心脏MR研究冠状动脉微循环功能障碍进展

2023-01-09张耘博赵新湘

中国医学影像技术 2022年12期

张耘博，赵新湘

(1.昆明医科大学第二附属医院医学教育处，2.医学影像中心，云南昆明 650101)

随着冠状动脉介入技术的发展，急性心肌梗死(acute myocardial infarction， AMI)相关死亡率已明显下降，但血管造影中仍有5.9%～7.4%的急性冠状动脉综合征(acute coronary syndrome， ACS)患者并无明显狭窄[1-3]；另一方面，在已接受再血管化治疗的急性ST段抬高型心肌梗死(ST segment elevation myocardial infarction， STEMI)患者中，仍有50%存在远端动脉灌注不完全[4]，原因之一可能是冠状动脉微循环功能障碍(coronary microvascular dysfunction， CMD)[5]。CMD不仅见于ACS，在心绞痛和非阻塞性冠心病(coronary artery disease， CAD)患者中的发病率也达26%～54%[6]。与非CMD患者相比，CMD患者全因死亡率(9.3%vs. 2.6%)和主要心血管不良事件(major adverse cardiovascular events， MACE)发生率(16.9%vs. 4.5%)均更高[7]。侵入性检查目前仍是诊断CMD的金标准，而心脏MR(cardiac MR， CMR)检查因其无创、无辐射、多序列、多参数且易于开展等优势已逐渐受到临床关注。本文就CMR评估CMD进展进行综述。

1 CMD概述

冠状动脉微循环由前小动脉(管径100～500 μm)、小动脉(10 μm≤管径<100 μm)、毛细血管(管径<10 μm)及静脉系统组成。CMD主要累及前小动脉及小动脉[8-9]，临床表现多样，首发症状可能为劳力性呼吸困难及胸痛等[10]。2007年，CAMICI等[8]提出将CMD分为4型，分别为非阻塞性CAD和非心肌病的CMD、心肌病的CMD、阻塞性CAD的CMD及医源性CMD。2020年我国专家共识[11]将CMD分为5型，1型为无心肌病或心外膜阻塞的CMD，2型为有心肌病但无心外膜阻塞的CMD，3型为无心肌病但有心外膜阻塞的CMD，4型为医源性CMD，5型为移植后CMD。近年来也有以CAD患者临床表型和严重程度进行分型的文献报道[5]。

2 诊断CMD

目前临床诊断CMD尚缺乏统一标准。SCHINDLER等[12]提出4项诊断标准：①冠状动脉血流储备(coronary flow reserve， CFR)受损，可根据不同检测方法选择截断值<2.5或<2.0；②存在冠状动脉微血管痉挛，即缺血症状反复发作及动态心电图改变，同时经乙酰胆碱激发试验除外心外膜冠状动脉痉挛；③微血管阻力指数(index of microcirculatory resistance， IMR)>25；④冠状动脉慢血流[心肌梗死溶栓试验(thrombolysis in myocardial infarction, TIMI)帧数计数(TIMI frame count， TFC)>25]；认为满足任意一项时应考虑存在CMD。IMR与真实冠状动脉微血管阻力显著相关，其测值不受血流动力学变化即心外膜动脉狭窄的影响，可重复性好，已逐渐成为诊断CMD的金标准[13-14]。

3 CMR评估CMD

3.1 心肌灌注成像技术心肌灌注成像技术是通过对比剂(如钆喷酸葡胺)显影，结合静息和负荷图像后处理，分析钆剂通过心肌不同时相的信号强度变化，以定性、定量评估冠状动脉微血管功能。心肌灌注成像主要为首过灌注成像技术，分为静息显像和负荷显像，后者又分为药物负荷和运动负荷，通过对比剂显像，属药物负荷灌注显像。对比剂首次通过正常心肌时，T1加权序列可见心肌轻度均匀强化；通过病变区域时，因微血管结构和功能改变使局部血流量降低而致心内膜下局部T1加权信号降低[15]。静脉注射药物(如腺苷、双嘧达莫等)后，冠状动脉微循环和功能正常区域血流量增加，而病变区域前小动脉及小动脉舒张功能异常，病变程度严重区域甚至可能出现“窃血”现象，加重部分心肌节段缺血，使心内膜下信号强度对比更为明显[16]。

