存活心肌成像的临床应用与争议——美国心脏协会专家共识解读

董志翔，赵世华

缺血性心脏病，即冠心病，是指由于冠状动脉粥样硬化，使得管腔狭窄或闭塞，导致心肌缺血、坏死的一类心脏病。全球有超过1.1亿人患有缺血性心脏病[1]。既往研究认为，对心肌瘢痕及冬眠心肌的无创性成像可以预测心源性猝死风险，因此，存活心肌成像作为一种重要评估方法对临床治疗策略及患者的预后理应有重要意义。然而，近期大规模临床试验表明，是否有存活心肌并不能为血运重建治疗提供有效指导。基于此，美国心脏协会(Amer ican Hear t Associat ion)在2020年发布的共识声明中对存活心肌成像方法进行了系统回顾，并进一步对存活心肌成像的临床价值及近期临床试验结果进行了深入的讨论与分析[2]。笔者就该专家共识进行以下解读。

1 常用存活心肌评估方法

随着缺血加重及持续时间延长，正常心肌细胞可发生从缺血心肌到顿抑心肌，再到冬眠心肌，最后转变为梗死心肌的连续性病理变化过程，其中顿抑心肌及冬眠心肌在灌注恢复后可恢复功能，因而被称为存活心肌。利用影像学方法可以从心脏形态、功能及组织3个层面识别这一病理变化，从而达到检测存活心肌的目的。

1.1 形态学评估

早期研究认为在超声心动图检查中，可将左室舒张末期室壁厚度(end diast ol ic wal l t hickness，EDWT)小于6 mm作为心肌存活的排除标准，但单独测量室壁厚度对血运重建后心肌功能恢复的预测价值是有限的，原因在于EDWT作为一种结构变量并不能充分反映心肌的病理改变，并且其在不同个体甚至是同一个体不同心肌节段间均存在广泛变异。Shah等[3]的研究表明，在由缺血性心肌病引起的变薄心肌节段中，若无钆对比剂延迟强化(l ate-gadol inium enhancement，LGE)证据，约有1/5的节段在血运重建后室壁变薄逆转，同时左室功能改善。

1.2 功能学评估

存活心肌具有一定的肌力收缩储备，低剂量多巴酚丁胺可有效激发这一特性，因此可通过多巴酚丁胺负荷超声心动图或心脏磁共振(car diac magnet ic r esonance，CMR)检测存活心肌。若存活心肌在静息超声心动图中表现为局部室壁运动异常，可输注低剂量多巴酚丁胺使存活心肌收缩力增强，继续输注则反之导致室壁运动减弱，这种现象被称为多巴酚丁胺的双相反应。这一现象可用于预测血运重建后心肌功能的恢复，敏感度和特异度分别为76%和81%。多巴酚丁胺负荷CMR在识别存活心肌方面也表现出很高的评估效能，Schmidt等[4]研究认为，以多巴酚丁胺诱导室壁增厚不低于2 mm作为心肌存活的判断标准，敏感度和特异度分别为96%及87%，诊断准确度为93%。

1.3 组织学评估

心肌核素显像可利用对心肌血流量及心肌代谢强度的测量来识别存活心肌。在SPECT中，静息再分布显像指南要求静息显像4 h后进行再分布显像，若静息无示踪剂摄取区在再分布显像中摄取提高不低于10%，则提示该节段心肌存活，这种方法检测存活心肌的阳性预测值为69%，阴性预测值为89%[5]。99mTc标显像剂在201TI使用数10年后被引入，尽管两者都是Ⅰ级核素显像剂且具有相似检测精度，但锝标显像剂光子能量更高且辐射更低，因而具有更好的成像特性。PET成像检测存活心肌需结合静息心肌灌注成像及18F-FDG代谢成像进行比较[6]，存活心肌表现为静息灌注减低或缺损，但仍存在18F-FDG摄取。在对静息核素心肌灌注显像及18F-FDG PET图像进行评估时，需识别三类心肌：(1)冬眠心肌，表现为心肌灌注减低但保留18F-FDG摄取；(2)透壁瘢痕，表现为心肌无灌注且18F-FDG无摄取；(3)非透壁瘢痕，心肌灌注部分减低并伴有18F-FDG同步低摄取。尽管PARR-2试验的回顾性分析表明不匹配区域(即存活心肌范围)越大，血运重建对临床结局的潜在益处越大，但这种观点还需要更多的证据支撑。目前，放射性核素显像仍是临床评估存活心肌的金标准。

