影像技术在心肌桥诊断方面的临床价值研究现状
2019-01-02林银虎徐国厚
林银虎 徐国厚
心肌桥(myocardial bridge,MB)通常被认为是心脏的一种良性病变。近年来,随着临床研究的深入,发现心肌桥容易导致动脉粥样硬化的发生,使冠脉变窄,少部分患者会有心绞痛、类似冠心病的症状,严重者会导致心律失常,心肌梗死甚至猝死等严重后果[1]。随着影像技术的进展,实现心肌桥的活体诊断和评价,提高了其诊断的敏感性和特异性。本文就各种影像技术在诊断心肌桥中的作用及临床优缺点进行了回顾总结。
1 心肌桥的基本概念
早在1922年,Grainiciance就首先报道了心肌桥的存在,在1960年Postman和lwig通过冠状动脉造影证实心肌桥是一种解剖的异常[2]。心肌桥是一种较为常见的解剖变异,以男性多见,占87%~89%。心肌桥是指冠状动脉的某一段或其主要分支走行于心肌纤维中,被形似桥的心肌纤维覆盖,走行于其下的冠状动脉被称为壁冠状动脉(mural coronary artery,MCA)。一般根据壁冠状动脉被心肌包埋的深度2 mm为界,将心肌桥分为浅表型和纵深型[3],浅表型:覆盖在壁冠状动脉上的是薄层结缔组织、神经和脂肪,厚度不超过2 mm,表浅型较常见,约占75%;纵深型:覆盖在壁冠状动脉上的是心肌纤维,厚度超过2 mm,约占25%。心肌桥可单发,也可多发,多发的心肌桥可累及同一血管的不同节段或不同的冠状动脉分支。心肌桥最常见于左前降支,尤其是中段,也可发生在左回旋支,右冠状动脉的很少见。Polacek等[4]尸检发现,心肌桥涉及左前降支占70%,回旋支占40%,右冠状动脉占36%。
2 心肌桥的病理生理学特点
目前,心肌桥的病理生理学机制尚不十分明确。心肌桥导致的心血管临床事件,主要与其位置、长度、厚度有关,同时还受其他生理因素如心率、冠脉张力和血小板的状态等因素的影响[5]。不少研究显示心肌桥近端血管与动脉粥样硬化具有明显的相关性,其原因可能有[6]:①在心肌桥近端血管可引起血流动力学和结构的变化。由于心肌桥近端血管压力增高,血流缓慢,容易产生“涡流”,造成血流对血管壁的侧压力发生重新分布,导致血管壁增厚,动脉粥样硬化的发生。②心肌桥近端血管的剪应力较高,可减少一氧化氮合酶、内皮素-1、血管紧张素转换酶等血管活性物质的释放,这些活性物质促进了粥样硬化斑块的形成。因此,心肌桥会引起心脏的相应病理生理学改变,增加了冠心病的风险,导致心肌缺血加重,从而产生临床症状。
3 各种影像技术在心肌桥诊断中的应用及临床价值
临床上已经有多种影像技术来检测诊断心肌桥,但不同的检查方式所报告的诊断精确度有所差异,缺少一个明确的诊断标准。目前,最常用的影像技术主要包括[7]:X线冠状动脉造影(coronary angiography,CAG)、血管内多普勒超声(Intracoronary Doppler ultrasound,ICD)及多层螺旋CT(muhislice spiral computed tomography,MSCT)、磁共振冠状动脉成像(magnetic resonance coronary angiography,CMRA)及SPECT心肌核素显像等影像学检查方法。
3.1 冠状动脉造影 冠状动脉造影是最早用于诊断心肌桥的影像技术,可准确了解冠状动脉是否存在病变或变异,动态而完整地显示血管腔内的血流变化情况。其确诊心肌桥的依据为[8]:在心脏收缩期,某段冠状动脉在两个以上投照角度均明确显示为狭窄,而在心脏舒张期该段冠状动脉血流恢复正常,显影清晰,即所谓“挤乳效应”(milking effect)。由于心肌桥最常见于冠状动脉左前降支,故左前斜50°+头位30°、后前位+头位30°两个投照位较易发现和判断其狭窄程度。若在冠状动脉造影图像上,冠状动脉出现僵硬、缠结、扭曲、压陷等表现,则为壁冠状动脉可疑诊断。Noble J等[9]回顾分析了5 250例冠脉造影受检者后,将心肌桥管径于收缩期舒张期缩窄程度分为3级:Ⅰ级为缩窄<50%,可无明显临床症状;Ⅱ级为缩窄50%~75%,心肌局部可能产生乳酸增加,有轻度心肌缺血等症状;Ⅲ级为缩窄>75%,心肌局部乳酸增加明显,有明显的心肌缺血性改变,产生一定的临床症状,如不典型胸痛或劳力型心绞痛。
