无创影像学在冠状动脉慢性完全闭塞病变血运重建中的应用

罗倩 黄晶 乔瑾 黄明刚

(1.西安医学院,陕西 西安 710068; 2.陕西省人民医院CT室,陕西 西安 710068)

冠状动脉慢性完全闭塞(chronic total occlusion,CTO)指冠状动脉完全闭塞,前向血流TIMI 0级,且闭塞时间≥3个月的病变[1]。

慢性缺血缺氧会使正常的心肌细胞逐渐转为以冬眠细胞为主的存活心肌[2],如果不及时复流,存活心肌最终会成为梗死心肌。2019年,Brilakis等[1]提出CTO病变经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention,PCI)的7大准则,指出经验丰富的术者及诊疗中心基于此7项准则实施CTO-PCI,有85%左右的技术成功率及3%左右的并发症发生率[3-4]。指南[5]也建议在具有PCI指征的患者中实施CTO-PCI是可行的,并将CTO-PCI列为Ⅱa级适应证,同时指出对存活心肌的评估在临床决策及CTO-PCI术后收缩功能的改善中意义重大[6]。研究[7-8]表明,成功的CTO-PCI可缓解胸痛,显著降低主要不良心血管事件的风险。

CTO病变解剖复杂,影像学检查可在术前对CTO病变的解剖学特征及存活心肌进行无创评估及风险分层,有助于选择适合接受PCI的CTO患者。现就无创影像学在CTO-PCI中的应用展开综述。

1 冠状动脉CT血管成像

冠状动脉CT血管成像(coronary artery computed tomography angiography,CCTA)是诊断冠心病首选的无创检查,可多角度观察闭塞段解剖特征,对成功开通CTO病变至关重要[9-10]。术前正确评估CTO病变近端的位置和形态是选择CTO-PCI最佳入路的关键[1],模糊的闭塞近端与血管造影复杂性的增加及手术成功率的降低相关[11],重度钙化是影响导丝通过闭塞段的主要因素[12]。病变长度、钙化程度及负性重塑是CTO-PCI失败的主要预测因素[13],Opolski等[14]研究表明,CCTA评估闭塞段为多节段闭塞、钝性残端、闭塞段血管迂曲、严重钙化、闭塞时间≥12个月及既往PCI失败是预测导丝30 min内是否能成功通过闭塞段的独立预测因素,危险因素越多,CTO-PCI的成功率越低。术前评估病变,无上述危险因素时,导丝30 min内通过闭塞段的成功率为95%,当危险因素≥3个时,在同样的时间内,导丝通过病变的成功率≤24%。但是逆行技术可以提高解剖结构复杂的CTO患者PCI的成功率,尤其是在有侧支循环的患者中,逆行PCI成功的可能性更高[15],而侧支循环的管径和迂曲程度是术者追踪侧支循环及逆行PCI成功的独立血管学预测因素[16]。Sugaya等[17]研究表明相比于冠状动脉造影,CCTA显示侧支循环的准确性为74.5%,对侧支循环进行分级的整体准确性为78%,评估侧支循环迂曲程度的准确性为72.7%,CCTA上显影的侧支循环,导丝通过的成功率为74.1%,损伤率为11.1%。此外,Choi等[18]研究表明冠状动脉管腔内衰减梯度(transluminal attenuation gradient,TAG)可以反映侧支循环血流的功能范围和方向,TAG是基于CCTA图像计算管腔内某点的放射性衰减值与从冠状动脉开口至该点轴向距离之间的线性回归系数,TAG随着侧支循环分级的增加而增高,TAG>-7.6 HU/10 mm对发育良好的侧支循环具有中等的预测性能。Li等[19]提出反向衰减梯度>0 HU/10 mm提示CTO病变远段的血流是由侧支循环提供的逆行血流,另外,反向衰减梯度联合病变长度及桥接侧支循环对鉴别CTO和次全闭塞的敏感性为90%、特异性为93%、准确性为92%[19]。综上,术前正确评估CTO病变可以提高CTO病变的开通率,降低冠状动脉穿孔及围手术期心肌梗死的发生率[10],同时,术前亦可通过CCTA评估CTO开通难易程度等级,有效预测CTO-PCI成功率[12,14]。

