急性ST段抬高型心肌梗死患者冠状动脉侧支循环的影像学特点

刘国勇 苏晓灵 白明 张钲

急性心肌梗死仍然严重威胁我国人民健康，形势依然严峻［1］。虽然胸痛中心模式使急性心肌梗死的救治水平明显提高，但急性心肌梗死的预后仍然较差［2-3］。而冠状动脉侧支循环（coronary collateral circulation，CCC）在心肌因冠状动脉狭窄或闭塞时可以替代一部分心肌供血，所以CCC是否良好对疾病预后有相当大的影响［4-7］，而明确特定急性冠状动脉完全闭塞（acute coronary total occlusion，ATO）患者CCC的特征将有很大意义。冠状动脉慢性完全闭塞（chronic total occlusion，CTO） 病变形成的侧支循环相对良好，对其研究也相对充分［8-9］；而ATO时形成的侧支循环相对不良，研究较少。本研究拟评估急性ST段抬高型心肌梗死（acute ST-segment elevation myocardial infarction，STEMI）并且只有一支主要心外膜ATO时CCC的影像学特点，并与CTO时的CCC特点进行比较。

1 对象与方法

1.1 研究对象

收集2016年9月至2017年9月在兰州大学第一医院住院的625例STEMI患者及2015年9月至2018年6月住院的211例冠状动脉造影提示CTO的患者资料。纳入标准：（1）STEMI患者发病时间不超过72 h，且冠状动脉造影提示靶血管为ATO；（2）STEMI患者合并且只有一支主要心外膜ATO；（3）CTO患者符合CTO诊断标准。ATO指急性心肌梗死患者行冠状动脉造影发现相关冠状动脉完全闭塞，前向血流心肌梗死溶栓治疗试验（thrombolysis in myocardial infarction，TIMI）血流分级0级；CTO指冠状动脉造影时发现前向血流TIMI血流分级0级且闭塞时间≥3个月的冠状动脉完全闭塞病变。STEMI患者经冠状动脉造影发现ATO共291例。排除标准：（1）大于一支主要心外膜ATO；（2）左主干闭塞；（3）既往有经皮冠状动脉介入治疗（percutaneous coronary intervetion，PCI）或冠状动脉旁路移植术（coronary artery bypass grafting，CABG）史；（4）肾疾病史；（5）自身免疫性疾病史；（6）恶性肿瘤；（7）严重感染。最终共入选209例ATO和80例CTO患者，共289例患者，其中男性168例（58.1%），平均年龄（60.9±12.0）岁。根据发病时间将ATO患者分为第1～4组，相应发病时间为≤3 h、3～6 h、6～12 h、12～72 h，CTO患者（发病时间≥3个月）为第5组。

1.2 冠状动脉造影

患者平卧于导管床上，常规消毒铺巾，以1%利多卡因局部麻醉后使用seldinger穿刺技术穿刺右侧桡动脉，成功后置入6 F或7 F动脉鞘，如穿刺失败或其他原因导致不能使用右侧桡动脉入径，则按上述穿刺方法改为左侧桡动脉或右侧股动脉入径，经鞘管注入肝素3000 U，在0.035 in（1 in=2.54 cm）导引导丝引导下送左、右冠状动脉共用的Outlook Tig造影导管（泰尔茂公司，日本）分别至左、右冠状动脉状动脉口进行选择性冠状动脉造影，若共用造影导管不能到位，则送入左或右冠状动脉造影导管（强生公司，美国）行选择性左、右冠状动脉状动脉造影。造影机使用西门子第三代Artis Zee Ceiling C臂数字减影血管造影机（西门子公司，德国），高压注射器系统使用西门子Acist CViTM系统（西门子公司，德国）；采集影像为15帧/秒，右冠状动脉造影时推注压力300 psi（1 psi=6.89 kPa），总量6 ml，流速3 ml/s，左冠状动脉造影时推注压力500 psi，总量8 ml，流速4 ml/s。左冠状动脉造影一般为5个投照体位，分别是正头位、右肩位、肝位、蜘蛛位和左肩位；右冠状动脉造影一般为两个投照体位，分别为正头位和左前斜位，术者可根据具体情况增减其他投照体位。每次采集时间不小于3个心动周期，通常为3～5个心动周期。对比剂选用碘海醇注射液（欧乃派克）。造影完成后影像储存于导管室影像数据库中备用。两名对受试者临床信息单盲、经验丰富的介入心脏病专家从数据库中调出相关患者影像资料，进行血管造影图像分析，包括冠状动脉病变评估和CCC的Rentrop分级评定。

1.3 Rentrop分级［10］

Rentrop分级是根据冠状动脉造影肉眼评定CCC级别的一种方法，分为4级：0级，未见侧支血管灌注；1级，可见侧支血管缓慢充盈，隐约显像，但对比剂未到达被灌注动脉的心外膜部分；2级，可见侧支血管，心外膜动脉部分被灌注，对比剂充盈和排出时间均延长；3级，可见侧支血管，心外膜动脉完全被灌注，迅速显影，对比剂充盈和排出时间接近正常。本研究定义Rentrop分级0～1级为侧支循环不良、Rentrop分级2～3级为侧支循环良好。