LGE成像在识别纤维化方面与核素显像及病理检查高度吻合。正常情况下，钆对比剂(gadol inium-based cont r ast agent s，GBCAs)能进入细胞外间隙但并不能跨过正常心肌细胞的细胞膜，当心肌细胞膜被破坏(如急性心梗)或心肌细胞外间隙增宽(如急性间质水肿或慢性纤维化或心肌梗死)时，GBCA会在细胞外间隙堆积且排空时间会延迟，因此，异常心肌区域(如梗死、纤维化、炎症浸润心肌)在T1加权图像上表现为亮信号。在对伴有左室功能不良的慢性冠心病患者进行血运重建疗效评估时，随着LGE图像中梗死透壁程度的提高，血运重建后心肌节段收缩功能改善的可能性会逐渐下降[7]。对不伴或只伴有最低限度心内膜下梗死的功能障碍节段，血运重建成功后收缩功能恢复的可能性大于90%；对梗死透壁程度超过50%的节段，血运重建成功后收缩功能恢复的可能性小于10%；而对于梗死透壁程度低于50%的节段，仅凭借LGE并不能很好地预测收缩功能的恢复，需进一步评估肌力收缩储备。另外，常规亮血序列在检测心内膜下心梗及梗死范围时有时效果并不理想，因而越来越多经验丰富的中心使用T2加权或其他方法进行黑血成像，以提高心内膜下心肌梗死的可视化程度[8]。

最后，多排螺旋CT的发展使得CT延迟增强扫描也可显示心肌的纤维化，进而探测存活心肌，但需要更广泛的验证。

1.4 成像方法的比较研究

不同成像方法针对顿抑和冬眠心肌的不同特征进行评估，从而预测血运重建后局部节段功能的改善。因研究设计的差异及诊治方案的进步，各项研究结果间存在不同程度的差异。来自150项研究共3034例患者的整合数据显示，SPECT、PET及多巴酚丁胺超声心动图检查具有相似的诊断准确度，其中PET18F-FDG及201TI静息再分布成像敏感度较高，而多巴酚丁胺负荷超声心动图检查特异度相对较高。在CMR中，与SPECT、PET和多巴酚丁胺超声心动图相比，若以强化透壁程度高于50%作为心肌存活的排除标准，LGE在预测节段功能恢复时有更高的阴性预测值，且阳性预测值与放射性核素成像相当，多巴酚丁胺负荷心脏磁共振的阳性预测值最高，但阴性预测值最低。鉴于目前缺乏较为直接的前瞻性研究证据，因此在识别与评估存活心肌时常需根据特定临床环境联合应用各种成像方法，目前在研究中多考虑联合使用CMR和FDG-PET的多模态成像[9]。

2 存活心肌成像的临床应用策略

根据对以上常用存活心肌成像方法的总结及比较，结合临床实际，美国心脏协会提出了存活心肌成像在非急性缺血性左室功能障碍患者中的应用策略。

对于慢性缺血性左室功能障碍患者，若无急性缺血表现且适合行手术治疗，推荐先行CMR成像检测瘢痕透壁程度。若透壁程度大于50%，优先考虑单纯药物治疗；小于25%则考虑药物联合血运重建治疗；若透壁在25%～50%，应进一步行代谢成像或收缩储备检测，如果提示心肌存活可能性大，综合评估手术获益高于手术风险(包括手术成功率、围术期并发症等)，则考虑药物联合血运重建治疗，否则优先考虑单独药物治疗。

对于亚急性缺血性左室功能障碍患者，若存在室壁运动障碍且无急性心肌缺血证据，则进一步行代谢成像或收缩储备检测，若提示心肌存活，则认为手术收益高于手术风险，优先考虑药物联合血运重建治疗。