2 心脏磁共振

心脏磁共振(cardiac magnetic resonance,CMR)的时间空间分辨率高且重现性好,可对心脏功能、灌注情况及解剖结构同期评估[20],钆对比剂延迟增强磁共振(late gadolinium enhancement magnetic resonance,LGE-MR)评估心肌活性最常用[21],由于钆对比剂主要分布在细胞外间隙,当心肌细胞代谢降低,细胞外间隙增大,对比剂排泄延迟、滞留增加,在T1上呈明亮的高信号,尤其是轻微的心内膜下心肌梗死,相比于核医学,LGE-MR的敏感性更高[22]。另外,LGE-MR评估梗死心肌的透壁程度与心肌功能改善明显相关,当透壁程度<25%时,成功的CTO-PCI术后5个月心肌功能显著改善,而透壁程度>75%时,心肌功能在PCI术后5个月及3年并无明显改善[23-24]。虽然LGE-MR可以检测心肌是否存活,但是不能评估梗死心肌的严重程度及心外膜未增强的心肌是否存活,而细胞外体积分数是对细胞外体积的定量测量,心肌损伤越严重,细胞外体积越大,可同时评估梗死心肌的严重程度及心外膜未增强的心肌活性,为LGE-MR预测CTO患者血运重建后心肌功能的恢复提供了增量价值[25]。此外,不同于CMR组织追踪(CMR-feature tracking,CMR-FT)技术,LGE-MR评估损伤心肌依赖于与正常心肌的差异,在一定程度上会造成假阴性,CMR-FT是通过心肌应变的相关参数,评估心肌在径向、纵向及周向三个方向的变形能力,从而检测损伤心肌及心肌损伤程度。研究[26]表明,在CTO血管供应的心肌节段,尽管LGE阴性,但是收缩期纵向应变率明显低于正常对照组。张丽君等[27]认为尽管单支CTO患者的射血分数保留,但是整体及CTO区域的心肌应变能力已经降低,梗死面积越大,径向和周向应变能力下降越明显,因此CMR-FT可以早期识别具有左心室功能损害的CTO患者。但是,CMR-FT采用二维还是三维测量心肌应变能力尚未达成共识,还需进一步研究。

3 超声心动图

超声心动图通过评估心肌的收缩储备能力及室壁运动异常来检测存活心肌,其中,小剂量多巴酚丁胺超声心动图是检测存活心肌的可靠方法。Li等[28]研究表明,小剂量多巴酚丁胺超声心动图评估存活心肌的敏感性、特异性及准确性分别为68.5%、63.0%和66.7%,联合斑点追踪成像(speckle tracking imaging,STI)技术评价存活心肌的敏感性、特异性和准确性升高到91.7%、90%和90.6%。STI是在高帧频二维灰度超声成像的基础上,识别心肌内回声斑点的空间运动,追踪其在每帧图像中的位置及不同帧图像之间同一位置的心肌运动轨迹,不受声束方向与室壁运动方向夹角的影响,可检测早期心室功能障碍。研究表明纵向应变和纵向应变率是评价存活心肌的独立参数[29],同时,纵向应变对缺血负荷的降低更为敏感,亦可早期评估成功的CTO-PCI后左心室功能变化[30]。纵向应变主要受心内膜下纵行走行的心肌纤维影响,评估梗死心肌透壁程度的准确性不及周向应力,当周向应力截断值为-10.5时,检测透壁瘢痕心肌的敏感性(71%)和特异性(73%)较高[31]。但是2D-STI仅能检测心肌纵向或径向的二维形变,心肌纤维又是在三维空间上的复杂形态变化,通过对心脏进行全容积成像并在三维空间上更精确地追踪心肌斑点运动轨迹的3D-STI弥补了2D-STI的不足。

4 核素心肌显像

核素心肌显像分为心肌灌注显像和代谢显像。18F-氟代脱氧葡萄糖(18F-fluorodeoxyglucose,18F-FDG)正电子发射断层成像(positron emission tomography,PET)心肌代谢显像是评价存活心肌的“金标准”,需与静息心肌灌注显像联合应用。如果心肌灌注减低/缺损区心肌18F-FDG代谢正常/增加(灌注-代谢不匹配),则表明存在心肌缺血但心肌存活,而心肌灌注减低区无18F-FDG代谢(灌注-代谢匹配),则为梗死心肌[32]。研究[33]表明,存活心肌≥7%的患者行PCI后可降低心源性死亡率、心肌梗死再发率及心源性再住院率。此外,良好的侧支循环虽然可以降低CTO患者心肌梗死的发生率、缓解心肌缺血并维持左心室功能,但是翟光耀等[34]认为18F-FDG代谢显像确定的CTO患者的心肌存活范围与侧支循环无明显相关,侧支循环不良的CTO患者也有心肌存活。这与Dong等[35]的研究结果一致,可能是因为冠状动脉造影无法检测到维持心肌灌注及活性的微小血管和供体血管,及CTO闭塞血管间的压力梯度的降低不利于侧支循环的形成[36],故而相比于侧支循环,18F-FDG PET心肌显像评估CTO病变区域梗死及存活心肌范围价值更大。因此,CTO-PCI术前行核素心肌显像评估CTO病变区域的存活心肌,对于改善患者的生活质量及预后具有重要的指导意义。

5 总结

介入开通CTO病变是目前治疗CTO病变的手段之一,术前评估存活心肌有助于选择从成功的CTO-PCI中获益的患者,CMR对内膜下心肌梗死更为敏感,细胞外体积分数可以评估梗死心肌的严重程度及心外膜未增强的心肌是否存活,CMR-FT可早期识别心室功能受损的患者,超声心动图可动态检测并评估病变,3D-STI技术在三维空间上评估心肌活性,进一步提高准确性。核素心肌显像可以同时评估心肌活性及半定量缺血心肌,CCTA提供全面评估CTO病变的解剖特征,对PCI进行难易程度分级,指导介入治疗。综上所述,术前选择合理的成像方式评估CTO患者的存活心肌及病变的解剖特征,有助于选择适合行PCI的患者、制定合适的手术方案并提高CTO-PCI成功率。