1.4 Gensini评分［11］

Gensini评分系统来自美国心脏病协会所规定的冠状动脉血管图像记分分段评价标准，即狭窄程度以最严重处为标准：狭窄直径＜25%，1分；25%～50%，2分；50%～75%，4分；75%～90%，8分；90%～99%，16分；≥99%，32分。根据不同冠状动脉分支将以上得分乘以相应系数，左主干病变×5；左前降支病变近端×2.5，中段×1.5；对角支病变第一对角支×1，第二对角支×0.5；左回旋支病变近端×2.5，远端×1；右冠状动脉病变近、中、远和后降支均×1。各病变支得分相加即为患者的冠状动脉病变狭窄程度总评分。

1.5 观察指标

采用Rentrop分级方法对CCC进行评价，分别评价同侧及对侧的侧支循环分级水平，取两者较高分级水平为相关闭塞动脉侧支循环的分级水平［10］。采用Gensini评分系统评价患者整体冠状动脉病变狭窄程度，记录患者闭塞动脉、冠状动脉优势和左前降支是否绕过心尖，然后分析这些因素对侧支循环Rentrop分级的影响［11］。

1.6 统计学分析

所有数据采用SPSS 22.0进行处理。正态分布计量资料以±s表示，多组间比较使用多因素方差分析；计数资料使用例（百分比）表示，多组间比较采用卡方检验。采用Spearmam法分析冠状动脉侧支循环分级水平与发病时间的相关性。正态性分布采用Kolmogorov-Smirnov检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 患者基线资料情况

5组患者性别、年龄及Gensini评分比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05）；第1组、第2组、第3组、第4组及第5组患者侧支循环不良比例比较（85.7%比80.9%比65.7%比58.0%比2.5%，P＜0.001），差异有统计学意义（表1）。5组患者同侧侧支循环Rentrop分级比较，差异有统计学意义（P＜0.001）；第1组、第2组、第3组及第4组比较，差异无统计学意义（P=0.420，图1 A）。5组患者对侧侧支循环Rentrop分级比较，差异有统计学意义（P＜0.001）；第1组、第2组、第3组及第4组比较，差异无统计学意义（P=0.737，图1 B）。5组患者侧支循环最终Rentrop分级比较，差异有统计学意义（P＜0.001）；第1组、第2组、第3组及第4组比较，差异有统计学意义（P=0.039）；第1组、第2组及第3组比较，差异无统计学意义（P=0.145，图1 C）；Spearman相关分析法显示，Rentrop分级水平与闭塞时间相关（r=0.577，P＜0.001）。根据闭塞时间分为三组［≤12 h组（159例）、12～72 h组（50例）及≥3个月组（80例）］结果显示，三组患者Rentrop分级比较，差异有统计学意义（P＜0.001，图1 D）；Spearman相关分析法显示，Rentrop分级水平与闭塞时间相关（r=0.572，P＜0.001）。

2.2 不同情况冠状动脉Rentrop分级比较

左前降支、左回旋支及右冠状动脉同侧侧支循环Rentrop分级比较，差异无统计学意义（P=0.065，图2 A）；但对侧侧支循环及最终Rentrop分级比较，差异均有统计学意义（均P＜0.05，图2 B～C）。左优势型冠状动脉、均衡型冠状动脉、右优势型冠状动脉同侧侧支循环、对侧侧支循环及最终Rentrop分级比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05，图3）。左前降支是否绕过心尖同侧侧支循环、对侧侧支循环及最终Rentrop分级比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05，图4）。

3 讨论

CCC是冠状动脉之间的相互连接，无论是否有冠状动脉疾病它都存在［12］。作为自然旁路，当正常前向血流受损时，CCC为缺血心肌区域提供了另一种血流来源。在动脉狭窄时，侧支重塑过程导致侧支血管直径增加，使其将大量血流有效地输送到缺血组织［13］。相反，在没有阻塞性冠状动脉疾病的情况下，侧支循环是原生的，是在没有冠状动脉狭窄的情况下预先存在的。与普遍看法相反，侧支循环可输送的血流量是比较大的［14］。在ATO时，侧支循环是否良好是心肌梗死严重程度的重要决定因素［15-18］。在冠心病的慢性期（包括CTO），侧支循环可以有效地给狭窄或闭塞的冠状动脉供血，良好的侧支循环也是CTO介入治疗成功的关键。