3 两项大型临床研究引发的争议

存活心肌与血运重建的效果究竟是否相关，血运重建之前是否需要评估存活心肌，近年来这一疑问已引起越来越广泛的关注。

STICH试验的10年随访结果表明[10]，与单纯接受规范药物治疗相比，血运重建联合药物治疗更能降低缺血性心衰(左室射血分数不高于35%)患者的长期全因死亡率和心血管死亡率，但30 d内短期死亡率相对较高，因此在术前必须认真评估血运重建的收益及风险。为验证存活心肌检测是否有助于识别出可能在血运重建中获益的患者，STICH研究通过SPECT或多巴酚丁胺超声心动图对招募的618例患者的心肌存活情况进行了评估，与之前的荟萃分析及系统性综述结论相反。研究发现，存活心肌存在与否并不能显著影响冠状动脉旁路移植术(cor onar y ar t er y bypass gr af t ing，CABG)的手术效果，这一结论可能与单纯接受药物治疗患者的治疗方案更加符合指南要求有关，尤其是β受体阻滞剂的使用，其被认为可改善具有冬眠心肌患者的心功能及预后。另一方面，缺血性心力衰竭患者的临床决策是结合了多种临床因素[如心肌缺血程度、瘢痕心肌、左室射血分数(l ef t ventr icul ar ej ect ion f r act ion，LVEF)等]的综合判断，单一存活检测并不能完全预测血运重建治疗的潜在收益。另外，研究还发现，尽管只能在有存活心肌的患者中观察到治疗后LVEF的升高，但其升高程度与治疗方式并不相关，且无论LVEF是否改善，患者全因死亡率及心血管死亡率均无显著差异，这一结论削弱了LVEF在缺血性心肌病患者预后评估中的决定性地位，说明左室收缩功能障碍的减轻或逆转并不是衡量血运重建治疗收益的关键因素。

PARR-2试验[11]将430例LVEF减低患者随机分入PET指导治疗组(218例)和标准化治疗组(212例)，随访1年比较心血管不良事件发生率，结果表明，与术前未行PET存活心肌评估的标准化治疗组相比，PET指导治疗组1年内心血管事件发生率并未显著下降。Or l andini等[12]的荟萃分析也表明，PET对术后生存率的评估效能也并不优于SPECT或多巴酚丁胺负荷超声心动图，术前的存活心肌评估并不能显著影响血运重建治疗预后。

在研究存活心肌成像对缺血性心衰患者临床决策的作用这一问题上，STICH和PARR-2代表了迄今为止最有价值的前瞻性试验，仍均未能综合考虑所有决定患者生存率的关键因素。试验结果进一步说明，对于患有严重冠心病伴左室功能障碍且考虑行血运重建治疗的患者，其预后受多种临床风险因素及临床医生实际判断的影响，不能根据单一的存活心肌检测结果来推测血运重建治疗的潜在收益，因此不能单凭这两项临床试验结果就对存活心肌成像的临床价值予以否定。另外，现代药物治疗也已经取得了长足的进步，缩小了与血运重建相比在提高患者生存率方面的差距，未来的研究设计应充分考虑这一因素。

4 未来研究方向

尽管目前缺乏支持证据，美国心脏协会仍认为存活心肌成像在临床决策中起重要作用，原因在于：(1)缺血性心肌病伴左室功能障碍的患者是心血管事件的高危人群，心肌活性检测的重要性值得关注；(2)无论采用何种检测方法，有存活心肌的患者心肌功能恢复的可能性更高，整体死亡率更低；(3)选择性实施心肌血运重建术可为多支冠脉病变及左室功能不全的高危患者带来收益，应继续探讨单模态成像方案及多模态成像方案对指导治疗、改善患者预后的临床影响。

为进一步明确存活心肌成像在缺血性心肌病患者的临床治疗策略中的指导价值，未来的临床试验应重点关注以下方面：(1)采用具有足够研究能力的创新设计来调整多重交互的临床因素，利用不同的方法对存活心肌进行精确的定量测量；(2)研究对象应重点关注因年龄、并发症及其他因素导致CABG决策困难的患者，充分评估心肌活性检测的意义。此外，STICH研究表明，虽然左室射血分数已被用作反映左室局部或整体收缩功能的临床金标准，但其并不能充分反映血运重建手术的潜在收益，需要对反映术后功能恢复的指标做进一步的研究。最后，恰当的冠状动脉血运重建术在改善心衰症状、降低心律失常风险、减轻药物负担等方面的额外临床收益也需要在临床试验中验证。

5 总结

临床评估存活心肌的影像学方法多种多样，各类存活心肌成像方法均存在其优点和局限性，临床应用需进行优选评价，联合应用各种影像学方法来辅助临床治疗策略的制定。存活心肌成像的最大临床意义在于筛选出血运重建后心肌功能能够明显改善的患者，进而指导患者的临床治疗策略，虽然近期的大规模前瞻性临床试验并未能证明存活心肌与血运重建治疗收益间存在明显关联，使得存活心肌成像的临床应用面临新的挑战，但存活心肌成像的临床意义目前仍存在争议，需要进一步的临床试验验证。

作者利益冲突声明：全体作者均声明无利益冲突。