并非所有的心肌桥都可通过冠状动脉造影检出,仅能发现明显的心肌桥,其检出率为0.5%~2.5%,诊断灵敏度偏低[10]。冠状动脉造影检出心肌桥主要取决于以下因素[11]:心肌桥的厚度和宽度;壁冠状动脉周围存在的结缔组织和脂肪;心肌桥与相应的壁冠状动脉的位置关系;心肌桥近端冠状动脉的固定性狭窄,则降低其远端的压力,使其远端可能存在的收缩期狭窄显影不清;血管药物的使用,扩张剂可减轻收缩期狭窄,而收缩剂则加重收缩期狭窄。
冠状动脉造影诊断心肌桥的优势:临床应用广泛,诊断依据可靠;可以多体位观察心肌桥;造影中,可以使用硝酸甘油可以提高心肌桥的检出率。局限性:冠状动脉造影属于有创检查,对比剂及射线量均较多,有一定潜在危害;不能直接显示心肌桥,也不能直观显示壁冠状动脉与心肌的位置关系,无法提供更多关于心肌桥的长度、厚度等精确信息;对心肌桥的检出率偏低,不适合作为心肌桥筛查方式。
3.2 血管内多普勒超声 近来,随着冠状动脉介入性治疗技术的开展,血管内超声多普勒已成为一种新的临床诊断血管病变的手段。血管内超声可通过实时横断面成像来观察冠状动脉管腔内及管壁情况,同时还能提供有关心肌桥独特的形态特征[12],即“半月现象”(half-moon phenomenon)——心外膜与壁冠状动脉之间在整个心动周期存在半月形无回声区。Ge等[13]通过血管内超声发现,在整个心动周期壁冠状动脉上方有一高度特异性半月形无回声区域,其大小范围在舒张期是(0.47±0.19)mm,收缩期为(0.52±0.23)mm。血管内超声可以发现冠脉造影为阴性的心肌桥患者,从而提高临床检出率。
有研究显示[14]:血管内超声测定可发现约87%的心肌桥患者壁冠状动脉处血流呈“指尖样现象”,即舒张早期突然血流加速-舒张中期血流快速下降—舒张中晚期流速平台。当收缩期一开始,血流速度再次迅速下降,并于心肌桥近段出现逆向血流,心率增快时可进一步改变血流图形,使舒张早期血流峰值更高,舒张中晚期平台缩短,逆向血流增加。Sehwarz等[15]使用血管内超声研究发现心肌桥近端的冠状动脉血流储备正常或稍低于正常(平均比率2.7,正常>3.0),而远端血流储备则明显减低(平均比率2.0)。另外,还发现心肌桥近段冠状动脉粥样硬化发生率较高,可达86%。血管内超声还能够明确检测心动周期不同阶段时心肌桥内以及心肌桥近端、远端的血流速度,进一步阐述各个阶段患者冠状动脉内的血流情况,解释患者所出现缺血症状的原因。
血管内超声检查心肌桥的优势:彩色多普勒血流成像技术结合二维超声显像能定性分析心肌桥;能直接观测和精确测量壁冠状动脉以及远段、近段的血液流速、管壁压力。局限性:超声多普勒血流属于一项有创检查,存在一定的风险性;显示的图像皆为二维图像,不够直观立体;检查费用相对较高,不利于普及。
3.3 多层螺旋CT冠状动脉成像 随着CT技术的发展,MSCT发展迅速,实现了冠状动脉的无创成像。MSCT是一种3D显示技术,不仅可以显示血管走行和管腔直径,还可显示血管管壁及其周围解剖结构,如心肌、脂肪及心腔等,对心肌桥的诊断有明显独特优势[16]。
研究发现[17],采用MSCT多平面重建技术和血管短轴位观察,可明确判断心肌桥的整体结构,同时可测定壁冠状动脉长度和其在收缩期的狭窄程度,以及检测心肌桥的位置及厚度。在CT冠脉成像上,心肌桥一般表现为[18]:①心肌桥在心肌内走行一段距离后又浅露于心肌表面,即出现“上下台阶”(step down-step up)征;壁冠状动脉较邻近两端正常走行的血管略细,边缘稍模糊。②心肌桥是覆盖于壁冠状动脉上与心肌呈等密度的软组织结构。Dattilo等[19]在Ferreira等的病理学分型的基础上,根据MSCT显示的壁冠状动脉走行深度及其与室间隔和右侧前壁之间的关系,将心肌桥分为3型:浅表型、纵深型和右室型。浅表型和纵深型分别指壁冠状动脉走行于心肌内,位置浅表(≤2 mm)或纵深(>2 mm);右室型指壁冠状动脉走行于右室前壁或右室心肌。MSCT冠状动脉成像诊断心肌桥发生率为15.8%~33.2%,与冠状动脉造影和尸检研究报道的发生率之间存在差异,研究发现这种差异主要来源于不同样本所代表的总体存在差异。
