应用心脏磁共振成像评估冠状动脉慢性完全闭塞病变供血心肌活性研究

杨雪瑶 栗佳男 韩烨 贺毅 张丽君 王月丽 宋现涛

冠状动脉慢性完全闭塞（chronic total occlusion，CTO）是指冠状动脉真腔血流完全中断（TIMI血流0级），且病程＞3个月的病变。目前行冠状动脉造影证实冠状动脉病变患者有15%～30%存在CTO病变［1-3］。开通CTO血管的技术难度大、手术时间长、辐射剂量大等问题的存在给术者带来很大挑战，手术成功率也远低于开通非CTO病变。目前多项有关OCT病变患者行经皮冠状动脉介入治疗（percutaneous coronary intervention，PCI）与药物治疗的对比研究［4-6］，尚未得出CTO-PCI相比于药物治疗有改善心肌功能、显著降低主要不良心血管事件（major adverse cardiovascular events，MACE）发生率的结论。考虑其可能原因是这些研究在开通CTO血管前未充分评价其供血区域是否存在存活心肌、存活心肌的数量以及是否存在心肌缺血和缺血程度，因此有效评估CTO患者的心肌灌注、功能及存活情况将帮助临床医师更客观地评价CTO-PCI的获益。

近年来，心脏磁共振成像（cardiac magnetic resonance， CMR）成为评估心脏结构、功能的重要检查方式之一。CMR具有空间分辨率高和重现性好的特点，能够实现对心肌功能、灌注情况以及解剖结构的序贯成像和同期评估，从而为临床医师提供更多用以评估患者心肌受损程度的证据［7-13］。本研究应用CMR结果描述了128例CTO血管供应区域的不同心肌节段室壁运动、心肌梗死情况以及左心室功能及结构。

1 对象与方法

1.1 研究对象

本研究纳入2014年12月至2017年11月于北京安贞医院行冠状动脉造影确诊至少有1支血管存在CTO病变的患者128例。患者均在入院后1周内完成CMR检查。排除标准：左主干狭窄程度＞50%者；3个月内发生急性冠状动脉综合征者；失代偿性心力衰竭者；因体内含金属器材或幽闭恐惧症无法行CMR检查者。

1.2 CMR成像方法及图像分析

本研究采用德国Siemens 3.0 T全身扫描仪进行CMR成像，使用32通道心脏专用相控阵线圈，扫描最大梯度45 mT/m，最大爬升率200 mT/（m · s），所有序列均使用心电门控。心脏形态电影扫描左心室两心腔及四心腔中心层面层厚5 mm，间隔0 mm；短轴层面，自心尖至基底部层厚8 mm，间隔0 mm，进行连续扫描。经高压注射器以5 ml/s静脉注入马根维显（Magnevist，德国先灵公司）0.2 ml/kg进行静息灌注扫描，于注药同时进行首过采集，首过采集共50次，层厚8 mm，每个心动周期同时采集左心室心尖部、中间部及基底部3层心脏短轴图像。

首过采集结束后再经高压注射器以2 ml/s静脉注入Magnevist 0.1 ml/kg，于注药后10 min采用相位敏感反转恢复（PSIR）磁矩预准备快速小角度激发（Turbo-FLASH）序列行心脏延迟成像，参数如下：TR/TE 4.1 ms/1.56 ms；FOV 350 mm2，矩阵2.1 mm×1.4 mm×5.0 mm，翻转角35°，加速因子2。左心室短轴成像层厚 8 mm，间隔 0 mm；左心室两心腔及四心腔扫描成像层厚 5 mm，间隔 0 mm，扫描层面均需与电影扫描层面一致。所有患者在延迟扫描成像时首先确定最佳的T1时间，便于抑制正常的心肌信号，从而进行扫描。

