动脉狭窄近端压力(Pa)，CFR被定义为充血平均通过时间(TmnHyp)除以静息平均通过时间(TmnRest)[5-6]，而IMR则被定义为Pd乘以TmnHyp[7](图1)。

注：FFR=Pd/Pa(在最大充血状态下);IMR=Pd×TmnHyp ；CFR=TmnHyp/TmnRest

3 IMR的定义及计算

IMR的推导是基于Ohm’s定律，心肌血流量等于跨心肌压力阶差与跨心肌阻力的比值，应用于冠状动脉微循环。IMR定义为Pd减去静脉压除以血流量。由于静脉压力相对于远端冠状动脉压力通常可忽略不计，因此被忽略。因为血流量与平均传导时间(transit mean time，Tmn)成反比，因此IMR被定义为Pd除以平均传导时间的倒数或者Pd乘以TmnHyp。这样就可得到简化的计算公式：IMR=Pd×TmnHyp。因为IMR仅包含充血参数，它消除了静息血管紧张度和血流动力学的变异性，并估计了可实现的最小微血管阻力。IMR因此被定义为Pd×TmnHyp，单位为mm Hg·s或U[7]。

3.1 IMR的测量方法

在STEMI患者中，急诊经皮冠脉介入术(percutaneous coronary intervention,PCI)结束时开始测量梗死相关动脉的微血管功能[8]。测量时需要一根0.014英寸(1英寸=2.54 cm)头端带有压力/温度感受器的导丝(该导丝既可用来IMR的测量，又可用来经皮冠状动脉的治疗)[9]，导丝的轴作为第二个热敏电阻，当注入任何与血流温度不同的液体时，可以提供冠状动脉口的传入信号，所有这些信号最终都显示在检测仪面板上[10]。而在成功的支架植入病变后，首先选择不带侧孔的6 F指引导管置于冠状动脉口，压力导丝送至导管口校正压力及温度， 使导丝头端与指引导管测得的压力相等，该压力近似为主动脉平均压，此时校正的温度为之后温度变化的参照[11]。然后将冠状动脉压力传感器顶端的冠状动脉导丝放置在罪犯血管的远端2/3处。在整个过程中，导丝位置需保持相对稳定[12]。然后在冠状动脉内注入硝酸甘油(100～200 μg)以保持血管容积。接下来，通过引导管轻轻注射3 mL室温生理盐水。从而获得热稀释曲线[13]，重复自动测定3次，TmnRest可以从3次注射的平均通过时间计算。然后以140 μg/(kg·min)静脉内注射腺苷或罂粟碱(10～20 mg)，以诱导最大充血状态。达到最大充血并需至少维持15 s[14]。在最大充血期间，如上所述再次测量TmnHyp。与TmnHyp测量一起，在同一压力线上测量的Pd和用导向导管测量的Pa在最大充血期间自动记录。在最大充血期间，FFR定义为Pd除以Pa，IMR定义为Pd乘以TmnHyp[7]。具体测量IMR值需相应的软件(图2)。

注:上半部窗口显示Pa、Pd 测量曲线，下半部窗口显示热稀释曲线，下方的数值是平均转运时间Tmn，右侧为计算出的相应参数。

3.2 IMR的界值

目前尚未明确推荐IMR值的正常范围，Melikian等[15]在对101例存在心外膜冠状动脉病变的患者进行分析后得出,IMR的正常值应<25 U。而目前在临床中，一般是将IMR<25 U视为正常值，>30 U视为异常，25～30 U为灰色地带。