表1 患者基线资料

图1 患者Rentrop分级比较 A．同侧侧支循环Rentrop分级比较：5组患者比较，P＜0.001；第1组、第2组、第3组及第4组比较，P=0.420；B．对侧侧支循环Rentrop分级比较：5组患者比较，P＜0.001；第1组、第2组、第3组及第4组比较，P=0.737； C．循环侧支最终Rentrop分级：5组患者比较，P＜0.001；第1组、第2组、第3组及第4组比较，P=0.039；第1组、第2组及第3组比较，P=0.145；Spearman相关分析法显示，Rentrop分级水平与闭塞时间相关系数r=0.577（P＜0.001）；D．根据不同时间分为3组（≤12 h组、12～72 h组及≥3个月组），三组患者比较，P＜0.001；Spearman相关分析法显示，Rentrop分级水平与闭塞时间相关系数r=0.572（P＜0.001）。

注： LAD，左前降支；LCX，左回旋支；RCA，右冠状动脉图2 不同闭塞冠状动脉Rentrop分级比较 A. 同侧侧支循环Rentrop分级比较（P=0.065）；B. 对侧侧支循环Rentrop分级比较（P=0.004）；C. 侧支循环最终Rentrop分级比较（P＜0.001）

图3 不同冠状动脉优势Rentrop分级比较 A．同侧侧支循环Rentrop分级（P=0.609）；B．对侧侧支循环Rentrop分级（P=0.402）；C．侧支循环最终Rentrop分级（P=0.098）

图4 左前降支是否绕过心尖Rentrop分级比较 A．同侧侧支循环Rentrop分级（P=0.740）；B．对侧侧支循环Rentrop分级（P=0.203）；C．最终Rentrop分级（P=0.389）

本研究发现，与CTO相比，在冠状动脉急性闭塞72 h内，CCC不论同侧还是对侧的Rentrop分级差异无统计学意义；与CTO及ATO 12～72 h相比，CCC最终的Rentrop分级在≤12 h（即≤3 h、3～6 h、6～12 h三组之间）差异无统计学意义；＞12 h后，与血管闭塞时间呈正相关，闭塞时间越长，侧支循环Rentrop分级水平越高，这与冠状动脉急性闭塞后侧支重塑需要一定时间有关［19］。CCC形成方式按照其发生发展过程主要有以下三种方式［19］：（1）扩张，指原有的侧支循环微血管扩张、开放，从无功能到有功能的发展；（2）增粗，指血管管壁细胞进行分裂增殖，使血管直径增大；（3）新生，指血管内皮细胞进行增生，形成新的侧支循环微血管，这个过程需要10～14 d。在单个侧支血管进行重塑的同时，侧支血管的数量也发生明显变化，Fulton等［20］发现侧支血管口径从非冠心病时的10～200 μm增加到冠心病时的100～800 μm。在冠心病发展过程中，这种侧支动脉口径的增加伴随着侧支动脉数量减少的过程，称为侧支修剪［21］。根据病理生理学及Hagen Poiseuille定律，修剪被认为是一种有效减少血管阻力的方法，因为相对于小血管数量的大量增加，少量血管口径的明显增加对整体血流量的增加更加有效［21］。这种修剪从整体上促进了CCC的成熟。因此，在冠状动脉急性闭塞期其相应的侧支血管没有进行充分的重塑和修剪，则侧支循环分级也较低。

一般来讲，发出侧支血管的冠状动脉都有不同程度的狭窄病变，这种狭窄病变导致血流对不同部位的压力不一样，不同压力部位的侧支流体剪切力不同，剪切力大的部位其侧支循环发育相对成熟，反之亦然［22］。当冠状动脉闭塞血流突然中断时，这些侧支循环迅速开放，各自根据自身的剪切力不同而发生不同变化，剪切力相对小的侧支，可能逐渐退化，剪切力大的侧支可能越来越成熟［21-22］。

本研究发现，不同闭塞血管的Rentrop分级水平明显不同，右冠状动脉闭塞的分级水平最高，左前降支次之，左回旋支最低。同侧分级水平有差异但没有统计学意义，而对侧及最终Rentrop分级水平有显著差异。ATO时，首先突然增加了预先存在的冠状动脉侧支循环两端的压力阶差，在侧支循环血管内形成强大的剪切力，从而促进侧支循环急性扩张开放，随后逐渐进行重塑及修剪，最终形成一定成熟度的CCC［23-24］。也就是说，急性闭塞后，有两个因素决定了侧支循环的Rentrop分级水平，一是侧支循环两端的压力阶差，二是预先存在的侧支循环发育情况。根据解剖学，左前降支直接延续了左主干，当右冠状动脉闭塞后，左前降支与右冠状动脉之间的侧支循环所受的压力阶差可能最大，导致了右冠状动脉闭塞时侧支Rentrop分级水平最高，其他两支血管也可同样解释。

综上所述，对于STEMI合并ATO患者，根据冠状动脉造影来分析，冠状动脉闭塞时间对CCC的影响很大，闭塞时间越长，Rentrop分级水平越高（即使是在STEMI急性期也是如此），两者呈较强正相关关系；同时闭塞血管也对冠状动脉侧支循环有较大影响，右冠状动脉闭塞时Rentrop分级水平最高，左前降支次之，左回旋支最低；不论闭塞时间长短，冠状动脉同侧侧支循环的Rentrop分级水平比对侧要低。