将左心室沿其长轴分为基底段、中央段、心尖段，其中基底段、中央段在短轴层面各按照每节段60°划分为6个节段，心尖段按照每节段90°划分为4个节段，与不含心室腔的心尖共同组成17个节段［12］。除心尖在左心室长轴位及两心腔切面分析外，其余16节段均在左心室短轴位进行分析。对每个心肌节段进行室壁运动及延迟强化透壁程度评分［12］。室壁运动评分：1分（运动正常）、2分（运动减低）、3分（无运动）、4分（反向运动）。区域性室壁运动积分指数（RWMSI）定义为各血管供应区域所有心肌节段室壁运动评分相加后除以节段数。延迟强化透壁程度评分按照延迟强化的心肌厚度占全层室壁厚度的百分比进行划分：1分（无延迟强化）、2分（1%～24%）、3分（25%～49%）、4分（50%～74%）、5分（≥75%），以各血管供应区域延迟强化透壁程度评分最高值代表该区域延迟强化透壁程度。左心室射血分数（LVEF）、收缩末期容积（ESV）、舒张末期容积（EDV）由Siemens-Argus软件进行测算。

1.3 统计学分析

所有数据采用SPSS 19.0软件进行统计分析。计数资料以频数及百分比表示，组间比较采用卡方检验。符合正态分布的计量资料以（x-±s）表示，不符合正态分布的计量资料以中位数及四分位数表示。非参数检验采用Kruskal Wallis检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 基线资料情况

128例患者平均年龄（56.90±9.96）岁，其中，男性110例（85.9%），既往PCI史37例（28.9%），心肌梗死病史36例（28.1%）。单支CTO病变66例（51.6%），多支CTO病变（伴或不伴其他血管非CTO病变）23例（18.0%），单支CTO病变合并其他非CTO血管39例（30.5%，表1）。CTO血管共149支，其中右冠状动脉（RCA ）67支（45.0%），左前降支（LAD ）53支（35.6%），左回旋支（LCX） 29支（19.5%）。其余狭窄程度≥75%的非CTO血管共61支，左冠状动脉主干（LM）1支（1.6%），RCA 22支（36.1%），LAD 26支（42.6%），LCX 12支（19.7%）。

表1 128例患者基线资料

2.2 各血管供应区域心肌梗死情况

128例患者共2176个心肌节段，其中81例（63.3%）患者共470个（21.6%）心肌节段存在室壁运动异常，其中运动减低的心肌节段392个，无运动的心肌节段49个，存在反向运动的心肌节段29个。103例（80.5%）患者共536个（24.6%）心肌节段存在不同程度梗死，延迟强化透壁程度1%～24%的心肌节段127个，25%～49%的心肌节段119个，50%～74%的心肌节段145个，≥75%的心肌节段145个（表2）。

149支CTO血管供应区域的851个心肌节段（LAD对应7个节段，LCX和RCA各对应5个节段），其中透壁程度在1%～24%的心肌节段共80个（9.4%），25%～49%的心肌节段79个（9.3%），50%～74%的心肌节段95个（11.2%），≥75%的心肌节段98个（11.5%），58.6%的CTO血管供应区域无延迟强化透壁（表3）。

2.3 延迟强化透壁程度与室壁运动、LVEF、EDV、ESV的关系

对心肌延迟强化透壁程度与室壁运动进行Spearman相关性分析，延迟强化透壁程度与室壁运动评分呈明显相关（r=0.564，P＜0.05）。根据最大延迟强化透壁程度将各血管供应区域分为5组，RWMSI在各组间存在显著差异，且延迟强化透壁程度≥75%组RWMSI最高（Kruskal Wallis检验，P＜0.05，图1）。此外，各组LVEF、EDV、ESV比较，差异均有统计学意义（Kruskal Wallis检验，均P＜0.05），延迟强化透壁程度≥75%组的LVEF最低，EDV及ESV最高（表4，图2～4）。