目前用于评估CMD的灌注成像技术主要测量心肌灌注储备指数(myocardial perfusion reserve index， MPR=MPR负荷/MPR静息)，最常采用的方法包括半定量首过灌注(通过灌注分析专用软件测量心肌灌注曲线的最大上升斜率)和相位编码速度标识技术(定量评估冠状窦血流)。KOTECHA等[17]以全像素化定量心肌灌注mapping技术测量CMD患者药物负荷下的心肌血流量(myocardial blood flow， MBF)和MPR，发现以节段性压力MBF≤2.19 ml/(min·g)预测异常IMR的准确率为71%、特异度为70%，进一步证实了灌注成像技术所测参数与微循环功能障碍的相关性。BORLOTTI等[18]通过静息灌注显像发现，STEMI患者再血管化后1～3天梗死区MBF较正常心肌区明显下降[(0.76±0.20)ml/(min·g)vs. (1.02±0.21)ml/(min·g)]；6个月后复查静息灌注显像，梗死区MBF较急性期明显升高[(0.85±0.22)ml/(min·g)]，提示灌注成像技术可用于评估STEMI患者再血管化后远端微循环功能改善状况。

3.2 心肌T1 mapping与T2*mapping技术 T1 mapping可测量每个体素的T1弛豫时间，多用于评价心肌纤维化、心肌梗死后重塑及心肌炎等[19]。LEVELT等[20]发现血压控制良好且不合并心外膜阻塞的中位病程7年2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus， T2DM)患者的T1值与健康人无显著差异，注射腺苷后T2DM患者和对照组T1值均明显升高，但T2DM组T1值变化小于对照组[(4.1±2.9)%vs. (6.6±2.6)%]，与MPR改变趋势(1.60±0.44vs. 2.01±0.42)相一致，提示T2DM早期已出现微循环功能障碍。T2*mapping与T1 mapping技术类似，但T2*值仅在心肌内出血(intramyocardial hemorrhage， IMH)时降低，而在远端心肌或梗死心肌中不发生变化，使其成为目前识别梗死核心出血的首选方法[4，21]。IMH是AMI的严重并发症。LIU等[22]发现STEMI合并IMH患者的心肌酶升高程度、梗死面积均明显高于无IMH者。CMR用于诊断IMH具有一定优势，可协助临床医师探究STEMI危险分层，为制定精准治疗方案提供依据。

3.3 心肌应变(myocardial strain， MS)技术 CMR MS技术通过电影序列后处理得到相应形变参数，可定量评估心肌整体或局部的径向、圆周及纵向收缩力，近年来广泛用于评估左心室、右心室和左心房功能，旨在为进一步观察CMD患者心脏形态学特征提供依据。PODLESNIKAR等[23]发现STEMI患者伴微血管阻塞(microvascular obstruction， MVO)和IMH者梗死节段圆周应变明显降低；LANGE等[24]报道，AMI合并MVO患者远端心肌圆周应变增加，且其MACE事件发生率上升。TAMARAPPOO等[25]发现女性非阻塞性冠状动脉缺血疾病患者合并CMD时圆周应变增加[(-23.2±2.5)%vs. (22.1±3.0)%]，提示心脏做功增加可能是患者出现心绞痛症状的原因，并可能预示其预后不良。

3.4 心肌循环时间(myocardial transit-time， MyoTT) MyoTT是评价微血管功能障碍的新方法，即CMR所测血液自主动脉经冠状动脉循环至冠状静脉窦口所需时间，目前主要用于评估心肌病患者微循环功能。CHATZANTONIS等[26]采用CMR对肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy， HCM)患者及正常对照组进行电影序列、钆对比剂延迟显像和静息首过灌注显像，发现HCM患者MyoTT明显长于对照组[11.0(9.1，14.5)svs. 6.5(4.8，8.4)s]，且MyoTT与HCM患者左心室最大室壁厚度、延迟强化及左心室整体纵向应变相关。测量MyoTT不具侵入性，也无须药物负荷，为临床早期评估患者是否存在CMD提供了新思路。

3.5 动脉自旋标记(arterial spin labeling， ASL)门控技术 ASL以动脉血中的水分子作为内源性对比剂进行灌注成像。YOON等[27]基于CMR-ASL研究发现健康人群腺苷负荷后MBF明显高于静息MBF[(4.58±2.14)ml/(g·min)vs. (1.75±0.86)ml/(g·min)]。DO等[28]报道，以CMR-ASL测量的实验猪在压力下的MBF较静息状态下明显升高[(1.47±0.62)ml/(g·min)vs. (1.08±0.62)ml/(g·min)]；而在前降支血管阻断90 min的猪模型，MBF较基线明显下降。ARAMENDIA-VIDAURRETA等[29]发现，以ASL技术测量的异常心肌供血节段的MPR明显低于正常心肌供血节段(1.36±0.78vs. 3.27±2.12)，且心肌整体ASL-MPR与其半定量首过灌注有很好的相关性，提示ASL-CMR可作为评估CMD患者的新方向。