近年来,随着影像技术的发展,双源CT(DSCT)可在小于1次心跳的时间内完成一张整图像的采集,让冠状动脉成像不再受限于心率,使冠状动脉的双期动态显像成为可能,更有利于判断收缩期心肌桥处壁冠状动脉的狭窄程度与临床症状之间的关系[20]。此外,通过CT后处理平台以及MPR、MIP、VR等多种后处理技术的应用,可以直观地再现壁冠状动脉与心肌的位置关系以及心肌桥的厚度、长度及收缩期狭窄程度,为临床提供丰富的影像学信息,为其治疗方案的制定提供了可靠依据。郑玲等[21]初步研究发现,DSCT已具有了动态显示心肌桥“挤奶”现象的能力,利用双能量减影功能获得的心血管影像可提供更可靠的定位精度。
MSCT检查心肌桥的优势:检查过程相对更简便,无创伤,更容易被接受,目前主要作为冠心病筛查性检查;研究的样本可能更接近一般人群,所得出的心肌桥发生率可能更接近其真实发生率;能精确量化分析壁冠状动脉和心肌桥的各种有效信息,对于浅表型心肌桥的检出和诊断较为敏感。局限性:相对其他检查,患者接受的放射曝光剂量较多;受到时间分辨率限制,不能完全消除心脏运动带来的负面影响,在收缩期壁冠状动脉显示欠佳。
3.4 磁共振冠状动脉成像 心脏MRI技术是一种安全可靠的功能性影像学评价方法。MRCA主要采用“亮血技术”成像,流动的血液呈高信号[22]。壁冠状动脉于MRCA上主要表现为:①冠状动脉节段向心肌方向弯曲走行,该段冠状动脉为壁冠状动脉,多平面重建图像可见壁冠状动脉在部分心肌层内穿行。②壁冠状动脉血流信号轻度减低。Vrachloitis等[23]首先用心电门控3D CE MRA技术对14例共44支心肌桥进行了评价,与冠状动脉造影对比研究结果发现,44支桥血管中42支二者显示一致,其敏感度和特异度分别为93%和97%。MRI延迟增强扫描不仅能显示心肌桥与壁冠状动脉的关系,还可以通过心肌桥的功能成像来初步评估心肌桥段冠脉对心肌供血的影响。
磁共振冠脉成像检查心肌桥的优势:具有无创、无辐射、无需注射对比剂,有较好的软组织对比及任意三维成像优势,使其具有良好的可重复性;不仅能准确诊断管腔的狭窄,血管壁的异常,同时提供心脏形态学及运动功能等信息。局限性:检查价格昂贵,禁忌证多;在显示冠脉血流信号的同时,也显示心肌和脂肪的相关信号,所以不能准确显示冠脉与心肌的关系;MRCA成像时间较长,对于患者的要求较高,需要较长时间的屏气;MRI空间分辨率不高,不能准确的量化冠脉的狭窄情况。
3.5 SPECT核素心肌灌注显像 SPECT核素心肌显像在心脏病的诊断、危险度分层、预后判断和血运重建术的疗效评价等方面发挥十分独特的作用,但其评估心肌桥的报道还不多[24]。Hsieh PJ等[25]使用多巴酚丁胺负荷201TICL SPECT心肌显像评估了10例心肌桥,其中发现4例异常改变。但是,SPECT心肌灌注显像对心肌桥检出率较低,仍需大组病例和前瞻性研究。刘大亮等[26]回顾性分析42例(心肌桥患者31例,正常人11例)接受99Tcm-MIBI心肌灌注显像及冠脉CTA检查的住院患者,全部患者行静息心肌灌注显像,18例行负荷心肌灌注显像,进行对比研究发现:静息心肌灌注显像发现心肌桥导致的心肌缺血性改变15例,阳性检出率为51.61%(16/31);运动负荷心肌灌注显像发现心肌缺血7例,阳性检出率为38.89%(7/18),静息心肌灌注显像射血分数在心肌桥组与正常对照组的差异有统计学意义(P<0.05)。心肌桥压迫血管越严重,负荷心肌灌注显像发现心肌缺血的比例越高。
SPECT检查心肌桥的优势:有简单、无创伤、安全、诊断准确性高等优点;与其他检查手段相比,心肌灌注显像可以更敏感地发现心肌桥所导致的心肌缺血性改变;为心肌桥患者心脏功能的评价提供有临床应用价值的信息。局限性:心肌灌注显像使用放射性显像剂,多数不被患者接受,临床上难以大面积推广;图像对比度欠佳,不能准确显示冠脉与心肌的关系,也不能准确的量化冠脉的狭窄情况。
总之,心肌桥作为心脏的一种解剖学变异,随着影像技术的进展,心肌桥检出率提高,加深了人们对心肌桥的认识。比较各种影像技术,各种影像学方法都有自己独特的优势和相对局限性。因此,希望有一种更先进的技术出现,能够提高心肌桥诊断的准确率,并能从根本上提升对心肌桥的认识。