2.4 CTO血管与陈旧性心肌梗死位置的对应关系

在149支CTO血管供应区域中，由CMR检出存在不同程度延迟强化的区域共86个（57.7%）。有陈旧性心肌梗死病史的患者仅23个（15.4%）位置与CTO血管相符。心电图有病理性Q波患者中，有25个（16.8%）病理性Q波对应位置与CTO血管相符（表5）。

表2 LAD、LCX、RCA供应区域心肌节段延迟强化透壁程度情况［个（%）］

表3 CTO血管供应区域延迟强化透壁程度情况［个（%）］

表4 CTO血管供应区域不同延迟强化透壁程度的患者LVEF、EDV及ESV情况［M（Q1，Q3）］

2.5 存在病理性Q波与无病理性Q波患者延迟强化透壁程度分布情况

心电图提示存在病理性Q波患者，延迟强化透壁程度评分1～5分组所占比例分别为4%、8%、8%、24%、56%，无病理性Q波患者中，各组比例分别为30%、14%、14%、14%、28%，有病理性Q波发生透壁性心肌梗死（延迟强化透壁程度≥75%）的比例大于无病理性Q波患者（P＜0.05，图5）。

3 讨论

本研究128例患者中，CTO病变在RCA发生比例最高（45.0%），LAD次之，LCX比例最低，这一结果与加拿大一项CTO注册研究结果相符［3］。约28.1%的患者有陈旧性心肌梗死病史，该比例略低于既往两项大规模CTO研究结果（37%～40%），可能与本研究入选例数较少及部分患者临床症状不典型有关［14-16］。本研究发现，陈旧性心肌梗死发生率远远低于由CMR检出的不同程度心肌梗死比例（约80%），这可能与侧支循环有关，约70%的CTO患者造影证实有侧支循环的建立，并且心肌梗死的程度因侧支循环的存在而减轻35%，因而心肌梗死局限于心内膜下或肌层，患者并无典型临床表现［17］。而存在典型心电图的患者，提示透壁心肌梗死可能性大，这一结论与Choi等［18］研究结果相符。透壁性心肌梗死（延迟强化透壁程度≥75%）的患者LVEF显著降低，且EDV、ESV升高，节段性室壁运动异常程度更高。但在本研究结果中，延迟强化透壁程度50%～74%患者的EDV及ESV较延迟强化透壁程度较低患者呈下降趋势，考虑与该组节段数较少有关，扩大样本量或许能够得到不一样的结果。且评估室壁运动及延迟强化透壁程度具有很强的主观性，因此评价可能存在一定误差。

表5 与CTO血管供应区域相符的心肌梗死位置个数及其占病变血管总数的百分比［个（%）］

图1 不同延迟强化透壁程度分组的室壁运动积分指数

图2 不同延迟强化透壁程度分组的左心室射血分数

CTO病变具有病程长、心肌代偿、侧支循环建立等特点，仅仅依据临床症状及传统检查手段可能无法对心功能和损伤程度进行早期有效评判。目前CMR技术经过改良，采用梯度回声（gradient echo，GRE）、稳态自由旋进（steady-state free precession，SSFP）等成像技术，实现了三维立体成像，纠正了二维成像技术的采样不足，测算出的心室容积、射血分数等参数更加精准［19］。在心肌增强扫描中，由于在坏死或纤维化心肌处钆螯合剂的分布密度更高，在T1像可呈现明显的高信号，因此被称为延迟强化（delayed enhancement）［20］，这一技术实现了对无明显临床表现的心肌梗死早期识别，指导临床干预、改善预后。CMR具有时间及空间分辨率较高的优势，能够从整体和局部全面评估心肌功能、检出不同程度的心肌梗死，是一种比超声心动图更敏感和精准的检查手段［21］。