4 IMR在STEMI患者中的意义

IMR最近被证明可预测STEMI患者的死亡率。在一项前瞻性多中心的研究中，收集了253例STEMI患者，在PCI后立即测量IMR，其中IMR>40 U的患者在术后12个月随访期间显示更高的心力衰竭死亡率和再住院率(17.1 % vs 6.6% ，P=0.027)。 事实上，IMR>40 U是随访期间唯一的死亡独立预测因子(危险率 4.3%，P=0.02)[16]。Bonello等[17]收集了45例STEMI患者在成功置入支架后测得的IMR值，后又将测得IMR值分为两组，<32 U组和IMR≥32 U组,结果发现，与低IMR相关的因素有血栓抽吸(P=0.007)及应用血小板糖蛋白Ⅱb/Ⅲ抑制剂(P=0.006),这提示在手术操作中可改善患者的冠状动脉微循环。同时结果还表明，IMR值与患者入院时脑钠肽浓度呈显著正相关，这说明IMR值有利于预测STEMI患者早期心力衰竭的发生，从而可对该部分患者及早采取临床干预措施。Payne等[18]在108例STEMI患者中通过测量IMR。分别对心肌梗死后术后2 d和术后3个月进行心脏磁共振扫描。分别显示缺血区域和梗死面积的缺血区域。研究表明IMR不仅是早期和晚期心肌抢救的多变量预测因子(P值均<0.001)。 IMR还能预测微血管阻塞和心肌出血的程度。Baek等[19]收集了113例STEMI患者,在接受了PCI后,测量IMR。并将IMR值分为三组：低IMR、中IMR和高IMR。其中低IMR组的年龄明显低于中、高IMR组。在高IMR组中，发现在近端部位的罪魁祸首明显多于在非近端部位(P=0.008)。当门到球时间都<90 min时，症状发生到球囊时间对于确定微循环阻力可能更为重要，发现年龄和症状发作到球囊扩张时间分别为高IMR的独立决定因素(分别为P=0.013和P=0.003)。Park等[20]在89例STEMI患者中行急诊PCI治疗后立即测量CFR和IMR来评估冠状动脉微循环，在平均3年的随访中，评估主要心脑血管事件,包括心血管死亡、靶血管衰竭、心脏衰竭和脑卒中。发现用IMR和CFR评估微循环可以评价心肌存活度和STEMI患者的长期预后。Faustino等[21]研究表明，在STEMI患者中，侵袭性评估的轻度微血管功能障碍(IMR<26 U)与LVEF、室壁运动分数、E/E’比值和GLS明显升高相关，表明IMR是急性心肌梗死后心脏恢复的早期指标。而王世祥等[22]收集48例患者的血清氨基末端脑钠肽前体浓度，PCI治疗后及治疗后1年超声心动图的LVEF、左室舒张末期内径、术后1年内再住院率和住院时间。研究结果表明IMR≤25 U，患者心功能恢复良好，心功能明显得到改善，1年内再住院率明显降低，再次住院时间亦较短；IMR≥32 U的患者心功能较差，心力衰竭较严重，术后1年心功能减退明显，LVEF降低，同时心腔扩大明显，1年内再住院率显著升高，再住院时间显著延长。上述诸多研究表明，PCI治疗后测得的IMR值与患者预后息息相关。

5 IMR的优势及局限性

多项研究表明，IMR是值得在心血管疾病的诊疗过程中推广应用的方法，其具有以下优势:(1)可准确地评估冠状动脉微循环灌注的状况；(2)可重复性强；(3)不受血流动力学的影响；(4)不受心外膜狭窄的影响。然而，IMR也存在一定的局限性:(1)IMR的测量是一项有创性的检查；(2)测量IMR时需注意使血管达到最大充血状态；(3)IMR在重复测量时，导丝位置需保持相对稳定，否则可因位置的偏移而导致结果的偏差。

6 小结

IMR是微血管功能的侵袭性测量指标，是一种简便、快速、准确的冠状动脉微循环的评估方法。它不受血流动力学及心外膜血管狭窄病变影响的特点，可准确地评估微循环功能且IMR可与FFR、CFR等一同测量，可综合评估心外膜和微血管组成的冠状动脉循环，在STEMI患者中，IMR的测量可早期预测心肌梗死面积、心肌存活度和远期死亡率。