另外，CMR对CTO血管开通后受损心肌的恢复能力具有一定预测价值［22］。CTO-PCI一直被评价为“低成功率，高风险”。2012年欧洲CTO俱乐部专家共识指出，现有指南多支持在CTO血管供应区域内有10%及以上的存活心肌时行PCI，并肯定了CMR在评估心功能、判断心肌灌注情况及心肌纤维化等方面的重要作用［23］。本研究发现，在CTO血管供应区域，有58.6%的心肌节段并无梗死，延迟强化透壁程度≥75%的心肌节段也仅占11.5%，提示对于大多数CTO患者，仍有可能通过PCI挽救存活心肌，在术前完善对心肌梗死程度及心功能的评估必不可少。

图3 不同延迟强化透壁程度组的收缩末期容积

图4 不同延迟强化透壁程度分组的舒张末期容积

图5 有病理性Q波组与无病理性Q波组延迟强化透壁程度所占比例

目前Euro-CTO研究［5］及EXPLORE研究［4］的1年随访结果提供了CTO-PCI能够改善患者生活质量及心绞痛症状的证据。EXPLORE研究［4］随访3年后发现，在急性ST段抬高型心肌梗死合并CTO病变的患者中，早期干预CTO病变组的心源性死亡率竟高于不干预CTO病变组 （6.0%比1.0%，P=0.02）。本研究CMR检出存在梗死的心肌节段中仅有不足60%位于CTO血管供应区域，在考量CTO-PCI术后获益时，或许应当将CTO血管供应区域与其他心肌节段进行独立评估，以避免非CTO血管病变带来的干扰。2016年Bucciarelli-Ducci等［24］发布的一项前瞻性研究结果显示，以CMR结果为标准入选的50例CTO患者，其CTO血管供应区域大部分节段的延迟强化透壁程度＜75%室壁厚度，且存在可诱发的缺血，患者行PCI术开通CTO血管3个月后复查CMR，可见CTO血管供应区域灌注有所改善，且LVEF有明显上升趋势。已有研究结果证实，左心室收缩功能的改善仅限于CMR提示心内膜下心肌梗死的患者，对于透壁性心肌梗死的患者，血管再通无明显改善心功能的作用［25-26］。另外，多巴酚丁胺负荷CMR可用于评价心肌缺血情况。一项Meta分析结果显示应用负荷CMR检出冠心病的敏感度和特异度均能达到80%以上［27］。本研究中未使用这一技术对患者CTO血管供应区域缺血情况进行评价。对CTO血管供血心肌的缺血情况及存活情况的综合评价将帮助临床医师更加全面地评估CTO病变是否应行血运重建，并对其远期获益的评价有重要意义。

CMR具有较高的时间及空间分辨率，是一种较为灵活的成像手段，可以提供涉及心脏解剖及功能的多个不同参数，其优势是识别轻微的心内膜下梗死、定位瘢痕心肌位置，定量分析心肌功能［28］。核素心肌灌注显像一直被认为是判断心肌存活的金标准。前期研究结果显示，以正电子发射型计算机断层显像（PET）结果为标准，CMR检测CTO患者的心肌活性与PET检查相比具有较高的一致性、敏感度和特异度，患者无需使用放射性物质或含碘对比剂，无电离辐射风险，从一定程度上为诊疗降低了相关并发症的风险，并且CMR的费用较核素心肌显像明显降低［29-30］。此外，除了目前在冠心病领域的应用外，CMR还可能在非缺血性心肌病、心肌炎、心脏瓣膜病、心包疾病乃至外周血管疾病的诊治中发挥重要作用［31］，从而开启更加直观、精准、安全的心血管疾病诊治新时代。

CMR检出大多数CTO患者存在不同程度的室壁运动异常及心肌梗死，透壁性心肌梗死患者存在明显心功能下降及心室重构，但透壁性心肌梗死患者仅占很小一部分，提示大多数CTO患者可能在PCI术后获益，在术前完善对心肌梗死程度及心功能的评估必不可少。此外，由于心肌梗死区域与CTO血管不完全相符，在评价开通CTO血管的远期获益时，对CTO血管供应区域和其他区域进行独立评估或许更加精准。